“双碳”目标背景下中国钢铁工业高质量发展研究

    

摘要：当前中国钢铁工业存在矿石资源保障程度低、产能过剩突出、技术创新能力有待提高、绿色低碳化改造进程有待加快等突出矛盾与问题。钢铁工业是碳排放大户，“双碳”目标背景下，中国钢铁工业面临新的发展机遇与挑战。抓住机遇，化解挑战，满足“双碳”目标新要求、推进高质量发展，中国钢铁工业亟需夯实矿产资源供应基础，进一步深化供给侧结构性改革，加强技术创新，加快绿色低碳技术研发应用，加快“走出去”和开展国际化经营步伐。     关键词：“双碳”背景；钢铁工业；高质量发展；产业链供应链安全     基金：本文系中国社会科学院高端智库项目“我国钢铁产业链供应链安全研究”的阶段性成果。

    2020年9月，在第七十五届联合国大会上，习近平主席就碳减排对世界人民作出了中国2030年前碳达峰、2060年前碳中和的庄严承诺。“双碳”承诺的提出对中国钢铁工业来说，既是发展的机遇，也是严峻的挑战。本文拟结合中国钢铁工业发展的现状与问题，分析“双碳”目标背景下中国钢铁工业发展面临的机遇和挑战，并就中国钢铁工业如何在“双碳”目标背景下实现高质量发展提出一些可行的对策建议。
    一、中国钢铁工业发展的现状与问题
    近年来，中国钢铁工业进入了由大到强的转型升级发展新阶段，产业发展呈现一些新趋势、新特点，同时也存在一些突出的矛盾与问题。
    （一）钢铁工业发展现状
    1.产业规模继续扩大，增长速度明显放缓
    党的十八大以来，受城镇化、工业化进程加快及房地产和汽车消费升级的带动，国内钢铁产品市场需求保持增长态势，钢铁产业规模继续扩大。从2012年至2021年，中国粗钢产量从72388.2万吨增长到103524.3万吨，增长了43.0%；行业营业收入从71559.2亿元增长到96662.3亿元，增长了35.1%（见表1）。
    表1 2012年以来中国钢铁产量和营业收入的增长态势
    
    数据来源：《中国统计年鉴》相关年份。
    近几年来特别是2021年以来，中国钢铁工业增长明显失速甚至逆转为负增长状态。2020年至2021年，中国粗钢增速从7.0%下降至-2.8%。2022年1-6月，中国粗钢产量5.27亿吨、同比下降6.5%，呈现出加速下滑的发展态势。
    2.产业兼并重组步伐加快，产业集中度有所提升
    党的十八大以来特别是2016年国务院颁布《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》以来，中国钢铁工业的产业兼并重组步伐明显提速，钢铁企业间的重磅重组案例频频传出。两大钢铁央企——宝钢集团与武钢集团强强联合，成立中国宝武集团，随后重组马钢集团和太钢集团，托管昆钢集团；沙钢重组抚顺特钢和大连特钢，随后又重组安阳三大钢铁企业；中特集团战略重组青岛特钢；建龙集团重整北满特钢、阿城钢铁北兴特殊钢和北方锻钢公司，随后又重整西林钢铁，接管包钢万腾；陕晋川甘的陕钢集团等9家钢铁生产企业注册成立产能超过6000万吨的西北联合钢铁有限公司。在兼并重组加速的推动下，中国钢铁工业的产业集中度止住了连续多年下跌的态势。2021年，中国钢铁工业的4厂商（CR4）和8厂商（CR8）集中度分别上升至28.8%和36.9%，比“十二五”末的2015年分别上升了10.3个和6.1个百分点（见图1）。
    
    图1 2012—2021年中国钢铁工业的产业集中度CR4和CR8的变化趋势
    数据来源：根据《中国钢铁统计年鉴》有关数据整理。
    3.沿海钢铁项目增多，产业区域布局有所改善
    改革开放前，中国钢铁工业主要分布在北方和内陆地区，基本上属于资源依托型布局，产业布局“北重南轻”。改革开放以来特别是党的十八大以来，随着供给侧结构性改革和绿色低碳发展战略的提出和实施，中国钢铁工业在产业布局上呈现一些新特点，北方的钢铁企业正逐步向南方地区转移，内陆钢铁企业逐渐向沿海转移。尤其是京唐曹妃甸、鞍钢鲅鱼圈、宝钢湛江、山钢日照等大型沿海钢铁联合企业基地陆续开工建设，使得中国钢铁产业布局向市场需求量大、有大型港口支撑的沿海地区转移。通过多年的努力，目前中国在沿海地区已建成了5大精品钢铁生产基地，即：钢铁产能达1200万吨的营口鲅鱼圈钢铁基地，一期钢铁产能达800万吨钢铁产能的曹妃甸钢铁基地，钢铁产能超过3000万吨的日照钢铁生产基地，钢铁产能已达2000万吨以上的防城港钢铁生产基地，设计产能超1000万吨的广东湛江钢铁生产基地。上述5个沿海钢铁生产基地合计的钢铁产能接近1亿吨，它们的建设已经并将继续改善中国钢铁工业的产业区域布局状况。
    4.产业国际竞争力明显提高，国际化经营取得新突破
    党的十八大以来，中国钢铁工业的国际竞争力明显提高，产业国际化经营取得新突破。首先是钢铁贸易竞争力明显提高。数据显示，从2012年至2021年，中国钢铁工业的贸易竞争力指数从0.49上升至0.63，提升了0.14。其次是钢铁企业海外并购步伐加快。在“一带一路”倡议的推动下，中国许多大中型企业都开始加快“走出去”进行跨国并购，投资设厂，开展跨国经营布局。如：河钢集团出资收购塞尔维亚斯梅代雷沃钢厂、马其顿中板公司、东南亚DSP公司和美国克拉赫特钢公司，德龙集团在印尼投资建设2000万吨/年的东南亚最大的大型综合性钢铁项目，河北武安钢铁在马来西亚投资建设1000万吨的大型综合性钢铁项目，攀华集团在菲律宾投资建设产能1000万吨的大型综合性钢铁项目，南京钢铁集团在印尼投资建设年产能为260万吨的大型综合性钢铁项目。
    （二）钢铁工业发展中存在的问题
    1.矿产资源保障程度偏低
    近年来，中国钢铁工业发展的资源保障能力明显不足，钢铁工业的发展越来越依赖铁矿石的进口，产业发展的资源风险不容低估。数据显示，从2012年至2021年，中国铁矿石进口量从7.43亿吨增至11.2亿吨，增加了50.7%（见图2）。2012—2021年的10年间，中国铁矿石累计进口总量高达99.7亿吨。更为令人担忧的是，中国钢铁工业的铁矿石对外依存度自2014年首次突破80%以来，一直在80%以上居高不下，2017年甚至超过90%达到92.6%。不仅如此，中国铁矿石进口的70%以上来源于澳大利亚和印度等非友好国家。在世界地缘政治变幻莫测，国际资源供应不稳定性、不确定性增加的当下，如何获得供应有保障、价格相对稳定可控的铁矿石资源，已经成为事关中国钢铁工业可持续发展和产业链供应链安全的一个重大课题。
    
    图2 2012年以来中国铁矿石进口量和铁矿石对外依存度的变化趋势
    资料来源：根据《中国钢铁工业年鉴》相关年份的数据计算。
    2.技术创新能力还有待提高
    近年来，中国钢铁工业领域的技术创新取得了巨大成就，不少双高产品如“手撕钢”等实现了从无到有的突破，但中国钢铁工业的整体自主创新能力还不能满足工业强国发展对创新系统提出的新要求。尤其是高端材料、绿色低碳等工艺技术基础研究和应用研究还比较薄弱，钢铁工业与新技术、新业态融合创新能力还比较低，部分关键核心技术及装备主要依赖进口，产业基础研究和共性技术开发基础薄弱，核心技术和自主知识产权缺乏，部分产品实物质量与国际同类产品的先进水平相比还存在差距，部分高端产品质量可靠性和性能稳定性还不能完全满足市场需求，仍然依赖进口。例如，在建设用钢方面，中国钢铁工业缺乏针对复杂环境、复合载荷、综合性能要求条件下高性能结构钢的设计、制造和服役行为的关键科学问题研究和共性技术研发，国内高性能结构用钢只能主要以国外牌号和标准来进行研发和生产，严重影响了国内绿色建筑、绿色桥梁对高性能钢铁材料的市场需求。
    3.绿色低碳发展推进有差距
    由于专业化技术缺乏，环保投资不足，加之受历史遗留污染和新增污染问题的严重性、复杂性的影响，中国钢铁工业绿色低碳技术的普及应用率不太理想，低碳技术标准不完善，高能耗、高污染问题仍较为突出，离绿色低碳发展的理念和目标还有较大差距。从2013年至2020年，中国钢铁工业的碳排放总量由17.48亿吨增加至21.1亿吨，增长了20.7%（见图3）。目前，中国钢铁工业碳排放量占全国碳排放总量的比重仍高达15%，钢铁工业的单位产值能耗仍是全国工业平均水平的2～3倍。从国际比较来看，2020年，中国重点统计的大中型钢铁企业吨钢综合能耗546千克标煤，而2018年美国、欧盟吨钢综合能耗分别只有270千克和260千克标煤；2021年，中国钢铁产量占全球钢铁产量的比重为53%，而碳排放量占全球钢铁工业碳排放总量比重在60%以上。可见，推动中国钢铁工业低碳转型，既任务艰巨，又刻不容缓。
    
    图3 2013年以来中国钢铁工业的碳排放总量和单位排放量情况
    资料来源：中国国家统计局和中国钢铁工业协会。
    二、“双碳”背景下钢铁工业发展面临的机遇与挑战
    钢铁工业是中国碳排放的重要来源领域之一，“双碳”目标的提出为中国钢铁工业发展带来了新的机遇，但也提出了新的挑战。
    （一）新的机遇
    1.“双碳”目标将催生出一批新需求
    在推进“双碳”目标背景下，新的需求增长点逐渐显现。首先，钢铁工业将在清洁能源和新能源的生产、存储和应用方面扮演重要角色。太阳能发电、风力发电、多站融合变电站建设、输配电网扩建、新能源电池、新能源汽车等领域的需求将拉动钢铁产品的长期增长，提振钢铁工业发展；其次，随着全球数字信息时代的到来，5G、电子消费、大数据中心、人工智能、工业互联网等的发展能够带动钢铁的需求特别是高端钢铁产品的市场需求，拓展钢铁工业的市场需求空间，推动钢铁工业产品结构升级，加速落后钢铁产能的淘汰进程；最后，在“双碳”目标背景下，低碳节能的钢结构建筑将迎来加快发展的良机，从而带来钢结构产品的市场需求。目前，中国钢结构用钢量占钢产量的比例不足10%，住宅建筑和桥梁结构中钢结构所占比例还不到5%，远远低于发达国家20%—30%的平均水平，未来钢结构的市场需求空间巨大。
    2.“双碳”目标有利于深化供给侧结构性改革
    “双碳”目标的提出和实施，有助于深入推进供给侧结构性改革，加快推动钢铁工业去产能和产业重组。在“双碳”目标背景下，作为高能耗、高排放的产业，钢铁工业的产能扩张将受到碳排放的限制，这样有助于加快淘汰落后产能，推进产能置换，化解重点行业的产能过剩风险，防止新增低端落后产能，产业内技术水平更高、设备更先进的优质企业将占据竞争优势，促进行业内整体发展质量提高。
    随着碳减排的深入推进实施，钢铁生产流程将得以重构，跨界融合发展成为一种趋势。从学科上讲，钢铁来自冶金，冶金来自化工和材料。本是同源的钢铁、化工、材料三大产业，科技方面存在很多相通性。未来行业发展的趋势是钢铁、化工、材料等产业突破各自的传统界面，通过流程再造，实现融合发展，形成跨行业的复合型企业或联合型企业。
    3.“双碳”目标倒逼钢铁工业转型升级
    “双碳”目标有助于倒逼钢铁工业生产方式从粗放向绿色低碳的根本转型。一方面，“双碳”目标的提出有助于推动能源结构调整，促使其大幅度增加对清洁能源的需求。使用清洁能源替代传统化石能源，比如，把传统的高炉—转炉长流程高碳冶金变为绿色低碳的氢冶金、生物冶金等，减少碳排放。目前，钢铁工业消耗的能源主要仍为煤、焦炭、天然气等化石能源，风能、太阳能、生物质能等清洁能源在钢铁工业中还鲜有大规模应用。随着“双碳”目标的推进，钢铁企业将会相应地调整和优化企业用能结构，更多地应用新能源和可再生能源，甚至可能探索与能源企业合作建设“源网荷储”一体化项目，就近大规模高比例利用可再生能源，以助力企业实现“双碳”目标。这将从源头上推动钢铁产业的用能低碳化。
    另一方面，“双碳”目标提出将钢铁再生循环利用摆在更加重要的地位。钢铁具有良好的循环再生利用性能，这是钢铁推进节能减排降耗工作的一个重要优势，对于促进碳达峰碳中和、实现可持续发展具有重要意义。发展废钢冶炼产业，既能保护原生矿产资源，又能节约能源、减少污染。2021年，中国废钢消费量2.26亿吨，废钢消费量与粗钢产量比值为21.9%，而同期欧盟27国废钢消费量与粗钢产量的比值为57.6%，美国为69.2%，日本为40.5%，韩国为40.1%。可见，在“双碳”目标背景下，我国废钢冶炼还有很大的提升空间和发展机会。
    （二）新的挑战
    根据新近完成的《钢铁行业碳达峰及降碳行动方案》，钢铁行业碳达峰时间表为：2025年前实现碳达峰；2030年碳排放量比峰值下降30%；2060年前国内钢铁行业实现深度脱碳。实现上述目标，钢铁工业面临着时间紧、任务重、压力大的严峻挑战。
    1.对传统能源使用技术路线的颠覆
    当前，中国钢铁工业的发展主要依靠传统化石能源驱动，在“双碳”目标下，这种状况必须尽快改变，钢铁工业走利用清洁能源的技术路线成为必然选择。清洁能源具有可再生、污染小、能耗低等优点，用氢能、生物质能等清洁能源，替代煤炭、电力等化石能源，必将是钢铁工业能源利用和冶炼方式变革历史上的一次飞跃。然而，受技术开发能力与水平及成本等因素的影响，当前中国钢铁工业发展尚不具备大规模清洁能源的接入条件，钢铁碳减排与能源使用结构上的矛盾短期内难以解决。
    2.生产过程减排问题面临低碳技术竞争力不足的严重挑战
    钢铁工业的二氧化碳排放主要集中在冶炼环节，冶炼环节的碳排放量占钢铁工业总排放量的90%以上，其原因在于钢铁的冶炼主要采取传统的高炉—转炉长流程冶炼方式，能源消耗高、环境负荷大，发展低碳冶炼技术是解决问题的唯一出路。然而，在现有条件和技术水平下，低碳高炉冶炼技术存在着技术不成熟、成本高企等突出难题。氢能冶炼技术尚处于研发、试验阶段，目前吨钢耗氢成本高达600美元，大约相当于高炉炼钢耗煤成本的5倍，明显缺乏经济可行性。生物质能炼钢则受到生物质资源地域分布状况的制约，在生物质能不发达的地区难以推广应用。电解炼钢技术还处于实验室阶段，目前世界上即使最先进的技术也仅能实现千克量级的电解炼钢工艺，距离大规模工业化生产还有相当长的一段路程要走。如何提升行业技术水平，加快开发利用低成本乃至负成本节能减排降耗的生产技术和生成工艺，成为钢铁工业发展面临的重大挑战。
    3.碳排放直接导致成本上升
    随着国家碳排放交易权或碳税制度的施行，部分钢铁企业还需要购买碳排放指标，或为超额碳排放缴纳碳税，这无疑将加重钢铁企业的成本负担。从目前情形看，在《碳排放权交易管理暂行条例》推动下，碳交易市场正在扩容，钢铁工业将有可能跟随电力行业进入碳交易范畴。根据国际碳市场和国内试点省市碳市场运行经验，纳入碳市场后带来的履约成本或者减排成本，将拉高纳入碳市场企业的生产成本，进而不可避免地会增加钢铁工业碳排放的经济成本。
    三、对策建议
    未来一段时间内，钢铁工业要适应“双碳”目标提出的新要求，统筹发展和安全，以供给侧结构性改革为主线，从源头保障资源供应，坚持走创新发展、绿色发展、开放发展之路，推动钢铁工业产业链向中高端迈进，推动钢铁工业转型升级和高质量发展。
    （一）夯实矿产资源供应基础，提高钢铁产业链供应链安全水平
    矿产资源是钢铁工业高质量发展的基础，保障矿产资源的供应可以从供给与需求两方面入手。从供给角度而言，要积极开源，实施新一轮找矿突破战略行动，加强国内矿产资源的勘探开发。在全球矿业持续低迷的背景下，要深入推进“一带一路”沿线国家矿产资源领域合作，充分发挥各方在资源、资金、技术等方面的互补优势，强化外部供给。同时，加大城市矿产开发力度。城市矿产与日渐枯竭的原生矿相比，储量大、品位高，是提高中国矿产资源供给和产业安全水平的重要保障。
    从需求角度来看，要引导减量消费，加强节流。首先，要加强对战略性矿产资源的规划管控，防止盲目开发、无序开发、过度开发造成的资源浪费与生态破坏。其次，要积极在钢铁冶炼加工领域寻求技术突破，推进矿产资源的节约与综合利用，开发减量循环替代技术，发展循环生产、绿色生产，提高矿产资源生产率，使单位矿产资源发挥更大效益。
    （二）持续推进供给侧结构性改革，优化供需结构
    随着工业化后期阶段的到来和钢材消费强度的下降，中国国内钢铁产品需求已进入“微增长”甚至负增长的新时期，在“双碳”背景下，再走过去规模扩张的老路只会加剧产能过剩，造成社会资源的浪费，只有继续深化供给侧结构性改革，优化供需结构，才能为钢铁工业高质量可持续发展创造良好的市场环境。一方面，要加快淘汰落后产能，对于高能耗、高污染、产品质量差、安全性差的企业，要坚决依法取缔；进一步完善能耗、环保、质量等方面的法律法规和标准，制定严格的市场准入负面清单，限制新增产能，健全落后产能依法淘汰的长效机制；进一步推动要素市场化改革，使各类生产要素自由流向效益更高的优势企业，倒逼落后产能退出或转型升级；加快产业结构升级，推动钢铁产能向产业链高端迈进。同时，要突破上下游产业链衔接瓶颈，通过上下游联动实现资源高附加值利用，提升产业的整体发展质量和效益。另一方面，要全面深化改革开放，充分发挥市场在钢铁工业的资源配置中的决定性作用，健全完善钢铁产业政策，建立有效市场和有为政府完美结合的过剩产能淘汰机制和产量约束机制。
    （三）创新发展，提升产业链创新链供应链现代化水平
    发挥各方力量分工协作，构建以企业为主体、市场为导向、产学研用深度融合、协同发力的钢铁工业技术创新体系，提升自主创新能力，推动创新发展。要加大基础研究投入力度，采取建设国家重点实验室、工程研究中心、制造业创新中心等形式，加强应用基础研究和原始创新。要围绕非高炉炼铁、氢冶金、洁净钢冶炼、无头轧、CCS应用技术、碳捕获利用和存储成套技术（CCUS）等领域布局一批前瞻性、战略性项目，抢先布局钢铁前沿技术和颠覆性技术，占领世界钢铁产业发展制高点。要认真梳理行业的“卡脖子”技术，推动关键核心技术攻关，集中优势力量突破一批“卡脖子”关键材料和核心技术，提升钢铁工业竞争优势。通过高效的研发资金支持、鼓励创新的优惠政策、高效的专利审查等促进钢铁企业创新发展。要坚持问题导向，以解决企业生产管理和经营管理的实际问题为出发点，推进新一代信息技术特别是数字技术在钢铁工业的集成创新和融合应用。推进物联网、云计算、大数据、工业互联网、人工智能、5G等新一代信息技术与先进采矿选矿技术、制造加工技术深度融合，提升产业链创新链供应链现代化水平，全面提升钢铁企业的综合竞争力和可持续发展能力。
    （四）推进节能减排、清洁生产和循环经济，实现绿色低碳发展
    绿色低碳发展是中国钢铁工业转型发展的核心命题，也是钢铁工业实现高质量发展的必由之路。推动钢铁工业“双碳”目标背景下的绿色低碳发展，首先，要加速开发绿色、低碳冶炼新技术、新工艺，加快推广应用节能减排降耗的先进适用技术，将绿色低碳勘探、绿色低碳开采、绿色低碳生产、绿色低碳管理、绿色低碳供应链等贯穿矿石采选、冶炼和加工的每一环节，实现环境影响最小、资源利用率最高、经济生态和社会效益最优。尤其要在工艺优化、强化冶炼、余热和二次资源高效循环利用、超低排放改造、系统节能、产品高质化等基础上，加快研发应用低碳高炉、高效连铸、铸轧一体化、在线组织性能调控等低碳冶炼、加工新技术。其次，要健全绿色价格机制，充分发挥阶梯电价的杠杆作用，推动钢铁工业持续提升能源利用效率、降低碳排放强度，服务经济社会绿色低碳循环发展。要研究确定基于清洁能源利用水平动态调整加价标准，鼓励钢铁企业等提高风电、太阳能发电等可再生能源利用水平，减少化石能源消耗。最后，要适度加快发展电炉炼钢，提高电炉钢在中国钢铁工业的比重。与传统长流程高炉钢相比，短流程的电炉炼钢具有工序短、投资少、建设快、节能减排效果突出等优势。目前，中国电炉钢产量占比仅10.4%，远远低于30%的世界平均水平。这与中国已经成为废钢资源世界第一大国的地位很不相称。随着中国钢材蓄积量的增多，废钢资源将越来越多，预计到2025年将达到3.5亿吨。要抓住当前有利机遇，推进废钢铁资源的回收、加工、配送及流通体系的完善和提升，研究制定电炉钢用电扶持和绿电项目补偿政策，提升废钢加工处理技术水平，打造循环钢铁生态圈。到2025年、2030年和2060年努力实现再生钢铁资源冶炼占比分别达到35%、50%和70%左右的水平，逐渐实现产业生态闭环。
    （五）借力“一带一路”倡议，加快“走出去”和开展国际化经营步伐
    充分发挥中国大中型钢铁企业在技术装备、生产管理和资本方面的优势，积极向原料能源资源丰富、市场潜力大的国家或地区拓展产业发展新空间。借力“一带一路”倡议，推动国内大中型钢铁企业更大规模“走出去”，通过股权投资、联合开发、企业并购、项目注资等多种方式加强产能国际合作。要以铁矿石资源比较丰富、市场潜力较大、与中国关系比较友好的巴西、俄罗斯、伊朗、蒙古、南非、东南亚等国家和地区为重点，有序推进产能国际合作，统筹谋划、科学布局，加快产业园区及其配套的基础设施建设，形成一批具有国际竞争力的境外钢铁生产基地和产业园区，增强境外矿产资源保障能力。
    推动钢铁工业“走出去”、开展产能国际合作，既要解决中国铁矿石资源相对匮乏和钢铁产业产能过剩的问题，更要注重积极融入当地经济社会发展进程，实现优势互补、合作双赢。要用绿色、低碳、可持续理念引领钢铁工业的产能国际合作，坚持走绿色低碳的长期可持续合作发展之路，着力打造优质产能绿色低碳品牌，重点推进技术含量高、资源消耗少、环境负荷小的示范性低碳钢铁产能合作项目，共建人类命运共同体。要积极参与制定全球钢铁行业标准和行业规则，提高中国在国际钢铁市场中的话语权及定价权。