在“中國加速邁向碳中和(hé)”系列的(de)開篇文章(zhāng)中，我們暢想了(le)2050年由電動汽車、氫氣煉鋼、光(guāng)伏發電、綠(lǜ)色儲能等新能源元素主導的(de)碳中和(hé)世界，這(zhè)一願景的(de)實現也(yě)意味著(zhe)全球需要在2030年将人(rén)爲造成的(de)二氧化(huà)碳淨排放量較2010年減少約45%，并于2050年達到“淨零排放”。面對(duì)目标與時(shí)間的(de)雙重挑戰，碳中和(hé)轉型的(de)道路亟待開啓。在各國競相開展具體的(de)研究與落地工作之時(shí)，中國也(yě)在第七十五屆聯合國大(dà)會一般性辯論中率先提出了(le)“碳達峰、碳中和(hé)”目标。麥肯錫結合對(duì)中國社會、行業和(hé)企業的(de)全面理(lǐ)解和(hé)深刻洞見，動員(yuán)全球百餘人(rén)知識力量，開展橫跨各大(dà)主要工業闆塊的(de)碳中和(hé)轉型趨勢、對(duì)策和(hé)技術研究，希望能爲中國早日達成碳中和(hé)目标略盡綿力。
中國鋼鐵行業碳中和(hé)轉型的(de)必要性
鋼鐵行業是我國工業的(de)支柱性行業，約占我國GDP的(de)5%。鋼鐵行業涉及面廣、産業關聯度高(gāo)、消費拉動大(dà)，在經濟建設、社會發展、就業穩定等方面發揮著(zhe)重要作用(yòng)。我國鋼鐵行業在全球也(yě)舉足輕重，鋼鐵産量占全球總産量的(de)半壁江山。然而，目前我國鋼鐵行業仍以碳排放強度高(gāo)的(de)長(cháng)流程爲主，粗鋼産能約占90%。在碳中和(hé)承諾以及去産能的(de)雙重壓力下(xià)，我國鋼鐵行業面臨嚴峻挑戰。
目前，中國鋼鐵行業碳排放量約占中國碳排放總量的(de)15%，是碳排放量最高(gāo)的(de)制造行業。全球每年生産和(hé)使用(yòng)高(gāo)達18億噸鋼鐵，其中将近50%的(de)鋼産于中國内地，中國鋼鐵行業碳排放量也(yě)約占全球鋼鐵行業碳排放總量的(de)50%。根據麥肯錫測算(suàn)，如果要實現本世紀末全球平均氣溫上升不超過1.5℃的(de)情景，到2050年中國鋼鐵行業須減排近100％，這(zhè)是極具挑戰的(de)目标，需要從鋼鐵消費、生産、技術、供應等多(duō)個(gè)關聯領域共同推進零碳轉型。
中國鋼鐵行業碳中和(hé)轉型路徑
綜合考量成本、技術成熟度和(hé)資源可(kě)用(yòng)性，我們認爲需求減少、能效提升，以及廢鋼再利用(yòng)、碳捕集利用(yòng)與封存（CCUS）、氫氣直接還(hái)原煉鋼（H2-DRI-EAF）等技術的(de)加速推動是中國鋼鐵行業碳中和(hé)的(de)重要抓手。據此，我們繪制了(le)中國鋼鐵行業從2020年到2030和(hé)2050年的(de)減排路徑圖（見圖1）。
常規情形下(xià)的(de)需求縮減（A）預計到2050年将貢獻約35％的(de)二氧化(huà)碳減排。對(duì)鋼鐵表觀需求的(de)影(yǐng)響因素來(lái)自于三方面：新增需求、替換需求及庫存變化(huà)。随著(zhe)城(chéng)市化(huà)和(hé)建築業增速的(de)放緩（見圖2），鋼鐵新增需求将較往年減少。此外，建築行業材料效能提升（如使用(yòng)高(gāo)強鋼）、新型替代材料的(de)突破也(yě)将進一步削減鋼鐵的(de)替換需求。随著(zhe)國内供給側改革去庫存的(de)進一步深化(huà)，鋼鐵企業高(gāo)位庫存減少也(yě)将帶來(lái)表觀需求的(de)下(xià)降。展望未來(lái)，如果鋼鐵行業被納入我國的(de)碳價格體系（具體包括對(duì)鋼鐵企業碳排放進行收費、收稅、排放交易等），将可(kě)能推動鋼鐵需求進一步下(xià)降。同時(shí)，随著(zhe)歐盟排放交易體系（EU ETS）等國際碳價格體系的(de)加速推進，我國鋼鐵出口将面臨更大(dà)的(de)挑戰，但也(yě)會給“低碳鋼鐵産品”帶來(lái)新的(de)市場(chǎng)機遇。加之國内大(dà)力控制鋼鐵産能産量的(de)良性發展，我國鋼鐵産能将保持内需爲主、出口爲輔的(de)局面。值得(de)注意的(de)是，當前的(de)減排路徑分(fēn)析較大(dà)程度上取決于需求變化(huà)，這(zhè)意味著(zhe)碳中和(hé)轉型的(de)步伐将根據需求急劇加速（或放緩）。若企業追求持續的(de)綠(lǜ)色增長(cháng)，應當爲碳中和(hé)轉型工作做(zuò)最充分(fēn)的(de)準備。
能效提升（B）是技術成熟的(de)無悔之舉，到2050年有約1.8億噸二氧化(huà)碳的(de)減排潛力；預計到2050年将貢獻全行業15％的(de)二氧化(huà)碳減排。能效變革有三大(dà)主要驅動因素：
1.産能升級和(hé)替換
我們預計到2030年有約2000萬噸碳減排潛力來(lái)自小型高(gāo)爐-轉爐（年均産能<1000萬噸）向大(dà)型高(gāo)爐-轉爐（年均産能>2000萬噸）的(de)自然升級，共覆蓋約2.5億噸産能；
2.卓越運營
鋼鐵企業始終不懈追求卓越運營，通(tōng)過不斷完善标準、提高(gāo)标準化(huà)操作水(shuǐ)平，同時(shí)将關鍵指标向下(xià)分(fēn)解、将運營能力與績效挂鈎、改善運營流程，鋼鐵行業在過去十年實現了(le)7.5％的(de)能效提升。對(duì)标業内最佳能效水(shuǐ)平，預計未來(lái)30年能效提升可(kě)達10％-15％；
3.原輔料優化(huà)
企業因碳減排而在鐵礦石、焦炭、熔劑等品類上優先利用(yòng)高(gāo)品質原料，實現長(cháng)流程鋼鐵生産碳排放強度的(de)降低。
電爐+廢鋼（C）是更優先、成熟且靈活的(de)手段，鋼鐵制造過程中66%的(de)碳排放來(lái)自于長(cháng)流程（BF-BOF）中的(de)高(gāo)爐煉鐵過程，而利用(yòng)廢鋼則可(kě)以采用(yòng)碳排放更低的(de)電爐短流程（EAF）進行生産，并且通(tōng)過綠(lǜ)電實現碳減排也(yě)更具有經濟性。随著(zhe)國内廢鋼供應量的(de)上升，預計中國未來(lái)的(de)電爐鋼比例将由當前的(de)約10%增加到2025年的(de)15%，并且長(cháng)流程廢鋼利用(yòng)能力也(yě)可(kě)能進一步提升。我們預測，到2050年通(tōng)過電爐+廢鋼替代長(cháng)流程煉鋼，可(kě)貢獻鋼鐵行業二氧化(huà)碳累計減排量的(de)20％。廢鋼有三大(dà)主要來(lái)源（如圖3）：
一是國内回收：鑒于廢棄鋼材的(de)增加，特别是來(lái)自機械和(hé)汽車兩大(dà)行業，預計80％的(de)新增廢鋼供給将源于國内廢鋼回收；
二是回收效率提升：政府持續引導廢鋼行業整合并出台利好的(de)财務和(hé)稅收政策，将促使鋼鐵企業主動使用(yòng)廢鋼；
三是放開進口廢鋼：2020年12月(yuè)《再生鋼鐵原料》國家标準的(de)批準和(hé)近期優質廢鋼進口的(de)放開，預計将提高(gāo)廢鋼整體供應并降低廢鋼成本。
減排缺口（D）仍需由碳捕集利用(yòng)與封存、氫氣直接還(hái)原煉鋼等成本更爲高(gāo)昂、尚在發展之中的(de)手段來(lái)填補。氫氣直接還(hái)原煉鋼的(de)成本主要來(lái)自于氫氣生産，其核心是電價；碳捕集利用(yòng)與封存則需要相匹配的(de)地質條件，如靠近衰退期油田、鹽水(shuǐ)層等。因此我們認爲具體技術部署應基于區(qū)域性評估，因地制宜選擇方案。
我們建議(yì)中國鋼鐵企業考慮以下(xià)四種路徑彌補減排缺口：
1.碳捕集利用(yòng)與封存規模化(huà)
代表地區(qū)爲環渤海地區(qū)（東北(běi)、津冀、山東）。其有集中化(huà)的(de)鋼廠，供應全國超過40%的(de)鋼鐵産量，同時(shí)還(hái)有火電、油氣、水(shuǐ)泥等其他(tā)高(gāo)碳排放強度的(de)工業，有望實現碳捕集利用(yòng)與封存規模化(huà)基礎設施建設，攤薄資本支出成本（如管道等）。且其靠近衰退期油田，運輸效率高(gāo)，還(hái)可(kě)通(tōng)過油獲實現額外收益。
2.氫氣直接還(hái)原煉鋼試點
代表地區(qū)爲西南(nán)地區(qū)（四川、雲南(nán)、重慶、貴州）。其擁有豐富的(de)綠(lǜ)色電力和(hé)水(shuǐ)資源，可(kě)能實現低成本的(de)綠(lǜ)氫生産，經濟性高(gāo)。瑞典、德國、奧地利等國已有氫能煉鋼項目投産，國内寶武、河(hé)鋼、酒鋼等鋼鐵企業也(yě)開始了(le)氫能煉鋼探索試點。
3.電爐+廢鋼的(de)循環經濟
代表地區(qū)爲沿海地區(qū)（浙江、福建、廣東）。其特點是鋼鐵需求高(gāo)，廢鋼供應充足，但區(qū)域長(cháng)流程鋼鐵産能低，目前供應主要靠區(qū)域外輸入。未來(lái)，廢鋼-電爐的(de)循環經濟模式可(kě)能成爲區(qū)域鋼鐵供應的(de)主要模式。在此基礎上隻要實現電力的(de)低碳供應，即可(kě)很好地實現碳中和(hé)轉型。
4.關注過渡性技術
即不能實現鋼鐵碳中和(hé)但能顯著降低碳排放強度的(de)新技術，例如爐頂煤氣循環、高(gāo)爐噴吹氫氣、直接熔融還(hái)原等；鋼鐵行業實現碳中和(hé)還(hái)需要30年的(de)曆程，過渡技術能夠補足一部分(fēn)減排缺口，給零碳鋼鐵技術的(de)發展創造空間。
此外，鋼鐵行業也(yě)在持續推動超低二氧化(huà)碳排放煉鋼工藝（ULCOS）技術的(de)發展，包括生物(wù)質煉鋼、新型直接還(hái)原工藝（ULCORED）、新型熔融還(hái)原工藝（HISarna）和(hé)電解鐵礦石工藝（ULCOWIN/ULCOLYSIS）。這(zhè)些探索距離工業化(huà)還(hái)有一定距離，但随著(zhe)技術不斷發展成熟，未來(lái)有可(kě)能更好地支持鋼鐵行業碳中和(hé)轉型。
對(duì)鋼鐵企業的(de)啓示
1 大(dà)刀(dāo)闊斧,建立流程碳排基線，尋找碳減排機會
深入理(lǐ)解“十四五”時(shí)期國家碳中和(hé)目标對(duì)鋼鐵産業鏈的(de)影(yǐng)響，根據企業目前碳排情況制定減排目标，并在資産層面制定具體減排措施，計算(suàn)其減排潛力和(hé)投資回報情況，即經濟效益、投資成本、運營成本和(hé)風險預估，從中找出最可(kě)行、最經濟的(de)碳減排路徑。
2 伺時(shí)而動，分(fēn)析碳中和(hé)轉型對(duì)需求的(de)影(yǐng)響，抓住增長(cháng)客戶群體
評估主要下(xià)遊客戶在低碳環境下(xià)的(de)需求變化(huà)，找到低碳增長(cháng)點。對(duì)新增長(cháng)機會，分(fēn)析潛在收益來(lái)确定重點發展方向，并制定進入方案。例如，提前布局廢鋼回收企業以确保廢鋼供應，在産能升級置換過程中對(duì)選擇長(cháng)、短流程的(de)科學評估，特鋼企業可(kě)探索“零碳鋼鐵産品”帶來(lái)的(de)新出口機遇，等等。
3 未雨(yǔ)綢缪,預測碳中和(hé)轉型對(duì)鋼鐵産業鏈的(de)影(yǐng)響，提前布局潛在機遇
對(duì)于鋼鐵企業來(lái)說，從中長(cháng)期看需要因地制宜地評估未來(lái)碳捕集或氫能煉鋼技術的(de)産業布局。鋼鐵行業領先的(de)頭部企業也(yě)可(kě)考慮進入新能源、電動車、氫能、生物(wù)質能及碳捕捉等新興領域，率先投資未來(lái)十年低碳技術的(de)新浪潮。
結束語
實現“零碳中國 ”，需要未來(lái)十年持之以恒的(de)關鍵舉措與實際行動。我們認爲，碳中和(hé)轉型早已不是“可(kě)選項”，而是如箭在弦的(de)“必選項”。我們希望通(tōng)過近期推出的(de)一系列文章(zhāng)爲盡快(kuài)落實碳中和(hé)轉型提供思路和(hé)洞見，觸發更多(duō)思維激蕩和(hé)觀點碰撞，與社會各界協力構建零碳社區(qū)，推動各方共同努力實現深度變革。
