钢铁行业是最难实现碳中和的行业之一。世界钢铁协会数据显示，2022年，中国粗钢产量约为10.13亿吨。按照每吨粗钢碳排放量为1.8吨计算，去年全年我国钢铁产业碳排放量约在18.23亿吨，占全国碳排放总量的15%以上，是制造业31个门类中碳排放量最大行业。
“在‘双碳’目标下，高排放行业相继颁布碳达峰目标，钢铁行业低碳化、产品零碳化势在必行。”提及钢铁行业未来发展趋势，中国节能协会碳中和专业委员会副主任委员张文斌在接受《中国能源报》记者采访时指出，钢铁行业未来发展目标将从行业低碳逐渐转向产品零碳排放，需要依靠技术工艺不断改进、升级。
降碳重要途径
钢铁工业是国民经济的重要基础产业，截至目前，钢铁工业仍然存在产能过剩压力大、产业安全保障能力不足、绿色低碳发展水平有待提升等问题。
为加快降低钢铁产业碳排放量，《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》明确提出，力争到2025年，80%以上钢铁产能完成超低排放改造，吨钢综合耗能降低2%以上，水资源消耗强度降低10%以上，确保2030年前碳达峰。
张文斌认为：“碳达峰碳中和目标下，我国可再生能源替代进程提速，节能提效成为以钢铁为代表的制造业减排主旋律，这也是现阶段钢铁行业发展的主要方向。目前，钢铁行业持续进行供给侧结构性改革，严格执行产能置换，优化生产力布局，深挖节能降碳潜力。”
中邮证券的报告显示，在上述背景下，钢铁行业将提高冶炼技术，大力推进全废钢电炉工艺、钢铁工业废水联合再生回用、焦化废水电磁强氧化深度处理工艺，支撑钢铁产业清洁生产改造和超低排放。
不过，张文斌指出：“我国钢铁产能需求大，对原材料需求高，由于废钢资源较少，难以支撑原材料供给，因此以铁矿石、石灰石和焦煤为原料的长流程制钢法仍占主导地位，实现碳中和难度巨大，仅推进节能减排并不能实现钢铁行业‘双碳’目标，还需要采取特别的技术。”
招商银行研究院也给出相同观点，从目前主要冶炼技术情况来看，减碳途径主要有三种方法：一是完成超低排放改造，降低吨钢综合能耗，但进一步下降空间有限；二是减少粗钢产量，直接减少碳排放；三是提升钢铁冶炼技术，实现低碳冶金或零碳冶金。
现有技术路线有局限
国际能源署认为，钢铁行业要实现净零排放，有两种技术路线。一种是碳管理，即利用CCUS技术将碳捕集，再作为炼铁的还原剂利用，以此抵消生成过程中的碳排放；另一种是非焦冶炼，即通过最小化碳的使用来避免二氧化碳的产生。
国元证券的报告显示，绿氢冶炼是非焦冶炼的代表技术。氢可以替代焦炭作为炼钢工艺中的还原剂使用。推动绿氢在钢铁领域的使用，以达到减排效果。招商银行研究院同样表示，“绿氢+钢铁”是未来钢厂减少碳排放的可行方案之一，冶金技术有望呈现从焦炭到氢气的升级趋势。
不过，这两种技术路线都有一定局限性。“为实现碳达峰碳中和目标，钢铁行业积极技术创新。CCUS和绿氢冶金技术是目前钢铁产业主流零碳技术路线。但目前CCUS技术大多停留捕集后将二氧化碳封存于地下层面，再利用尚没有形成规模化发展。至于绿氢冶金技术路线，绿氢制备还处于发展初期，产业链存在氢供应短板和生命周期碳循环缺环问题，技术也不成熟。”张文斌说。
国际能源署则表示，虽然CCUS技术已经取得一些突破，但要真正实现商业化和产业化发展仍需时日，现阶段无法满足以钢铁为代表的高排放产业的减排需求，仅依靠CCUS技术推进钢铁行业减排并不现实。
期待技术百花齐放
张文斌提出，为推动钢铁产业生态工业建设，实现价值最大化，一定要坚持技术创新。“百花齐放更有利于钢铁行业进步，不管是CCUS技术，还是各种新型非焦冶炼技术，都要搞，并不断试验。随着‘双碳’进程不断深化，行业将涌现更多的新工艺、新技术，或将带动钢铁产业节能降碳迈上新台阶。”
国际能源署在《全球能源行业2050净零排放路线图》中提出，到2030年，全球实现的大部分二氧化碳减排量主要来源于现有技术，而到2050年，一半以上的二氧化碳减排成果将归功于目前技术储备，即未来技术。
“基于我国可再生能源资源禀赋和发展现状，在发展现有技术的同时，还要重视生物质能在钢铁行业减排上的作用。我国约30亿吨的生物质资源不宜再被用于直接燃烧发电或供热，但可以应用于生物质气化-炭化生态系统工程技术发展，助力钢铁工业实现行业碳达峰与产品碳中和。”张文斌说，“比如，利用BECNU生态系统工程技术，对生物质进行热解气化得到生物质燃气和生物炭，碳中和生物质燃气可以完全替代短流程钢生产所需的化石能源，同时，生物炭可替代部分化石辅助材料，剩余生物炭制成碳中和生物炭肥施入土壤培肥固碳，从而实现短流程电炉钢生命周期净零碳排放。”
4月底，世界首个碳中和钢合同尘埃落定。深圳碳中和生物燃气股份有限公司中标亚新钢铁集团福建鼎盛钢铁有限公司碳中和钢项目，利用BECNU生态系统工程技术探索钢铁行业产品碳中和实现路径。
张文斌指出：“应对气候变化，实行‘双碳’战略，必须全社会一盘棋，坚持系统性思维，从行业整体出发考虑，单打独斗是不行的，一种技术一招鲜包打天下的时代已经过去了。瞄定绿色发展目标，钢铁行业一定要积极布局新技术，加快技术迭代升级。”
