张雨恬
来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网
作为能源消耗高密集型行业,钢铁行业是制造业31个门类中碳排放量的大户,碳排放总量控制压力巨大;同时钢铁行业也是在首批纳入碳边境调节机制(CBAM)适用范围的六类行业中对欧出口总额较大的行业。在此背景下,需尽快厘清CBAM对中国钢铁行业的影响,研究钢铁业应对策略,化危为机、转压力为动力,实现钢铁业绿色低碳高质量发展。
欧盟CBAM及过渡期政策
CBAM是《欧洲绿色协议》的组成部分和核心,旨在对高碳排放进口产品征收二氧化碳排放特别关税,弥补进口产品原产国的碳价与欧盟碳排放交易体系中碳价之间的差异,避免“碳泄漏”,提高本地区产品竞争力。碳泄漏是指一个国家(地区)采取碳减排措施后,由于成本的上升,导致该国(地区)一些产品的生产商(尤其是碳密集型产业)转移到其他未采取碳减排措施的国家(地区)。
CBAM在时间上设置了过渡期。根据2023年5月份最终通过的欧盟CBAM法案,2023年10月1日起为过渡期,至2025年底结束。从2026年1月1日起,正式对进口到欧盟的相关产品征收碳关税。
CBAM对中国钢铁业的影响
中国是世界上最大的钢铁生产国、消费国和最大的出口国,从2020年起连续4年粗钢产量突破10亿吨,2023年粗钢产量占全球粗钢产量53.97%。2023年中国受CBAM影响的钢铁、水泥、铝、化肥、电力及氢6大类中,钢铁占6大类出口欧盟产品总金额的76%。面对欧盟深度减排政策的持续推进、CBAM覆盖范围的逐步扩大等情况,中国钢铁行业将面临生产成本增加、国际竞争力减弱等巨大压力。危和机总是同生并存的,克服了危即是机。CBAM过渡期政策对中国钢铁行业可谓危中有机,在一定程度上可倒逼中国钢铁行业加快绿色低碳转型进展。
1. 倒逼钢铁业流程变革,提升国际竞争力。
CBAM实施后,中国钢铁行业将进一步加深对低碳发展和碳减排重要性的认识,全面提升行业低碳发展水平和国际竞争力。一方面,中国钢铁低碳创新技术的研发与示范推广应用将加快。富氢碳循环高炉、炉顶煤气循环氧气高炉、高炉富氢冶炼和CCUS等创新低碳技术研发及应用将迎来新的发展机遇;政产学研多方合作将进一步加强,节能降碳新技术、新产业、新业态发展加快,碳管理能力将不断提升;市场化机制将鞭策钢铁行业进行全方位、宽领域和深层次的低碳革命,助力钢铁行业实现低碳转型和绿色发展。另一方面,电炉钢短流程发展有望加快。电炉钢碳排放较传统高炉-转炉长流程炼钢具有明显低碳优势。CBAM的实施将使长流程钢铁企业碳排放成本增加,为缩减企业综合生产成本,电炉短流程炼钢使用比例将进一步提升。
2. 倒逼钢铁企业降本增效,提升成本竞争力。
从中国对欧盟出口的钢材来看,板材等高附加值品种占比高,该类产品主要采用高炉—转炉长流程工艺生产,并可能需要更为复杂的生产工序,吨钢碳排放的强度较高。根据国内数据进行测算,使用电炉短流程的吨钢碳排放量比长流程低70%左右,欧盟钢铁工业使用电炉短流程的比例为40%,而中国长流程炼钢居主导地位,电炉短流程炼钢仅占10%。因此,中国的吨钢碳排放量远高于欧盟。按照目前CBAM规则进行初步估算,导致中国钢铁出口到欧盟的吨钢成本增加652元~690元。碳关税的实施将会抬高中国钢铁企业生产成本,导致钢铁产品的出口产品价格上升,增加钢铁产品出口的竞争压力,大幅降低中国钢铁产品在国际市场上的竞争力。
3.倒逼钢铁企业绿色低碳转型,提升低碳竞争力。
企业是低碳绿色转型的市场主体和应对CBAM的主要承担者,提升低碳竞争力是未来发展的必然趋势。在过渡期内配合进口商完成碳排放报告,避免政策风险;跟进CBAM规则研究,夯实基础能力建设;加快绿色低碳转型,全面提升低碳竞争力。
CBAM背景下中国钢铁业应对策略
在欧盟推动实施CBAM、全球性应对气候变化影响的大背景下,中国钢铁业的绿色低碳发展已经迈开了步子,取得了丰硕的成果。
宝武首创富氢碳循环氧气高炉(HyCROF)新工艺,实现绿色低碳冶金技术新突破,引导世界钢铁行业长流程冶炼高炉低碳转型发展方向;河钢承办首届世界氢冶金技术交流大会,推动我国乃至世界氢冶金技术实现更好、更快发展,为世界钢铁工业低碳绿色高质量发展和推动构建人类命运共同体,提供“中国低碳方案”,做出更大贡献;包钢全力推进200万吨CCUS(一期50万吨)示范项目建设,探索钢铁行业前沿技术,全面打造减碳新模式。
建立可调控的碳减排措施和碳税联动机制
1.CBAM征税计算。
在碳市场免费配额逐步退场后,碳关税本质就是进口到欧盟的公司购买CBAM证书(CBAM证书是指对应于1吨温室气体排放量的电子格式的证书)用于支付原产国支付的碳价格与欧盟ETS的碳配额价格之间的差额。CBAM将要求进口商每年申报在欧盟进口的商品数量、商品的碳排放情况和原产国缴纳的碳价,结合欧盟碳市场分配的免费配额,计算出需要缴纳的碳关税。
具体计算方式为:CBAM碳关税=CBAM证书价格×碳排放量=(ETS碳交易系统价格-产品原产国碳价)×(产品碳排放量-欧盟同类产品获得的免费配额)
ETS碳交易系统价格=前一周欧盟碳排放权交易平台收盘价格的平均价格(对于没有拍卖交易的日历周,碳进口许可证的价格则是此前有拍卖交易当周的平均价格)。目前ETS的交易价格约为90欧元/吨。
产品原产国碳价,只有在原产国已经有效支付了碳价的情况下,才可以要求减少。同时,产品在原产国可获得的任何退税或其他形式的补偿,将降低该产品原产国碳价。
需要提醒注意的是,欧盟同类产品获得的免费配额是按计划逐年减少的(计划将在2034年全部取消),故当欧盟企业的免费配额越少,进口产品的碳关税负担就会急剧增加。
在中欧碳价差方面,近日值得关注的一个重要价格信号是欧盟碳价首度突破100欧元/吨,短时间内急速上涨。
2.国内碳市场价格与欧盟碳市场价差。
目前,我国碳市场的碳价为50元/吨~60元/吨,欧盟碳价突破100欧元/吨,换算成人民币大约是720元/吨,两者呈现较大差距。
有数据显示,2022年欧盟碳市场的平均碳价是81欧元/吨。但从2023年以来,欧盟碳价一直稳中有升,尤其是在2月份以后,连连上涨,冲破100欧元/吨大关。
目前我国碳排放仍未达峰,国内实行强度控制为主、总量控制为辅的管控方针,企业配额免费获取,且基本能满足生产需要,碳交易活跃度低,碳价处于低位,目前成交均价约56元人民币/吨,较欧盟目前约85欧元/吨价格仍有较大的差距。
未来随着我国碳市场定价机制的完善,国内碳市场价格有望逐渐提升。预估“十四五”期间中国碳市场的碳价可能在每吨8美元至10美元左右,“十五五”期间碳价可能进一步升至每吨15美元;而在履约期的短暂时期内,企业的需求会上升,带动交易均价阶段性抬高。
3.应对CBAM的碳减排“利”器——碳氢耦合炼铁新技术。
高炉富氢喷吹需要解决氢源的问题。若有富余的焦炉煤气或煤层气可用于高炉喷吹。国内除部分钢铁联合企业外,不少钢铁企业外购焦炭组织生产,而缺乏高热值的焦炉煤气。对于无焦化工序的钢铁企业,建议采用“超临界水蒸煤”制氢技术。该技术利用了超临界态的水的特殊物理化学性质,将煤中的碳、氢、氧元素气化转化为氢气和二氧化碳,并使其富集和资源化利用。气化过程中煤所含的氮、硫及金属元素、各种无机矿物质、灰分,则以灰渣的形式从底部排出反应器。此技术可实现从煤炭化学能到氢能的直接转化,可以从源头上抑制NOX、SO2及PM2.5等有害物质的排放,无需脱硫、除尘等工序,极大缩短了制氢流程,降低了制氢成本。同时其生成的高纯CO2也可资源化。
将高炉富氢碳循环和高炉富氢喷吹结合的碳氢耦合炼铁新技术,是与碳税相适应的碳减排“利”器和能效“神”器。
4.建立碳减排与碳税联动机制。
在原有高炉工艺体系不大幅改变的情况下,企业的减排成本主要体现在气体通入量的变化。而通过征收合理的碳税,我们可以刺激企业对原有工艺进行变更以达到新的利润最大化点,新的最大化点上必然实现对应的减排额。因此,通过将碳税政策带入到特定的高炉循环耦合富氢技术的语境下,我们建立减排额—高炉富氢技术改革—碳税的非线性相关机理,搭建新的“减碳利器”,倒逼企业进行减排技术的创新。我们基于委托—代理模型得到碳税调控机制,可得降碳比率与碳税税率的关系:M/N-1=P/C。
(1)税范围的确定P(可调):
财政部有关专家表示,碳税税率形式与计税依据密切相关,由于采用二氧化碳排放量作为计税依据,且二氧化碳排放对生态的破坏与其数量直接相关,而与其价值量无关。因此,需要采用从量计征的方式,即采用定额税率形式。据了解,每消耗1吨原煤所产生的二氧化碳约为1.9吨。为此,财政部有关课题组建议,中国的碳税最终应该根据煤炭、天然气和成品油的消耗量来征收。碳税在起步的时候,每吨二氧化碳排放征税10元,征收年限可设定在2012年;到2020年,碳税的税率可提高到40元/吨,2025年碳税的税率提高到80元/吨左右。
(2)关于减排碳成本C的确定:
富氢碳循环高炉、低碳高炉示范项目和高炉富氢冶金能够使国内长流程企业减排达到欧盟碳排放水平,但存在改造投资巨大、富氢碳循环+转炉的成本较传统高炉-转炉长流程上升10%以上,在其它地区的企业预计成本上升在250元/吨至300元/吨等问题。为此,提出高炉炉顶煤气循环氧气高炉与碳税相适应,通过降低循环比来降低成本,使其他小规模企业也能拥有相应改进条件。初步认为,循环量与成本具有线性关系,进而得到成本与降碳量的线性拟合函数。
(3)关于降碳量与高炉炉顶煤气循环比例的关系:
降碳量即为N-M,此时M为实现利润最大的碳排量,M/N=1-可降焦比/原焦比(二氧化碳的排放量与焦比的热量成正比,直接用比例即可)
(4)降碳量与炉顶煤气循环比例的关系:
目前已知宝钢100%循环可降低燃料比150kg/t,20%循环比例燃料比降低20kg/t左右。根据实践经验,初步认为其满足凸性条件。可得循环量与降碳量的线性相关关系,并在程序数值模拟中得到检验。
结语
CBAM的实施会对我国形成潜在绿色壁垒,给中国钢铁行业带来不可避免的冲击和影响,但同时也带来重大战略机遇,中国钢铁企业应及早布局应对,进行低碳流程工艺变革,建议采用可调控的碳减排“利”器和能效“神”器—碳氢耦合炼铁新技术,能为钢铁业提供有效碳减排手段,减少碳排放强度,构建碳减排与碳税或CBMA联动机制,推动企业绿色低碳转型,助推全球钢铁工业低碳绿色转型。(刘东升 刘子丹 吴昕宇 廖浩辰 李勇岐)
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