扩围行业迎来低碳转型关键期
日前,生态环境部发布了《全国碳排放权交易市场覆盖钢铁、水泥、铝冶炼行业工作方案》(以下简称《方案》),全国碳排放权交易市场(以下简称全国碳市场)首次扩围正式进入实施阶段。钢铁、水泥、铝冶炼行业会淘汰哪些落后产能和技术?下一步,哪些行业将纳入全国碳市场?围绕相关问题,《环境经济》专访了中国环境科学研究院环境社会学研究室主任阳平坚。
环境经济:2024年1月,全国温室气体自愿减排交易市场(CCER)启动以后,全国碳市场扩围的呼声也越来越高。今年,全国碳市场迎来首次扩围。在您看来,为什么选择这个时候宣布扩围,有哪些意义?
阳平坚:首先,全国碳市场扩围是我国实现“双碳”目标的必然要求。我国早在2016年就确定了石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、发电和航空八大重点排放行业,本次纳入全国碳市场的钢铁、水泥和铝冶炼行业就在这八大行业之中。
其次,全国碳市场选择在正式运行3年后首次扩围,也是符合客观规律的。我国作为全球碳排放量最大的发展中国家,全国碳市场的建设不应该、也不可能是一蹴而就的。从地方试点碳市场开始上线交易,到全国碳市场正式启动,我国经历了长达8年的摸索,积累了丰富的实践经验,很大程度降低了制度设计失误带来市场混乱的可能性。全国碳市场启动后,选择碳排放量大、排放核算基础好、监测核查难度低的发电行业作为突破口。经过3年多的运行,相关管理人员积累了丰富的管理经验,全国范围内建立起了相对成熟的碳排放核算、报告和核查工作体系,为全国碳市场扩围奠定了坚实基础。对企业而言,本次被纳入全国碳市场的钢铁、水泥、铝冶炼行业重点企业也能够借鉴发电行业企业的碳管理经验,降低了适应碳市场的学习成本。
最后,外部压力变化也是全国碳市场扩围的重要原因之一。近年来,碳关税机制从理论转向实践,特别是欧盟碳边境调节机制(CBAM)已经在2023年10月启动并进入过渡期,将于2026年正式实施,届时欧盟进口商将依照商品碳排放数据向欧盟缴纳费用。欧盟是中国产品的主要出口地之一,CBAM在现阶段覆盖钢铁、铝、电力、水泥、化肥和氢六大行业,不排除欧盟未来可能扩大征收碳关税的行业覆盖范围。
此次将这三个行业纳入全国碳市场,能够倒逼这些行业企业着手加强碳排放管理能力建设,提高碳排放核算数据质量,同时激励企业改进生产工艺,提高能效水平,降低单位产品碳排放量,降低产品出海遭受的碳关税冲击。
环境经济:您认为,全国碳市场首次扩围对钢铁、水泥、铝冶炼行业的市场竞争格局会产生怎样的影响?
阳平坚:全国碳市场扩围将对不同低碳工艺和能效水平的企业产生分化效果。拥有先进高效设备、能源利用效率高的企业将支付更少的碳配额成本,甚至配额有所盈余,进而在全国碳市场上得到收益。技术或产能较为落后的企业则可能面临更大的配额缺口,支付更多的碳排放成本。
同时,全国碳市场扩围将激励企业采用碳排放更少、能效更高的生产工艺,无法及时转换生产工艺的落后企业将面临更大的成本压力,逐步失去在市场上的竞争优势。此外,产品出口未来可能进一步覆盖这些行业的间接排放,这将推动相关产业在区域间的转移,如从化石能源依赖程度较高的地区逐步迁移至清洁电力更为丰富的区域。
环境经济:您刚刚提到,此次扩围将对不同低碳工艺和能效水平的企业产生分化效果,这是否会加速企业间的兼并重组?
阳平坚:我国钢铁、水泥和铝冶炼行业都呈现出以头部国有企业为主、民营企业为辅的结构,产业集中度较高,发生大规模兼并的可能性不大,但有可能通过改变企业成本结构和投资回报率,间接推动行业整合进程。
钢铁行业以国有龙头企业主导,目前的集中度已经达到较高水平,被纳入全国碳市场的影响可能更多地表现为大型集团内部的产能优化。水泥行业的区域性特征明显,跨区域整合难度较大,更可能发生区域内的龙头企业兼并中小厂商。铝冶炼行业由于产能指标管控严格,可能以集团化运营和产业链整合为主。
环境经济:全国碳市场扩围将如何推动钢铁、水泥、铝冶炼行业的技术创新?目前,行业内有哪些较为成熟或具有潜力的低碳技术正在研发或应用?
阳平坚:全国碳市场扩围将从直接产生的价格信号和间接导致的竞争压力两方面加速钢铁、水泥和铝冶炼行业的低碳技术创新。碳定价为企业减排投资提供了明确的经济激励,而配额逐步收紧的预期则促使企业提前布局深度减排技术。从国际经验来看,碳定价是推动工业部门加速低碳技术转型最有效的政策工具之一。
对于钢铁行业,改进冶炼工艺产生的减排效果显著,如采用以废钢为主要原料的短流程电炉炼钢,省去了主要产生碳排放的铁前工序,相较传统的“高炉—转炉”长流程炼钢工艺,每吨钢可降低碳排放量约1.5吨左右,同时能够实现废钢的有效回收利用。目前,我国短流程炼钢在粗钢总产量中的占比只有10%左右,低于全球比重的28.6%,更是远低于美国的69%。
当前,国家将提升短流程炼钢占比作为推动钢铁行业绿色低碳发展的重要举措,此次扩围仅管控钢铁冶炼中化石燃料燃烧和工业过程的温室气体排放,也将对钢铁企业向短流程工艺转型起到激励作用。另外,我国也在氢能炼钢方面接连突破,如中国宝武钢铁集团有限公司、河钢集团有限公司的百万吨级氢基竖炉已经投产,与传统长流程工艺相比能够实现碳减排70%以上,这也将有力促进钢铁行业实现深度减排。
对于水泥行业,化石燃料燃烧及电力消耗产生的碳排放量总共约占总排放量的40%,剩下的60%是生产过程中碳酸盐分解产生的碳排放量,因此水泥行业减排技术包含燃料替代技术和低碳水泥技术等。
燃料替代技术包括垃圾衍生燃料、生物质和氢能等替代燃料取代化石燃料,目前在欧盟较为完善成熟,但在中国还未大范围普及,仍处于水泥窑炉协同处置技术阶段。
低碳水泥包括高贝利特水泥、硫(铁)铝酸盐水泥和可碳化硅酸钙水泥等,但这些技术还处于研发或者推广应用阶段,尚未大规模普及,具有较大的市场潜力。使用电石渣、钢渣和黄磷渣等工业废渣作为原料进行熟料生产也能够大幅度降低碳排放。此外,利用矿渣和粉煤灰等混合材料进行超细粉磨,能够大幅降低熟料应用比例,从而降低单位产品碳排放。
对于铝冶炼行业,国际铝业协会确定了减少碳排放的三种途径:电力脱碳、减少直接排放以及提高回收率和资源利用效率。原铝生产过程需要消耗大量电力,因此可再生能源电力占比提升能够显著降低间接碳排放。对于生产过程中的温室气体减排,可以通过强化溶出、强化种分、赤泥选铁、铝酸钠溶液镓钒回收和铝酸钠溶液净化等技术手段实现。推广应用大型智能电解槽,能够降低电解铝能耗,目前600千安培大电流工艺在我国的设计和生产管理日趋成熟,中国铝业、魏桥集团的相关试点项目展示了该技术应用的潜力。在电解中使用惰性阳极材料能够减少温室气体排放,此类技术在全球仍处于探索阶段,我国也尚未投入大规模生产实践。另外,对废铝进行回收的再生铝工艺省略了电解铝工序,降低了生产过程中的能源消耗。
环境经济:随着全国碳市场扩围,钢铁、水泥、铝冶炼行业在能源结构调整方面有哪些计划和措施?
阳平坚:“双碳”目标下,钢铁、水泥和铝冶炼行业的能源使用向化石能源更低占比转变是大势所趋,而将三者纳入全国碳市场则会进一步加速这一趋势。在此情况下,三行业对非化石能源的需求将显著增加。
一是终端用能环节的电能替代能够显著降低生产过程的直接排放,这也是进一步提高清洁电力使用占比、降低间接排放的基础。钢铁企业采用短流程电炉工艺能够大幅提高电气化率;水泥生产中的熟料煅烧过程虽然难以进行电能替代,但原料破碎、粉磨等环节可以提高电力比重;铝冶炼行业原本的电气化水平就较高,进一步进行电能替代的潜力较小。这三个行业被纳入全国碳市场后,企业更有扩大电气化终端用能设备使用比例的意愿。
二是相关企业为提高清洁电力使用占比,可能向清洁能源更为丰富的地区转移,并进一步挖掘当地清洁能源发电潜力,或直接投资新能源产业,获得直供绿电。例如,中国宝武钢铁集团有限公司,作为钢铁行业龙头企业,大力发挥西北地区新能源资源丰富的优势,积极布局新能源基地及低碳钢厂。水泥行业龙头企业海螺水泥表示,将在“十四五”期间,大力发展新能源产业。截至去年8月,绿色能源装机容量近900兆瓦。铝业龙头魏桥集团计划在3年内新增投资600亿元以上,其中将有一半用于水电、光伏和风电等清洁能源建设。全国碳市场扩围将进一步刺激相关企业布局新能源产业。
三是企业将通过购买绿电、绿证的方式弥补直供绿电的不足,间接降低碳足迹。河钢集团有限公司在2024年与8家绿电发电企业达成购买协议,购置绿电8.4亿千瓦时,占购置总电量的20%。工业和信息化部等10部门印发的《铝产业高质量发展实施方案(2025—2027年)》明确,将支持企业通过绿色电力交易、购买绿色电力证书、投资清洁能源发电项目等方式,提升清洁能源使用比例。这三个行业被纳入全国碳市场后,相关企业将权衡以上方式和购买碳配额的成本差异,选择更具有经济优势的策略以降低履约成本。
环境经济:继水泥、钢铁、铝冶炼行业之后,哪些行业会优先被纳入全国碳市场?
阳平坚:生态环境部早已明确全国碳市场扩围的基本原则是成熟一个、批准发布一个。根据全国碳市场建设的总体设计和国际经验,未来全国碳市场将综合考虑行业排放量、数据易得性、外部压力、实践经验等多方面因素。
从行业排放量看,我国的碳排放主要集中在发电、钢铁、建材、有色、石化、化工、造纸、航空八大重点行业,这些行业占我国二氧化碳排放量的75%左右。优先纳入这些产生碳排放量更多的行业,能够最有效地提升全国碳市场对我国碳排放总量控制的掌控力,将助力我国从能耗双控向碳排放双控全面转型。
从数据易得性看,我国从2016年到目前陆续发布了各行业的温室气体排放核算要求国家标准文件,特别是从4月1日起,18项标准正式实施。除已经纳入全国碳市场的行业外,还包括民航、化工、有色金属、石油化工、机械设备制造、电子设备制造、陶瓷生产等,这些标准文件解决了行业碳排放核算“边界不清、难以互认”的问题。
2023年10月,生态环境部发布的《关于做好2023—2025年部分重点行业企业温室气体排放报告与核查工作的通知》明确,排放核查覆盖建材、钢铁、有色、石化、化工、造纸、民航等领域,这为未来全国碳市场扩围奠定了数据基础。
从外部压力看,CBAM目前覆盖钢铁、水泥、铝、电力、化肥和氢六个行业,前四个行业都被纳入全国碳市场,而我国向欧盟出口化肥和氢的份额较小。但是,欧盟CBAM在立法阶段曾经探讨向有机化学品、塑料和氨征收碳关税的可行性,这些行业有可能在未来被优先考虑纳入CBAM,因此在全国碳市场扩围时也应该关注这些行业。
从实践经验看,地方碳市场已经纳入的行业远远比全国碳市场更多,包括化工、石化、有色、建材、造纸、航空和建筑等行业,地方碳市场在这些行业的试点经验可以更容易地推广到全国碳市场。
从世界范围看,欧盟碳市场作为最为成熟的碳市场,除发电、钢铁、水泥和铝外,还包括供热、炼油、焦化、玻璃、陶瓷、化工、造纸等,欧盟在这些行业积累的碳市场经验可供我国在未来借鉴。
值得一提的是,上面提到的这些行业或子行业中,航空业比较特殊,因为其涉及跨境航班排放的归属问题,要考虑国际航空业碳抵消与削减机制的影响。
我认为,从纳入条件的成熟度来看,未来最有可能被纳入全国碳市场的行业,也许会是有色金属、建材、化工、石化等行业下属的子行业或产品,例如合成氨、炼油、甲醇、乙烯、玻璃等。
来源:环境经济