為全面評估我國電爐短流程煉鋼發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題，分析發(fā)展趨勢、方向和路徑，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會組織行業(yè)力量開展了專題研究，并按照“努力將會員企業(yè)的訴求轉(zhuǎn)化為行業(yè)專業(yè)意見，將行業(yè)專業(yè)意見轉(zhuǎn)化為政府的政策選項”的要求，為推進我國電爐短流程煉鋼綠色低碳和高質(zhì)量發(fā)展提出有關(guān)政策建議。

　　本報告分上、中、下篇在《中國冶金報》連續(xù)刊登，以供讀者參考。其中，下篇主要論述我國電爐短流程煉鋼的資源和能源保障情況，提出我國電爐短流程煉鋼發(fā)展的戰(zhàn)略路徑和有關(guān)政策建議。

　　歐盟、美國等國家和地區(qū)的廢鋼比均超過50%，我國僅為21%。2022年我國廢鋼資源量為2.63億噸，其中鋼鐵行業(yè)消耗廢鋼2.15億噸，機械行業(yè)鑄鍛用廢鋼約0.2億噸（“廢鋼資源量”為測算值，一般大于廢鋼產(chǎn)生量和實際消耗量）；自產(chǎn)廢鋼、加工廢鋼、折舊廢鋼分別占15%、17%、68%，再生鋼鐵原料進口量僅為56萬噸、占比不足0.5%。截至2022年底，已公告符合廢鋼準(zhǔn)入條件的企業(yè)共10批707家，廢鋼鐵加工配送工業(yè)化體系初步建成，年加工能力約1.7億噸，占我國廢鋼資源總量的一半以上。廢鋼資源分布方面，據(jù)中國廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會估算，全國超八成的廢鋼資源分布在東北（遼寧）、華北（北京、天津、河北、山西）、華東（上海、江蘇、山東、浙江）、中南（河南、湖北、廣東）、西南（四川）等地。我國廢鋼產(chǎn)業(yè)具有較大的發(fā)展前景，但發(fā)展基礎(chǔ)還有待完善，仍然面臨著資源總量不足、稅收政策不完善、進口標(biāo)準(zhǔn)過高、缺乏正規(guī)統(tǒng)計等問題。（見圖1）

　　根據(jù)國際回收局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年全球廢鋼貿(mào)易量約1.1億噸，主要在亞洲、歐洲、北美等地區(qū)流通；2022年，受全球粗鋼產(chǎn)量下降影響，全球廢鋼貿(mào)易量降至9760萬噸，廢鋼出口量排前5位的國家和地區(qū)分別為歐盟27國、美國、英國、日本、加拿大，合計出口5430萬噸，約占全球廢鋼總出口量的56%；排前5位的廢鋼進口國家和地區(qū)分別為土耳其、印度、美國、韓國、歐盟27國，合計進口4260萬噸，約占全球廢鋼總進口量的44%（見表1）。

　　社會鋼鐵蓄積量是反映一個國家工業(yè)化程度的重要指標(biāo)。鋼鐵發(fā)展初期是鋼鐵的蓄積，通過鋼鐵產(chǎn)品流動、鐵資源空間轉(zhuǎn)移而實現(xiàn)。從更廣闊的視角看，鐵資源流動是從地下向地上的流動、從國外向國內(nèi)的流動、從南半球向北半球的流動。未來，鋼鐵發(fā)展到一定程度后，將不再以上述3個流動為主，將轉(zhuǎn)變?yōu)椤颁撹F的循環(huán)”或稱“鐵資源的循環(huán)”——制造領(lǐng)域是鐵資源的短周期循環(huán)，建筑領(lǐng)域是鐵資源的長周期循環(huán)。據(jù)預(yù)測，2022年我國社會鋼鐵蓄積量為120億噸，2035年將達到178億噸，2050年將達到219億噸，2060年將達到243億噸（見表2）。

　　結(jié)合國內(nèi)粗鋼產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果，預(yù)計2030年中國廢鋼資源量約為3.6億噸，2035年近4億噸，2040年達到階段性峰值水平4.1億噸左右，2060年回落至4億噸左右（見表3）。

　　需要特別說明的是，2040年前后廢鋼資源量達到峰值后預(yù)計將有所回落。其主要原因是未來一段時期我國粗鋼產(chǎn)量將逐步回落，自產(chǎn)廢鋼資源量將從目前的4000萬噸左右回落到2060年的3200萬噸左右；同樣，根據(jù)下游行業(yè)發(fā)展預(yù)測，由于未來我國鋼鐵消費量將逐步下降，加工廢鋼量也將由目前的4300萬噸左右回落到2060年的4000萬噸左右；盡管折舊廢鋼量有所增長，由目前的2.18億噸左右最高增長到2040年的3.34億噸，但經(jīng)過綜合預(yù)測也將由2040年左右的最高點逐漸回落到2060年的3.25億噸。目前，我國鋼鐵行業(yè)對廢鋼資源的蓄積和產(chǎn)出寄予厚望，有專家學(xué)者提出，未來幾十年內(nèi)“全廢鋼時代必將到來”，屆時廢鋼供給量將超過鋼鐵需求量。但根據(jù)美國廢鋼發(fā)展情況看，這一判斷可能過于樂觀。在此，需要分清楚“廢鋼資源量”和“廢鋼產(chǎn)出量”兩個概念，美國廢鋼蓄積量逐年增加，鋼產(chǎn)量也沒有繼續(xù)增長，按理可以推斷出美國廢鋼產(chǎn)出量應(yīng)該是逐年增長的，但實際上卻是逐年下降的，因此未來即便是到我國廢鋼資源量足夠多時，隨著廢鋼收購價格下跌、人工成本增加，社會回收加工體系能否支撐廢鋼產(chǎn)出量持續(xù)增長仍是未知數(shù)。此外，隨著我國電爐鋼比例的增加，廢鋼資源的保供穩(wěn)價問題是否會更加突出，廢鋼資源的區(qū)域分布能否匹配相應(yīng)的鋼鐵產(chǎn)能布局，也需繼續(xù)關(guān)注。

　　總的來看，過去20年我國鋼鐵產(chǎn)量高速增長，社會鋼鐵蓄積量快速增加，未來我國廢鋼資源保障能力將逐步增強，二次資源和再生資源將成為中國鋼鐵工業(yè)鐵資源的主要來源，我國也將成為世界上鐵資源最豐富的國家?！半p碳”背景下迫切需要實現(xiàn)高端廢鋼的精選優(yōu)用，實現(xiàn)從鋼鐵材料全生命周期、全生產(chǎn)流程、全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，加強全流程生產(chǎn)管理的數(shù)字化、信息化、標(biāo)識化及優(yōu)質(zhì)廢鋼拆解回收的機器人化，實現(xiàn)廢鋼資源管理、循環(huán)和再利用的產(chǎn)業(yè)重構(gòu)和經(jīng)營模式創(chuàng)新，以解決我國鋼鐵業(yè)與制造業(yè)共同面臨的資源、能源和環(huán)境等重大問題。

　　國外直接還原鐵+電爐冶煉技術(shù)相對成熟，在中東、美國、歐洲等國家和地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。據(jù)世界鋼協(xié)統(tǒng)計，2022年全球直接還原鐵產(chǎn)量為1.25億噸，同比增長4.5%。印度是全球最大的直接還原鐵生產(chǎn)國，憑借其豐富的赤鐵礦儲量及煤炭資源，主要采用煤基回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)直接還原鐵，再配套電爐煉鋼。伊朗等中東國家和俄羅斯由于天然氣資源豐富、價格低廉，主要采用Midrex氣基豎爐工藝生產(chǎn)直接還原鐵。直接還原工藝主要分為煤基與氣基兩大類。當(dāng)前，使用氣基直接還原法生產(chǎn)的直接還原鐵占總產(chǎn)量的75%左右（見表4）。

　　2021年，全球直接還原鐵貿(mào)易量增至創(chuàng)紀(jì)錄的2280萬噸，其中陸路運輸貿(mào)易總量超過1480萬噸，比2020年增長4.4%。2021年，直接還原鐵主要出口國分別為俄羅斯、特立尼達和多巴哥、伊朗、印度、美國；有38個國家進口直接還原鐵和熱壓塊鐵，居前3位的是美國、中國和意大利（見表5）。

　　我國直接還原鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，主要限制因素在能源、資源的獲取和經(jīng)濟性上。目前寶武、河鋼、中晉等企業(yè)已建成和在建的氫基還原鐵示范項目單體規(guī)模不大，在低成本氣源獲取、設(shè)備高效運轉(zhuǎn)和產(chǎn)能提升等方面仍在積極探索。但在國家低碳政策鼓勵和支持下，國內(nèi)氣基直接還原鐵產(chǎn)能、產(chǎn)量將實現(xiàn)快速突破，預(yù)計2025年、2030年、2050年、2060年產(chǎn)量可分別達到300萬噸、900萬噸、4000萬噸、5000萬噸。

　　截至2022年底，世界新能源裝機容量為19.5億千瓦，比2000年增長110倍，其中風(fēng)電近9億千瓦，太陽能發(fā)電10.5億千瓦。隨著太陽能、風(fēng)能等可再生能源利用技術(shù)不斷創(chuàng)新，新能源發(fā)電成本顯著下降，但用電價格有所上漲，這主要是由于電源、電網(wǎng)等系統(tǒng)成本上漲。過去10年，我國新能源電力發(fā)展處于一個高速增長的時期。截至2022年底，我國風(fēng)電裝機容量達到3.65億千瓦，占總裝機容量的14.3%；光伏發(fā)電裝機容量達到3.93億千瓦，占總裝機容量的15.3%。

　　按照《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出的建設(shè)目標(biāo)：到2025年，我國發(fā)電裝機總?cè)萘繉⑦_到約30億千瓦，其中非化石能源發(fā)電量比重達到39%左右，非化石能源消費比重提高到20%左右。近期各工業(yè)行業(yè)以節(jié)能提效、降低碳排放強度和峰值為主；遠期將以電氣化、氫能化為主要方向。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)測，到“十四五”末，我國新能源裝機占比將從目前的30%提升至35%左右；到2030年，將提升至40%左右；到2035年，將提升至50%，成為裝機主體；到2060年，將進一步提升至60%以上。屆時，我國電力將從供應(yīng)總量和電力能源結(jié)構(gòu)兩個方面支撐“綠電+電爐煉鋼”和“綠氫冶金+電爐煉鋼”發(fā)展路徑的實施。未來，我國電爐煉鋼產(chǎn)能的布局能否與我國電力布局，尤其是綠電布局相適應(yīng)值得關(guān)注。

　　受諸多因素影響，目前我國電爐短流程煉鋼企業(yè)的經(jīng)營效益、開工率、產(chǎn)能利用率等狀況并不樂觀?？偟膩砜?，我國電爐高質(zhì)量發(fā)展主要面臨5方面問題：一是廢鋼及直接還原鐵資源供應(yīng)問題，未來美歐廢鋼出口量將可能減少，我國還要在提高本土廢鋼資源供應(yīng)能力方面下功夫；二是電力供應(yīng)及電價成本問題，由于電能費用在電爐鋼加工成本中占相當(dāng)大的比例，因此探索其他低成本的能源補充十分必要；三是廢鋼循環(huán)過程中有害殘存元素富集問題，除對冶煉工藝提出新要求外，對原料純凈性的要求也將進一步提高；四是高品質(zhì)鋼生產(chǎn)核心技術(shù)問題，解決高效去除廢鋼雜質(zhì)元素、生產(chǎn)高性能鋼鐵材料難題；五是國內(nèi)電爐制造裝備水平不高，特別是150噸以上的大電爐尚缺乏實際應(yīng)用驗證，且相關(guān)配套設(shè)施的可行性和經(jīng)濟性也極大地限制了國產(chǎn)大型電爐的應(yīng)用，很難和國外大型冶金裝備競爭。

　　在粗鋼中產(chǎn)量情形下，預(yù)計2035年我國電爐鋼比例為30%，2050年為39%，2060年為40%。到2060年，預(yù)計我國粗鋼碳排放總量約為3.9億噸，在低產(chǎn)量情形下約為3億噸?？梢钥闯觯S著我國廢鋼資源的增加，電爐鋼產(chǎn)量也明顯增加，但在廢鋼資源未來增幅總體有限的情況下，電爐鋼產(chǎn)量也存在上限，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量仍將占有相當(dāng)大的比重，我國鋼鐵行業(yè)還將長期保持長短流程互相結(jié)合的工藝流程格局。屆時可以通過配加直接還原鐵、使用更高比例的綠電、界面節(jié)能措施和后端CCUS（碳捕集、利用與封存）處理等路徑，在冶煉流程端和末端實現(xiàn)“碳減排”和“碳回收”，與其他行業(yè)減碳措施配合，最終在2060年前實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的碳中和。

　　根據(jù)中國工程院院士殷瑞鈺有關(guān)研究成果（見圖2），在我國鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳達峰、碳中和過程中，粗鋼產(chǎn)量下降、廢鋼利用、關(guān)鍵共性技術(shù)突破（氫還原/氫冶金）、節(jié)能+界面技術(shù)+智能化等4個方面對碳減排的貢獻度分別為45%、39%、9%、7%（測算基礎(chǔ)與本課題有所差異，但總體趨勢可以參考）。廢鋼利用方面的碳減排貢獻度占比達到39%，其中高爐—轉(zhuǎn)爐工序占4%，電爐工序占35%。若扣除粗鋼產(chǎn)量下降的因素，電爐工序的碳減排貢獻度占工藝流程變革的貢獻度比例超過了60%。

　　由此可見，在鋼鐵行業(yè)碳中和過程中，高爐—轉(zhuǎn)爐和電爐在上半場和下半場的角色和降碳貢獻不同。上半場降碳主要靠高爐，尤其是通過降低高爐產(chǎn)量實現(xiàn)粗鋼產(chǎn)量的下降，電爐則在滿足對“零碳”比較敏感、比較迫切的下游行業(yè)需求方面發(fā)揮作用；下半場主要靠電爐，通過工藝流程變革、提高電爐鋼比來實現(xiàn)全行業(yè)碳排放總量的大幅下降。無論是上半場還是下半場，廢鋼資源始終承擔(dān)著鋼鐵行業(yè)碳減排的重要任務(wù)，誰掌握廢鋼，誰就掌握了鋼鐵，這要求我們進一步提高廢鋼資源的基礎(chǔ)循環(huán)水平。

　　針對電爐短流程煉鋼發(fā)展中仍存在的問題，筆者提出電爐短流程煉鋼發(fā)展方向及目標(biāo)：一是提高電爐短流程煉鋼占比，分階段逐步用電爐流程替代傳統(tǒng)高爐—轉(zhuǎn)爐長流程；二是形成全廢鋼電爐流程替代中小高爐生產(chǎn)螺紋鋼等長材、與近終形制造技術(shù)結(jié)合生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材、利用氫還原—電爐流程生產(chǎn)特殊鋼材3類電爐短流程煉鋼發(fā)展模式；三是提升能效技術(shù)水平，逐步實現(xiàn)凈零碳排放；四是大力提升電爐裝備國產(chǎn)化水平，提高國內(nèi)電爐裝備企業(yè)研發(fā)能力；五是開發(fā)高品質(zhì)直接還原鐵和廢鋼，促進電爐鋼產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級。

　　第一階段（2023年—2035年），2035年電爐鋼產(chǎn)量占比達到30%以上，穩(wěn)步提升電爐鋼占比。第二階段（2036年—2050年），2050年電爐鋼產(chǎn)量占比達到40%以上，實現(xiàn)我國鋼鐵工業(yè)流程結(jié)構(gòu)的切換。第三階段（2051年—2060年），2060年電爐鋼產(chǎn)量占比繼續(xù)保持在40%以上，短流程電爐冶煉產(chǎn)品基本實現(xiàn)全覆蓋。

　　根據(jù)實事求是、因地制宜、分類施策的發(fā)展理念，堅持技術(shù)科學(xué)化、發(fā)展有序化、政策綠色化和競爭公平化原則，不斷夯實電爐鋼發(fā)展的資源、能源和技術(shù)基礎(chǔ)，持續(xù)優(yōu)化電爐鋼發(fā)展的政策環(huán)境、市場空間和推進機制，有序引導(dǎo)電爐短流程煉鋼發(fā)展。

　　建立完善部際協(xié)調(diào)機制，統(tǒng)籌研究解決電爐和廢鋼相關(guān)問題，穩(wěn)妥推進到2025年全國電爐鋼產(chǎn)量占比達到15%以上的既定目標(biāo)。以四川省電爐短流程煉鋼高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程為示范引領(lǐng)，有序培育一批有廢鋼資源、有市場需求、有綠電優(yōu)勢的電爐短流程示范基地。引導(dǎo)節(jié)能降碳潛力弱、設(shè)備設(shè)施老舊、廢鋼資源有保障的長流程企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展短流程。嚴(yán)禁以電爐短流程和低碳名義新增鋼鐵產(chǎn)能。組織制訂我國電爐鋼及廢鋼、直接還原鐵高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)性文件，研究將電爐短流程項目納入《綠色產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》，支持電爐短流程項目作為綠色信貸支持項目。

　　適當(dāng)放寬《關(guān)于鋼鐵冶煉項目備案管理的意見》（發(fā)改產(chǎn)業(yè)〔2021〕594號）有關(guān)規(guī)定，對確有必要新選址的電爐短流程煉鋼項目，允許粗鋼產(chǎn)能規(guī)模不低于100萬噸/年。考慮到我國100噸以下電爐裝備數(shù)量占比達到79%，建議優(yōu)化《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》，從國情實際考慮建議將限制類電爐爐容由100噸降低到70噸，避免大多數(shù)電爐短流程煉鋼企業(yè)因存在100噸以下電爐而被執(zhí)行每千瓦時加價0.1元的差別電價。鼓勵電爐裝備國產(chǎn)化，聯(lián)合科研、電爐制造、電爐冶煉等上下游單位研發(fā)資源，加快大型高效電爐裝備技術(shù)研發(fā)和相關(guān)人才培養(yǎng)，支持電爐裝備制造企業(yè)積極開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型電爐。鼓勵“氫還原+電爐”等低碳冶金工藝，適時出臺有利于電爐短流程發(fā)展的碳稅政策。

　　發(fā)揮好國家部委協(xié)調(diào)機制作用，統(tǒng)籌研究解決廢鋼相關(guān)問題。研究將廢鋼的退稅比例提高到70%，降低準(zhǔn)入企業(yè)的稅負(fù)成本。對回收環(huán)節(jié)前端實行核定征收所得稅，稅率按0.5%征收，解決廢鋼資源流通“第一張票”的問題。進一步放寬廢鋼進口管制，修訂我國《再生鋼鐵原料》標(biāo)準(zhǔn)，促進廢鋼資源進口。將廢鋼產(chǎn)量和銷量等數(shù)據(jù)納入國家統(tǒng)計局或相關(guān)部門法定統(tǒng)計體系。加快培育龍頭企業(yè)，加強廢鋼資源集中管理，為電爐發(fā)展和冶煉高品質(zhì)鋼、特種鋼提供有效的原料保障。對直接還原鐵+電爐工藝，從項目建設(shè)貸款優(yōu)惠、產(chǎn)能置換比例、電價優(yōu)惠、環(huán)保稅要求等方面給予政策支持。鼓勵開展國際產(chǎn)能合作，在國外布局直接還原鐵生產(chǎn)線及鋼鐵冶煉項目。

　　支持符合條件的電爐短流程企業(yè)申報鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件企業(yè)，對進入鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件企業(yè)名單且完成超低排放改造的企業(yè)不再納入“兩高”項目管理，在產(chǎn)能治理、產(chǎn)量調(diào)控中給予適當(dāng)支持。鼓勵電爐短流程企業(yè)建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)，加強可再生能源建設(shè)及電力資源保障。鼓勵電爐短流程企業(yè)根據(jù)峰谷電價時段制訂生產(chǎn)計劃，降低用電成本。

　　進一步加強對電爐短流程領(lǐng)域高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化的政策支持。引導(dǎo)和鼓勵社會資本加大對智能化、綠色化電爐短流程煉鋼工藝和裝備等領(lǐng)域的投資力度。建議國家相關(guān)部委設(shè)立電爐短流程發(fā)展研發(fā)專項，聚焦關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，鼓勵原創(chuàng)技術(shù)裝備和新材料示范應(yīng)用。

　　大力推廣應(yīng)用節(jié)能低碳技術(shù)和先進節(jié)能裝備應(yīng)用示范，淘汰能效較低的生產(chǎn)技術(shù)和裝備。建立健全鋼鐵產(chǎn)品全生命周期綠色評價體系，并加強國際交流合作，研究通過電爐鋼的EPD方法來促進電爐低碳技術(shù)的進步，引導(dǎo)下游行業(yè)關(guān)注鋼材產(chǎn)品的綠色低碳屬性，推進全產(chǎn)業(yè)鏈綠色低碳發(fā)展。將鋼鐵行業(yè)納入全國碳交易市場，對長短流程鋼鐵企業(yè)設(shè)定合理的碳排放配額，用市場化的手段引導(dǎo)短流程煉鋼發(fā)展、推進鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。支持企業(yè)通過“源網(wǎng)荷儲”一體化的形式大規(guī)模利用可再生能源，實現(xiàn)能源供給多樣化、低碳化。