中國報告大廳網訊,當前,中國鋼鐵行業作為國民經濟的重要基礎產業,同時也是溫室氣體排放的關鍵領域,正處於 「雙碳」 戰略推進與行業結構深度調整的疊加期。從粗鋼產量的長期變化來看,行業已逐步告別規模擴張階段,進入減量化波動下行通道;CO₂排放雖已實現階段性穩定,但總量仍對全國排放貢獻顯著。梳理鋼鐵行業的產量、價格、出口及碳排放數據,明確低碳轉型的核心對策與分階段路線,對推動鋼鐵行業高質量發展、助力國家 「碳達峰、碳中和」 目標落地具有重要意義。
1.1 鋼鐵粗鋼年產量的長期演變
21 世紀以來,中國鋼鐵行業粗鋼產量經歷了兩次飛速發展期與兩次調整期。2000-2013 年為第一次飛速發展期,粗鋼產量從 1.29 億 t 增長至 8.13 億 t,14 年間增長近 7 億 t,年均增速達 38%;隨後進入調整期,2013-2016 年粗鋼產量維持在 8 億 t 出頭。2016-2020 年為第二次飛速發展期,粗鋼產量從 8.08 億 t 增長至 10.65 億 t,5 年增長約 2 億 t,因基數擴大,年均增速約 6%;2021 年至今再次進入調整期,粗鋼產量維持在 10 億 t 以上,但未超過 2020 年的峰值。
1.2 鋼鐵粗鋼月度日均產量的近期變化
中國報告大廳《2025-2030年中國鋼鐵行業市場深度研究與戰略諮詢分析報告》指出,2023-2024 年,中國鋼鐵粗鋼月度日均產量呈現差異化波動。2024 年中,僅 5 月、6 月、10 月、11 月、12 月這 5 個月份的月度日均產量略高於 2023 年同期,其餘 7 個月份均低於同期水平。從全年數據看,2024 年中國粗鋼產量為 10.05 億 t,同比下降 1.7%。
1.3 鋼鐵螺紋鋼價格的聯動趨勢
2023-2024 年國內螺紋鋼月末價格變化趨勢與同期粗鋼月度日均產量變化基本一致。2023 年 1 月末螺紋鋼價格為 4138 元,2 月末 4240 元,隨後逐步波動下行,至 12 月末為 3935 元;2024 年價格整體維持在 3200-3700 元區間,其中 2 月末 3678 元、5 月末 3529 元、8 月末 3277 元、12 月末 3393 元,整體呈現與粗鋼產量聯動的下行態勢。
1.4 鋼鐵鋼材及製品出口量的結構特徵
2000-2023 年,中國鋼鐵鋼材直接出口量與鋼鐵製品間接出口量呈現不同變化軌跡。鋼材直接出口量從 2000 年的 621 萬 t 上升至 2007 年的 6265 萬 t,受出口政策調控影響,2009 年降至 2460 萬 t;隨後逐步反彈,2015 年達歷史峰值 11240 萬 t,2016 年為 10853 萬 t,之後長期維持在 5000-7000 萬 t/a 規模,2023 年因全球經濟形勢變化攀升至 9026 萬 t。
鋼鐵製品間接出口則持續增長,從 2000 年的 1169 萬 t 增長至 2023 年的 11600 萬 t,增長近 9 倍,年均增速高達 38%。若將鋼材直接出口與鋼鐵製品間接出口合併計算,2023 年中國鋼鐵行業對外出口鋼材總量約 2 億 t,相當於每年 3.3-3.5 億 t 的 CO₂排放負荷,對鋼鐵行業低碳轉型與產業結構布局影響顯著。
綜合來看,當前中國鋼鐵粗鋼產量總體呈現供大於求態勢,直接導致鋼材價格下行,行業已進入減量化波動下行階段,但該階段的周期與幅度仍需進一步觀察。對比美國、日本、德國、英國、法國等已開發國家,其粗鋼產量多在 20 世紀 70 年代達峰,達峰後經歷 「減量 - 平穩」 交替過程,復甦期持續 8-24 年,產量增幅 9%-28%,達峰至首次平穩的減量時間約 10 年,降幅 14%-44%,2023 年產量仍為峰值的 59%-73%,這對中國鋼鐵行業具有參考意義。
2.1 鋼鐵行業 CO₂排放量的歷史演變(1991-2022 年)
通過核算鋼鐵行業粗鋼產量、生鐵產量、能源消費量等數據,1991-2022 年中國鋼鐵行業 CO₂排放呈現以下特徵:
排放占比:鋼鐵行業 CO₂排放量占全國總排放量的比例長期在 12.9%-19.8% 之間,2005-2017 年維持在 17% 以上,後續雖有下降,但仍保持在 15%-17%,從行業占比看已實現 「碳達峰」。
排放總量:1991 年鋼鐵行業 CO₂排放量為 2.83 億 t,2022 年增至 16.84 億 t,增幅 4.95 倍;同期粗鋼產量從 7100 萬 t 增至 10.18 億 t,增幅 13.34 倍,排放總量增幅遠低於產量增幅。
排放拐點:鋼鐵行業 CO₂排放總量在 2014 年達歷史峰值 17.26 億 t,隨後呈下降態勢;2018 年後雖有回彈,但 2022 年較 2020 年減少約 2165 萬 t,未超過 2014 年峰值,從總量看近十年已 「碳達峰」。
噸鋼排放強度:1991 年鋼鐵行業噸鋼 CO₂排放量為 3.98t,2022 年降至 1.65t,下降幅度達 58.5%,節能減排成效顯著。
2.2 鋼鐵行業 CO₂排放量的全球對比(2007-2023 年)
全球鋼鐵行業 CO₂排放量占全球總排放量的比例長期在 8%-10% 之間,2020-2021 年接近 10.3%,2023 年為 9.71%;排放總量方面,2007 年為 24.30 億 t,2023 年達 36.33 億 t,整體維持在 36 億 t 上下波動。未來隨著印度、印度尼西亞等國粗鋼產量增長,全球鋼鐵行業 CO₂排放總量可能進一步上升,實現達峰仍需時間,中國鋼鐵行業在全球減排中需承擔更大責任。
需注意的是,不同計算方法導致各國鋼鐵噸鋼 CO₂排放強度不可直接對比。中國鋼鐵行業以高爐 - 轉爐長流程為主,能源結構以煤炭為核心,噸鋼排放強度本應較高,但因國際鋼協計算方法包含更多上游排放、排放因子更高,導致統計數據顯示中國噸鋼排放強度低於國際平均水平,實際排放仍受流程結構、用能結構、技術水平等因素影響。
3.1 鋼鐵粗鋼產出總量控制:目標與具體措施
鋼鐵行業碳排放量與粗鋼產量高度相關,落實 「雙碳」 戰略需優先控制粗鋼總量,走高質量、減量化發展道路,具體措施包括:
需求預測與結構調整:參考優化後的 IPAT 模型(關聯粗鋼產量與經濟、人口、能源消費),設置高、中、低三種產量情景預測 2023-2060 年粗鋼需求。高產量情景下,2060 年粗鋼產量從 2023 年的 10.34 億 t 降至 7.31 億 t,降幅 28.26%;中產量情景降至 6.66 億 t,降幅 34.64%;低產量情景降至 6.16 億 t,降幅 39.55%。同時,人均鋼材表觀消費量將從 2030 年的 590-610kg 降至 2060 年的 450-535kg,引導鋼鐵行業從規模擴張轉向能效提升與產品質量升級。
供給側結構性改革:推進鋼鐵企業集團化重組,淘汰不符合環保、能耗、質量標準的落後產能、裝備、工藝與產品;嚴禁新增鋼鐵產能項目備案,改建項目需嚴格執行產能置換並加強監管。
進出口政策優化:鼓勵鋼坯、鋼錠等初級鋼鐵產品進口,限制低附加值鋼材、焦炭出口;通過經濟與稅收手段控制鋼材(坯)出口量,鼓勵高端鋼鐵製成品或機電產品間接出口,避免以出口化解國內產能過剩,助力鋼鐵行業低碳發展。
3.2 鋼鐵三類典型製造流程的交替演變:基於廢鋼資源的結構調整
「雙碳」 背景下,中國鋼鐵行業將逐步形成三類典型製造流程,其演變與廢鋼資源量及流向密切相關:
三類流程的定位與布局:
高爐 - 轉爐長流程:逐步減產,聚焦高端板材(高檔薄板、厚板、中厚板)大批量生產,布局於沿海深水港及大型礦山周邊,減少螺紋鋼、線材等大宗建材生產。
全廢鋼 - 綠電 - 電爐流程:以生產建築用長材為主,替代中小高爐 - 轉爐流程,布局於城市周邊,打造以 「供應鏈、服務鏈、生產流程」 為核心的 「城市鋼廠」。
氫還原 - 電爐流程:處於探索階段,以灰氫、綠氫為還原介質,適用於薄板、中厚板、無縫管、特鋼生產,需結合經濟性與市場適應性逐步推進。
廢鋼資源量預測(2023-2060 年):
廢鋼分為鋼廠自產廢鋼、下游加工廢鋼、社會折舊廢鋼三類。2023 年廢鋼總量約 2.76-2.77 億 t,2030 年增至 3.27-3.28 億 t(增幅約 18.48%),2045 年達峰值 5.78-5.81 億 t,2050-2060 年略有下降但維持在 5 億 t 以上。其中,折舊廢鋼占比從 2023 年的 64% 升至 2030 年的 73%、2040 年後的 85% 以上,成為廢鋼資源主體。
廢鋼資源的合理引導:
2023 年中國鋼鐵行業廢鋼消耗量約 2.14 億 t,其中高爐 - 轉爐長流程占 70%,電爐短流程僅占 30%(2011 年二者占比分別為 54%、46%),新增廢鋼多流向長流程,不利於低碳轉型。通過模型測算,在保證轉爐出鋼量不變的情況下,廢鋼比從 0 提升至 30%,噸鋼 CO₂排放強度從 2.16t 降至 1.69t,降碳效果顯著;但長流程若通過增加廢鋼變相增產,會推高廢鋼價格、增加電爐成本。因此,需引導廢鋼流向電爐流程,現階段以全廢鋼電爐生產建築用鋼為切入點,逐步調整鋼鐵行業鐵素資源、產品與流程結構。
流程結構預測(低產量情景):
2025 年高爐 - 轉爐長流程占比 90.0%、全廢鋼電爐占 9.8%、氫還原 - 電爐占 0.2%;2035 年分別為 69.6%、27.7%、2.7%;2045 年全廢鋼電爐占比達 56.1%,超過長流程的 36.1%;2060 年三者占比分別為 26.6%、56.4%、17.0%,形成以電爐流程為主的格局。
3.3 鋼鐵製造流程的技術突破:界面優化、動態設計與全流程智能化
提升鋼鐵製造流程連續性是低碳轉型的重要支撐,需突破傳統工程設計理念,聚焦三大技術方向:
界面技術優化:
「界面」 技術是鋼鐵生產主體工序(煉鐵、煉鋼、鑄錠、軋鋼等)間的銜接、匹配、緩衝技術及裝置,涵蓋工藝、裝備、時空配置等。優化界面技術可促進物質流(流量、成分)、能量流(一次 / 二次能源)、溫度、時間的協同穩定,推動工序功能集合解析、工序關係集合協同、流程工序集合重構,解決流程 「短板」,提升運行效率與連續性。
動態精準設計:
以鋼鐵製造流程 「動態 - 有序、協同 - 連續」 運行為核心,通過工序功能、關係、集合的優化,實現物質流、能量流、信息流 「三流」 協同,發揮鋼鐵廠 「產品製造、能源轉換、廢棄物處理」 三大功能。設計需基於動態運行甘特圖,結合界面技術實現物流、能流高效設計,避免靜態工序疊加,追求流程連續化與緊湊化。
全流程智能化:
構建數字物理融合系統,物理側以開放動態系統替代孤立靜態概念,建立 「原子 / 分子 - 工序 / 裝置 - 製造流程」 三層關聯結構,形成 「流 - 流程網絡 - 運行程序」 體系;數字側需解析物理系統自組織信息邏輯,實現他組織信息與 「三流」 融合,區分製造流程本質智能化與供應鏈 / 服務鏈外延智能化,推動信息流高效調控與流程耗散優化。
基於 「雙碳」 分析模型(CISRI-CPCN),以 2022 年為基準年(粗鋼 10.18 億 t、CO₂排放 16.84 億 t、噸鋼排放 1.65t),結合產量、廢鋼、流程、能源等假設,預測 2023-2060 年鋼鐵行業 CO₂排放,低產量情景更符合 「雙碳」 目標,其路線分為四個階段:
4.1 初步脫碳階段(2020-2030 年)
核心通過粗鋼產量控制降碳,為 「碳達峰」 奠定基礎。本階段累計減碳約 3.8 億 t,占總減碳量的 24%;2030 年粗鋼產量 9.22 億 t,CO₂排放量 13.07 億 t,噸鋼排放強度降至 1.42t,降幅近 14%。
4.2 強化脫碳階段(2030-2040 年)
依託廢鋼資源峰值與流程結構優化降碳。本階段累計減碳約 7.2 億 t,占總減碳量的 46%;2040 年粗鋼產量 7.62 億 t,CO₂排放量 5.92 億 t,噸鋼排放強度降至 0.78t,降幅約 53%。
4.3 深度脫碳階段(2040-2050 年)
全廢鋼電爐流程快速發展推動降碳。本階段累計減碳約 3.6 億 t,占總減碳量的 23%;2050 年粗鋼產量 6.86 億 t,CO₂排放量 2.27 億 t,噸鋼排放強度降至 0.33t,降幅近 80%。
4.4 近零碳排階段(2050-2060 年)
依賴氫冶金與綠色能源技術降碳。本階段累計減碳約 1.1 億 t,占總減碳量的 7%;2060 年粗鋼產量 6.16 億 t,CO₂排放量 1.14 億 t,噸鋼排放強度降至 0.19t,降幅近 89%。
從降碳潛力看,控制並削減粗鋼產量是最有效措施(占比 41%),其次是流程結構優化(36%,其中全廢鋼電爐占 31%、氫還原 - 電爐占 5%),低碳技術應用(節能、界面優化、智能化)占 17%。2060 年剩餘的 1.14 億 t 碳排放需通過 CCUS、碳匯、碳交易等外部措施消納,最終實現 「碳中和」。
中國鋼鐵行業已進入減量化波動下行階段,2023-2024 年粗鋼產量供大於求,螺紋鋼價格隨產量波動下行,鋼材出口結構需進一步優化,避免低附加值產品出口帶來的額外 CO₂排放負荷。
過去 30 餘年鋼鐵行業節能減排成效顯著,CO₂排放已步入穩定期,但因粗鋼產量基數大,對全國排放貢獻仍較高,必須走脫碳化發展道路;全球鋼鐵排放尚未達峰,中國鋼鐵行業需在全球減排中發揮更大作用。
鋼鐵行業 「雙碳」 對策核心為三方面:一是控制粗鋼總量,通過需求預測、供給側改革、進出口調控實現減量化;二是推動高爐 - 轉爐、全廢鋼電爐、氫還原 - 電爐三類流程交替,引導廢鋼流向電爐;三是突破界面技術、動態設計、全流程智能化,提升流程連續性。其中,粗鋼總量控制與流程結構優化是最關鍵降碳措施。
廢鋼資源是流程結構調整的核心支撐,2045 年前後將進入廢鋼回收峰值期,需通過政策與市場手段引導廢鋼流向電爐流程,逐步優化鋼鐵行業資源與產品結構。
鋼材直接出口規模擴大不利於低碳發展,需加強宏觀調控,優先保障國內需求,鼓勵高端製成品間接出口,減少低附加值產品出口帶來的碳排放轉移。
鋼鐵行業減量化波動下行的周期與幅度需持續觀察,在此過程中,需通過員工轉崗安置、技能培訓、創業支持等措施,幫助行業平穩過渡,保障高質量轉型與就業穩定。
中國鋼鐵行業正處於從規模擴張向減量化、低碳化轉型的關鍵階段,粗鋼產量供大於求的態勢推動行業進入波動下行期,CO₂排放已實現階段性 「碳達峰」 並步入穩定期。從數據來看,2024 年粗鋼產量同比下降 1.7%,2060 年廢鋼資源將維持在 5 億 t 以上,全廢鋼電爐流程占比將超 50%,噸鋼 CO₂排放強度較 2022 年下降近 89%。實現 「雙碳」 目標需依託三大核心路徑:以粗鋼總量控制為首要措施(貢獻 41% 降碳潛力),以三類製造流程交替為結構支撐(全廢鋼電爐逐步成為主流),以界面優化、智能化為技術保障。未來,中國鋼鐵行業需進一步優化出口結構、引導廢鋼流向,並結合 CCUS 等外部措施,在 2060 年實現近零排放,為全球鋼鐵行業低碳轉型提供中國方案。
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