Overview
The article discusses the importance of green steel standards in the low-carbon development of the global steel industry chain. Countries worldwide are formulating and implementing green steel standards to reduce carbon emissions and environmental impact during the steel production process. The article introduces green steel standards from various countries and regions, including the green steel agreement between the United States and the European Union, Low emission steel standard(LESS)in Germany,and China's green steel standards and their role in the international market. The article also explores the challenges faced by global green steel standards, such as disputes over carbon emission calculation methods, technical indicators, and energy consumption limits. Finally, it offers suggestions for achieving mutual recognition of global green steel standards and emphasizes China's role in promoting alignment and mutual recognition between downstream users and foreign green steel standards.
引言
全球鋼鐵產業是現代工業體系中最為重要的組成部分之一,其在支撐基礎設施建設、汽車制造、機械工業等多個領域發揮著關鍵作用。作為重要的基礎工業之一,鋼鐵產業生產過程中的高能耗和高排放一直是全球節能減排工作的重點。隨著全球氣候變化問題的日益嚴峻,低碳發展成為重中之重,推動鋼鐵產業向綠色化、低碳化發展轉型已成為各國政府、行業協會及企業的共同目標。在這一進程中,綠色鋼鐵標準的制定和實施成為引領行業可持續發展的關鍵抓手。
廣義上來講,綠色鋼鐵標準主要包括對鋼鐵生產過程中能效、原料使用、生產技術、產品質量、環境影響等方面的規范。這些標準不僅幫助企業降低能耗和排放,還促進了資源的高效利用和環境保護。更重要的是,這些標準為鋼鐵產品提供了可持續性的評價依據,增強了消費者對綠色產品的信任和認可,從而推動了市場對綠色鋼鐵產品的需求,引領鋼鐵產業鏈綠色低碳高質量協同發展。
一、世界各國紛紛提出綠色鋼鐵定義及標準
當前,全球各國在綠色鋼鐵政策及標準的制定方面取得了不同程度的進展。這些進展反映了各國對鋼鐵產業環境影響的關注程度以及對可持續發展的承諾,不同國家根據自身的工業基礎、環境政策以及國際合作的程度有所差異。在碳中和發展背景下,鋼鐵下游用戶開始重視鋼鐵生產過程的碳排放,并要求鋼鐵企業參照相關標準或方法提供碳排放閾值以下的鋼鐵產品,部分研究機構和企業在相關標準基礎上提出了自定義的要求。
?。ㄒ唬┚G色鋼鐵的不同術語和定義
在全球范圍內,關于綠色鋼鐵的術語和定義可謂是五花八門、名目繁多,各個研究機構、鋼鐵企業或利益相關方對此都有各自的理解,主要的表述總結如下:
(1)低碳排放鋼。相比傳統方式,采用先進科學的減碳新技術和實踐經驗生產的鋼材都可以視為低碳排放的鋼材,簡稱低碳排放鋼,該術語關注的是鋼鐵生產過程中的碳排放顯著降低。世界鋼鐵協會(WSA)傾向于使用“低碳排放鋼”(low-carbon steel),如同“低碳電”一樣,認為該術語更加方便直觀理解,并且含義清晰。
(2)綠色鋼材。綠色鋼材主要指采用突破性技術生產的鋼材、利用廢鋼生產的鋼材、再利用和再制造的鋼材,以及通過購買碳排放指標或碳匯生產的傳統鋼材。許多國家或地區的團體在使用和闡述“綠色鋼材”,通常在營銷環保意識更強的新款產品時使用。
(3)“零化石燃料鋼”。它指鋼材生產過程中,既沒有使用任何化石燃料(例如煤炭或天然氣),也沒有使用任何化石燃料的衍生能源。少數幾家鋼鐵企業已在開始推廣“零化石燃料鋼”,如瑞典鋼鐵公司。
?。?)“凈零碳鋼”或“碳中和鋼”。如果鋼材生產時排放到大氣中的溫室氣體與利用碳匯設施從大氣中收集的溫室氣體能夠取得平衡,那么這種鋼材就可以被稱作“凈零碳鋼”或“碳中和鋼”。為實現真正意義的碳中和,“凈零碳鋼”的生產可能需要在其他部門進行抵償。如果生產企業認為自己實現了碳中和,那么就要保證自己生產邊界、統計方法體系的透明以及所采用的抵償辦法的高質量和高可信度。
?。ǘ┟绹蜌W洲綠色鋼鐵標準的制定
美國和歐盟正在制定以碳為標準的國際貿易規則。在建立“綠鋼俱樂部”方面,美歐正在積極進行產品低碳標準和方法學的準備。另外,美國和歐盟的鋼鐵企業也會盡量放大自己的“碳優勢”(carbon advantage),力求使其轉化為國際貿易中的競爭優勢。美國政府擬與歐盟及其他貿易伙伴達成《綠色鋼材(green steel)協議》,以應對來自中國及其他國家的高碳鋼鐵產品的傾銷。如果美國和歐盟達成綠色鋼鐵協議,該協議將“改變游戲規則”,對使用高碳排放生產的鋼鐵設立貿易壁壘。
由20多家美國和歐盟的鋼鐵企業成立的全球鋼鐵氣候理事會(Global Steel Climate Council, GSCC)發布了鋼鐵氣候標準草案,該標準定義了一個系統的邊界范圍,包括排放范圍1、范圍2和范圍3所有相關溫室氣體類型,將涵蓋從采礦到熱軋的活動。GSCC發起成員主要是采用廢鋼+電爐冶煉的電爐鋼企業,碳排放相對于高爐+轉爐流程企業要低很多。這些企業主張,高爐鋼和電爐鋼應適用相同的“綠鋼”標準,不管高爐煉鋼還是電爐煉鋼,要低于同一排放水平才能算是“綠鋼”。
GSCC成立的目的之一就是加快低碳鋼標準的制訂和推廣,對低碳排放鋼進行統一規范,無論何種工藝,只有在相應年份滿足對應的碳排放值,才被認定為低碳排放鋼。該標準目前針對扁平材和長材制定了溫室氣體排放強度標準,自2025年設定初始排放強度標準,此后每5年更新一次,逐步減少(見表1)。
(三)德國低碳排放鋼標準LESS
德國鋼鐵工業協會(WV Stahl)與聯邦經濟事務和氣候保護部(BMWK)聯合發布了低碳鋼鐵標準LESS(Low Emission Steel Standard),其核心是標簽系統,參考了國際能源署(IEA)對低碳排放鋼的分類體系標準,涵蓋了從廢鋼比和工藝技術創新到碳排放水平的全面考量。該標準允許追蹤和比較兩種關鍵鋼鐵制造路線的排放:傳統高爐路線向低排放氫基生產過程的過渡,以及電弧爐路線,提出了一套“滑動尺度”標準,允許原生鋼和再生鋼根據技術創新來判定碳排放水平,允許通過使用漸變尺度按碳強度對低碳鋼鐵進行分類。根據LESS標準,低排放鋼鐵可以根據碳排放和廢鋼含量被分為5個類別——A、B、C、D、E(見圖1)。希望獲得LESS認證的鋼鐵制造公司將按照環境產品聲明(EPD)報告其廢鋼含量和鋼鐵產品的碳足跡(PCF)。
總體而言,雖然全球綠色鋼鐵標準的制定還處于發展階段,但已經有越來越多的國家開始認識到低碳鋼鐵生產的重要性,并采取相應的政策、標準和技術措施來推動這一進程。
二、中國積極開展綠色鋼鐵相關標準的制定
中國作為全球最大的鋼鐵生產和消費國,其綠色鋼鐵標準的制定和實施對全球鋼鐵行業的可持續發展具有重要影響。近年來,中國政府高度重視鋼鐵行業的環境問題,積極推動行業向綠色、低碳方向轉型。
?。ㄒ唬┲袊G色鋼鐵標準的制定進展
在標準制定和修訂方面,中國鋼鐵工業協會等行業組織與國家相關部門合作,制定和修訂了一系列與綠色鋼鐵生產相關的標準,涵蓋了節能節水、綠色制造、煙氣治理、碳排放管理、低碳冶金、資源綜合利用等多個方面,并基本形成了鋼鐵行業完善的綠色低碳標準體系,從生產過程層面和產品層面推動了鋼鐵產業的綠色低碳高質量發展。
?。?)綠色制造:發布了“綠色工廠評價”和“綠色設計產品評價”等系列標準,對鋼鐵產品的生產過程和產品本身的環境影響進行了嚴格的規定;通過認真研究國內外及河北省鋼鐵產業發展特點,在客觀分析鋼鐵行業及下游產業對綠鋼實際需求的基礎上,形成了首批綠鋼認證推薦目錄,共計涵蓋9個類別55種產品,對建筑、汽車、機械、家電、船舶等下游重點用鋼領域基本實現全覆蓋。
(2)節能減排:正在推動鋼鐵行業實施更為嚴格的超低排放標準,圍繞主要生產工序開展煙氣凈化除塵系列標準制定,重點研制燒結、焦爐煙氣脫硫脫硝系列標準,以促進污染物減排技術的應用。通過節能標準的制定實施,設定提高能效門檻,配合節能監察,淘汰落后產能,支撐企業實施節能改造;引導企業開展節能診斷、能效評估,促進先進節能技術推廣,引領企業采用技術改造,提升能源利用水平,以達到極致能效。
(3)低碳發展:正在加速鋼鐵行業低碳發展整體布局,開展支撐碳達峰、碳中和目標實現的系統性低碳工作,積極推動世界前沿低碳共性技術協同研發和推廣應用。探索建立鋼鐵行業的碳排放權交易機制,通過市場化手段推動碳減排,積極與國際標準組織合作,促進中國標準與國際標準的對接和互認,提升中國鋼鐵產品在國際市場上的競爭力,同時推動全球鋼鐵行業的綠色轉型。
?。?)綠色鋼鐵標準:探索開展低碳鋼數據研究和標準研制,加大行業內外低碳業務合作力度和深度。中國鋼鐵行業環境產品聲明(EPD)平臺上線運行,制定了產品種類規則(PCR)文件,已發布100多份EPD/CFP報告,全生命周期碳足跡評價在中國鋼鐵業已經從理念到行動,迅速與上下游產業對接。由中國寶武牽頭,聯合上下游及相關單位正在參與制定中國低碳排放鋼標準。該標準契合中國資源能源稟賦、契合中國鋼鐵產業現狀及未來發展趨勢,在充分調研中國鋼鐵企業碳績效的基礎上,考慮與國際標準接軌,形成從搖籃到大門的熱軋產品的碳效閾值,進而評價低碳排放鋼的等級(見圖2)。
?。ǘ┲泵嬷袊G色鋼鐵標準制定的挑戰
從總體來說,中國鋼鐵已采用世界先進的工藝、裝備、流程和技術,建成了全球產業鏈最完備、規模最大的鋼鐵產業體系,在綠色鋼鐵標準和低碳排放鋼鐵標準的制定方面已取得一定進展,并積極開展與國際綠色鋼鐵標準的接軌互認。但中國在制定和引領綠色鋼鐵標準方面仍面臨若干挑戰和難題,需要綜合考慮技術、經濟、政策和國際競爭等多方面因素,通過創新驅動和政策支持,貢獻綠色鋼鐵標準的中國方案。為有效推動綠色鋼鐵標準的制定和實施,促進鋼鐵產業的可持續發展,主要采取以下幾個措施克服難點、直面挑戰:
一是加強技術研發和創新。技術創新的速度和成本效益是推動綠色鋼鐵標準實施的關鍵因素。中國在綠色鋼鐵技術方面取得了一定進展,但高效、低碳技術的研發和商業化應用仍存在瓶頸。因此,增加對綠色鋼鐵技術研發的資金支持,政府提供稅收減免、補貼等激勵措施,鼓勵企業和科研機構進行技術創新;促進企業與高校、研究機構的產學研合作,共同開發成熟可靠的低碳鋼鐵生產技術,同時推動技術的標準轉化。
二是完善政策與市場的協調機制。政策執行的一致性和效率是推廣綠色鋼鐵標準的重要支撐。中國已經推出一系列政策支持綠色鋼鐵的發展,但這些政策與市場需求之間的協調仍然存在不足。因此,根據市場和技術發展的實際情況,動態調整相關政策,確保政策與市場需求相匹配;同時,加大政策執行力度,確保各項綠色鋼鐵政策及標準得到有效實施。
三是積極參與國際合作和競爭。隨著全球對鋼鐵產品低碳要求的提高,中國鋼鐵企業需要不斷提升自身產品的碳排放標準以滿足國際市場的需求。如何有效對接國際綠色鋼鐵標準的制定,是提升國際競爭力的關鍵,同時,需要應對國際貿易中可能出現的技術壁壘和貿易保護主義,及時反映合理訴求。因此,通過國際合作,引進先進的綠色鋼鐵生產技術,積極參與和牽頭國際綠色鋼鐵標準的制定,爭取在國際標準制定中有更大的發言權。
四是平衡環境與經濟發展。在推動綠色鋼鐵標準的制定過程中,如何平衡環境保護和經濟增長的關系是需要考慮的重要因素,特別是在經濟下行壓力較大的背景下,確保綠色轉型政策和相關標準不會對鋼鐵行業的整體經濟表現產生過大負面影響。因此,根據不同地區的經濟發展水平和環境承載能力,制定差異化的綠色鋼鐵政策和相關標準,并將綠色鋼鐵產業發展納入國家長遠發展戰略,確保環境保護與經濟發展的雙重目標實現。
三、不同國家綠色鋼鐵標準存在較多爭議點
全球范圍內,不同國家對于綠色鋼鐵標準的定義和實施存在一定的差異,這些差異主要受到各國工業發展階段、環境政策嚴格程度、技術創新能力以及國際合作態度等的影響。各國基于自身發展和戰略規劃分別提出了綠色鋼鐵標準,雖然均是在推動其鋼鐵產業向綠色低碳可持續方向發展,但要實現全球接軌互認仍存在較多爭議,主要表現在以下3個方面。
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一是碳排放計算標準的統一性。如何量化和監測鋼鐵生產過程中的碳排放及其他環境影響是一個技術挑戰,不同國家和組織可能采用不同的方法來計算碳排放,這導致數據的比較和驗證變得復雜。例如,有些方法可能包括全生命周期內的排放(從原材料采集到產品末端使用和廢棄),而其他方法可能只考慮生產過程中的直接排放。國際標準化組織(如ISO)和其他環境組織努力推動統一的計算標準,但在全球范圍內實現一致仍然面臨挑戰。
二是間接排放的計算。除了直接排放(如生產過程中直接產生的碳排放)之外,間接排放(如購買的電力和其他能源的碳足跡)的計算也是爭議的一個焦點。不同的能源結構和供應鏈條件會導致間接排放的計算結果差異很大,如何準確評估并計入這些間接排放,以及它們在總排放中的比重,是制定有效碳排放標準的關鍵。
三是排放因子的選擇和更新。碳排放計算常常依賴于特定的排放因子,這些因子根據燃料類型、技術和其他條件的不同而變化。排放因子的選擇和更新是技術和數據密集型的,需要定期根據最新的科學研究和技術進步調整更新。如何確保這些排放因子的準確性和時效性,以及如何處理歷史數據與新標準之間的不一致,是碳計算中的重要爭議點。
四是碳抵消或碳信用的計算。在一些碳排放計算體系中,企業可以通過購買碳抵消或碳信用來“抵消”自身的排放。這種做法的有效性和透明度常常受到質疑,特別是關于碳項目的真實環境效益和長期影響,確定何種類型的碳抵消項目可被接受,以及如何計入總排放量是另一大爭議點。
?。ǘ┘夹g指標方面的爭議
一是在技術可行性與成本效益層面,選擇哪種技術以及如何定義技術的成熟度和可行性是一大爭議點,不同的技術在不同地區的適應性和成本效益可能差異很大。例如,氫冶金技術雖然具有潛力實現零碳排放,但其高昂的成本和對基礎設施的需求使得它在短期內難以在全球范圍內普遍推廣。
二是技術標準的統一與差異化,如何在保持全球標準一致性的同時,考慮到地區間的經濟、技術和資源差異是另一個主要爭議點。一些國家或地區可能更傾向于采用某些特定技術,而這些技術未必是全球最優解,技術標準的差異化可能導致國際貿易中的技術壁壘,影響全球市場的公平競爭。
三是創新與風險管理層面,在推動技術創新的同時,如何管理與新技術相關的風險,特別是在大規模商業應用前的試驗和驗證階段,是一個重要的爭議點。投資者和政策制定者需要在促進創新和避免潛在的經濟損失之間找到平衡,在制定技術標準時,需要平衡長期的環境目標和短期的經濟可行性,長期目標可能需要采用更先進但成本更高的技術,而短期目標則可能更注重成本效益和現有技術的優化。
(三)能源消耗限制的爭議
一是能耗限制的設定標準。如何確定合理的能耗限制標準是一個核心爭議點,不同國家和地區的能源結構、工業發展水平和環境政策差異導致了對合理能耗限制標準的看法不一。過于嚴格的能耗限制可能會抑制工業生產和經濟發展,而過于寬松的標準則可能無法有效減少環境污染和碳排放。如何平衡行業之間、甚至同一行業內不同企業之間的能耗差異,也是制定標準時必須考慮的問題。
二是能耗監測和執行機制。確保能耗限制措施得到有效執行,需要有一個可靠和透明的監測系統,如何處理數據收集和驗證中的技術挑戰,是實施能耗限制政策時的關鍵爭議點。監測過程中可能出現的數據造假或誤報問題,也需要通過法規和技術手段來加以解決。
總之,綠色鋼鐵標準的推廣涉及環境、經濟、技術和政策等多方面的因素,需要國際社會共同努力,通過對話和合作解決這些爭議,以實現全球鋼鐵產業的可持續發展。
四、推進世界綠色鋼鐵標準互認的建議
隨著技術的進步和國際合作的加深,預計會有更多具體的標準和規范出臺,以促進全球鋼鐵行業的綠色轉型,但這也增加了全球綠色鋼鐵或者低碳排放鋼接軌互認的難度,無法形成統一。實現世界綠色鋼鐵標準的互認是一個復雜的過程,它需要國際合作、技術共享、政策協調和持續的對話。為推進全球范圍內綠色鋼鐵標準的互認和實施,提出以下建議:
一是建立國際標準協調機構。創建一個國際鋼鐵標準協調機構,負責制定和維護全球統一的綠色鋼鐵生產標準。這個機構應包括來自各國政府、行業協會、科研機構和非政府組織的代表,確保各方利益和需求得到平衡考慮。
二是推動國際標準的制定與更新。通過國際合作,定期審查和更新綠色鋼鐵標準,確保它們能夠反映最新的技術進步和環境需求。這包括對新技術的評估,如氫冶金技術、電弧爐技術、CCUS技術等,以及對現有標準的效果評估和優化。
三是實施國際認證和監督系統。開發一個全球認證系統,用于驗證鋼鐵企業是否符合國際綠色標準。這個系統應該包括獨立的審核機構,以確保評估的公正性和透明度。通過國際認證,可以增加市場對綠色鋼鐵產品的信任。
四是加強財政激勵和政策支持。國際金融機構和各國政府應提供財政激勵,如稅收優惠、補貼、低息貸款等,以支持鋼鐵企業升級技術和改進生產過程。發達國家可通過合資企業、研發合作等方式,幫助發展中國家提升其綠色鋼鐵生產能力。
五是強化國際貿易規則公平合理。在國際貿易中實施綠色鋼鐵標準,確保所有進入市場的鋼鐵產品都符合標準的基本要求。通過設置公平合理的碳邊境調節機制等方式,避免環境標準低的產品對高標準國家的市場造成不公平競爭。
五、中國推動下游用戶和國外綠色鋼鐵標準做好銜接互認
中國作為世界鋼鐵大國,全球影響力之大、產業鏈圖譜之全、產品和服務之優、可持續發展之綠、生產數智化之快,必將實現對世界鋼鐵的“百年引領”,應積極推動下游用戶和國外綠色鋼鐵標準做好銜接互認,具體可采取以下策略:
一是加強國際合作與對話。積極參與國際標準化組織相關的綠色鋼鐵標準制定,確保中國的聲音和利益得到體現。通過雙邊或多邊框架,與主要的鋼鐵進出口國進行標準互認的談判,推動實現標準的互認和接軌。
二是增強標準的透明度和公信力。推動所有相關的綠色鋼鐵標準都能夠公開透明地發布,讓下游用戶和行業參與者都能夠理解這些標準。引入國際認可的第三方認證機構,對符合綠色鋼鐵標準的產品進行認證,增加標準的公信力和國際接受度。
三是與下游用戶緊密合作。加強與下游行業(如汽車、建筑等)的密切合作,了解他們對綠色鋼鐵的具體需求,確保標準的相關性和實用性。與下游用戶共同參與綠色鋼鐵產品的研發,確保新開發的鋼鐵產品能滿足或超越市場需求。
四是加大推廣和教育力度。通過行業協會、貿易展覽、研討會等渠道,廣泛宣傳中國的綠色鋼鐵標準,提高其在國際市場的知名度和認可度。為鋼鐵企業和相關行業提供關于綠色鋼鐵標準的培訓和教育,提高行業對綠色標準的理解和執行能力。
五是建立監測與反饋機制。建立一個持續的監測機制,定期評估綠色鋼鐵標準的實施效果和市場反饋,及時調整和優化標準。設立渠道收集來自國內外用戶的反饋,確保標準能夠持續改進并滿足用戶的實際需求。
通過實施這些策略,中國的綠色鋼鐵標準可以更好地與國內外的需求和其他國家的標準進行銜接和互認,從而推動中國鋼鐵產業的綠色轉型和國際競爭力的提升。
結語
綠色鋼鐵標準不僅是鋼鐵產業實現低碳轉型的技術和管理基礎,也是構建全球鋼鐵產業可持續發展的框架。引入綠色鋼鐵標準有助于向社會公眾展示行業對環境保護的承諾,改善公眾對鋼鐵行業的負面看法,增強社會責任感,從而在全社會范圍內形成推動可持續發展的良好氛圍。因此,制定和實施綠色鋼鐵標準是鋼鐵行業未來發展的必然選擇,同時,也是協同推進上下游產業鏈綠色低碳高質量發展的關鍵支撐,通過全球合作,共同推動和實施這些標準,鋼鐵產業將能有效地減少對環境的影響,向低碳、環保、高效的方向發展,為全球生態環境保護及實現碳中和貢獻力量。
張龍強(作者系冶金工業信息標準研究院黨委書記、院長)