实现碳达峰、碳中和（简称“双碳”）目标是我国做出的重大战略决策，党中央、国务院高度重视钢铁行业“双碳”工作。电炉短流程炼钢具有投资省、建设周期短、生产组织灵活、环保减排和节能降碳效果明显等优势。目前，行业的认识逐渐清晰，认为发展短流程炼钢是实现低碳绿色发展的必然趋势，钢铁行业在实现“双碳”目标过程中，高炉－转炉和电炉在上下半场的角色和降碳贡献不同，上半场碳排放总量降低重点要依靠长流程，下半场碳中和这场大剧还得靠短流程来“收场”。在碳减排逐渐成为世界钢铁发展主要驱动因素的背景下，“绿色钢铁革命”正在将世界钢铁技术创新和产业变革的演进趋势推向新的高度。近日，中央全面深化改革委员会第二次会议审议通过了《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》，要求统筹做好发展和减排的关系。我国钢铁工业不仅面临着自身低碳发展的重大难题，更面临着国内外下游用户对钢铁产品碳足迹、绿色低碳工艺持续增长的高度关注以及对低碳排放钢的迫切需求。
为全面评估我国电炉短流程炼钢发展现状和存在的问题，分析发展趋势、方向和路径，中国钢铁工业协会组织行业力量开展了专题研究，并按照“努力将会员企业的诉求转化为行业专业意见，将行业专业意见转化为政府的政策选项”的要求，为推进我国电炉短流程炼钢绿色低碳和高质量发展提出有关政策建议。
本报告分上、中、下篇在《中国冶金报》连续刊登，以供读者参考。其中，上篇主要论述国内外电炉短流程炼钢发展的现状趋势、政策环境以及竞争力状况。
一、国内外电炉短流程炼钢现状及趋势
（一）全球和我国钢铁发展及需求预测
进入21世纪以来，全球钢铁行业呈现波动上涨的迅猛发展态势。未来，印度、东南亚、非洲等“一带一路”沿线国家和地区经济发展潜力较大，或将成为世界钢铁消费增长的主要驱动力。虽然世界不同国家对钢铁工业发展实施差异性较大的产业政策，但钢铁作为支柱产业的地位没有改变，世界钢铁生产消费中心由发达国家向发展中国家转移的趋势没有改变。经研究预测，2025年世界钢材需求量约为19亿吨，2030年约为20亿吨。我国拥有世界上最大的内需市场和最完整的产业体系，预计“十四五”中后期国内钢材需求仍将维持高位，未来总体将呈现下降趋势。
（二）世界电炉短流程炼钢的发展概况
19世纪80年代常用的电炉已有雏形，欧洲在20世纪90年代兴起了电炉短流程炼钢发展的高潮，世界电炉钢产量占比在2000年达到35%左右的峰值水平，此后总体呈下降趋势，在25%~30%区间内波动，2022年为28.2%。美国作为发展电炉短流程炼钢的典型代表，电炉钢产量占比达到69%，产品大部分为棒线材和型材，板材占比只有约25%；美国近年来正在大举投资电炉炼钢项目，预计2024年底炼钢产能将增加1070万吨，其中主要为电炉产能。欧洲、土耳其等地也将电炉短流程炼钢作为发展重点，日本正致力于研究大容积电炉冶炼高品质钢。据世界钢铁协会数据，2022年全球平均电炉钢产量占比为28.2%，美国、印度、韩国、日本、德国等主要产钢国分别为69.0%、54.2%、31.5%、26.7%、19.8%。据不完全统计，2020年—2022年3年中，国外已新建投产电炉40座，总产能约3900万吨。
（三）我国电炉短流程炼钢的总体情况
我国电炉短流程炼钢真正意义上是从20世纪90年代开始发展，1993年电炉钢产量占比曾达到最高值23%左右。进入21世纪以来，电炉钢比例总体震荡下行，近几年维持在10%左右。2017年是我国电炉短流程炼钢发展的重要分水岭，国家取缔“地条钢”，电炉炼钢得到较快发展，实现了快速高效低成本生产，部分全废钢电炉企业普钢冶炼周期由原来的平均50分钟缩短至35分钟，吨钢电极消耗由平均2千克降至1千克以下，金属收得率由89%提高到92%~95%，部分技术指标已进入国际先进行列。
根据钢协组织的装备调研情况，截至2022年底，全国具有电炉冶炼能力的钢铁企业约220家，电炉数量约370座，电炉钢总产能约1.9亿吨。电炉钢产能主要分布在华东、中南地区，占比分别为34%、33%。广东、江苏、广西、四川、福建、湖北的电炉钢产能规模居前6位，合计产能约占全国电炉钢总产能的54%。
产品结构中，钢筋产能占比40.3%，线材产能占比20.2%，带钢产能占比14.4%，棒材产能占比13.8%。按钢种分，优特钢占我国电炉钢的25%左右。此外，根据各地钢铁产能置换公示公告，2021年—2022年底全国拟建电炉产能中，优特钢产能占比18%，普钢产能占比80%以上。
二、国内外钢铁行业低碳绿色发展政策
（一）国外低碳趋势及绿色钢铁政策
世界银行《碳定价发展现状与未来趋势》2022年度报告显示，采用碳定价的国家在增加，但碳定价在全球的覆盖率仍然较低，2021年直接碳定价升至历史高点，高达80欧元/吨。随着欧盟碳边境调节机制（CBAM）取得新进展，跨境碳定价机制受到广泛关注。此前欧盟确定了削减欧盟企业免费碳配额的时间表，从2026年开始削减，其中2026年取消免费碳配额百分比为2.5%、2027年为5%、2028年为10%、2029年为22.5%、2030年为48.5%，直至2034年实现全部取消。按此原则，在刚开始的几年，中国钢铁产品基本能满足对应的低碳要求，但从2030年开始，该政策的影响将明显增大。此外，值得警惕的是，更深远的影响来自于未来其他国家或地区及其他行业对欧盟“碳关税”做法的效仿，尽管中国钢铁产品直接出口量不大，但未来如果通过终端产品向供应链驱动传导，会对我国钢材间接出口产生非常大的影响。据相关信息，为有效应对气候变化，各国均积极提出应对气候变化目标。截至2022年底，共有138个国家政府提出了“零碳”或碳中和气候目标；全球净零排放承诺覆盖了83%的排放、91%的GDP和80%的人口；全球前10大经济体均已承诺碳中和；全球前10大煤电国家也均以不同性质承诺碳中和；全球前10大主要钢铁生产国家（地区）中，除伊朗外其余9个所在国及地区均已做出碳中和承诺。欧洲、美国、日本、韩国纷纷在钢铁低碳领域采取行动，给予政策、资金、项目等多种方式支持。
（二）国内电炉短流程炼钢产业政策
“十二五”以来，国家有关部委相继印发了《钢铁工业“十二五”发展规划》《钢铁工业调整升级规划（2016－2020年）》《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》《“十四五”原材料工业发展规划》《冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案（2021-2025年）》《“十四五”工业绿色发展规划》《钢铁行业稳增长工作方案》等文件，积极引导电炉短流程炼钢有序发展。据不完全统计，截至2023年6月底，已有26个省份相继发布了碳达峰实施方案，均普遍支持和鼓励发展电炉炼钢，提高短流程产量占比，以此作为重要抓手推进节能降碳工作。
（三）EPD在电炉领域进展及下一步工作
钢铁行业EPD（环境产品声明）平台已经建成，目前公示的短流程电炉产品多为不锈钢。2023年1月11日，万泰特钢热轧带肋钢筋EPD在钢协钢铁行业EPD平台上正式发布，成为我国第一个发布EPD报告的电炉短流程钢厂。随着欧洲碳边境调节机制实施脚步越来越近，为使国内电炉钢产品能顺利参与国际贸易，破除因碳排放问题构筑的贸易壁垒，一方面要在国内迅速普及短流程炼钢的EPD认证工作，另一方面要推动我国EPD平台与国外相同平台的数据互认工作。
三、国内外电炉短流程炼钢竞争力分析
（一）国外钢铁短流程成本竞争优势分析
我国与美国、日本、德国等国家在长、短流程成本构成方面存在显著差异。美国、日本、德国等发达国家短流程企业的平均运营成本较长流程企业低10%~25%，国外短流程企业原料成本占其总运营成本的64%~69%，其中废钢费用占比50%~53%。主要原因是钢铁蓄积量大、废钢资源丰富、废钢回收体系成熟健全、电炉工艺装备先进、拥有能源资源禀赋优势等。同口径下对比，我国短流程企业生产成本较长流程企业高30%左右；从各项成本占比看，我国短流程企业原料成本占总运营成本的87%，其中废钢占68%。根据相关研究数据，通过对比2021年美国、日本、德国等国的主要钢铁企业运营成本，发现同一国家即使流程和产品结构类似，不同企业的运营成本仍存在较大差异。
（二）国内钢铁长、短流程成本结构对比分析
影响电炉短流程炼钢成本竞争力的主要因素为原料和能源价格。根据企业调研数据，当铁水成本价格和废钢采购价格相当时，生产普碳钢的长流程企业吨钢成本通常较全废钢电炉短流程企业的吨钢成本低200元~300元。据Mysteel研究报告，短流程电炉企业与长流程转炉企业的吨钢成本差距逐步缩小，从2018年—2019年的600元~700元水平下降到2021年的100元~200元（见图3）。随着铁水成本、废钢价格、钢材价格的变化，长短流程的成本差将在一定范围内波动。
电炉短流程的加工成本相对固定，而废钢成本占吨钢成本的比例通常会在80%左右，当废钢成本较铁水成本低300元/吨以上时，电炉钢企业就有一定的竞争力。全废钢电炉短流程企业，尤其是以螺纹钢为主的生产企业，普遍将“螺废差”作为企业盈亏和市场形势的晴雨表。一般而言，当“螺废差”不低于1000元/吨时，电炉钢企业生产建筑钢材可以基本实现盈亏平衡。
（三）我国电炉短流程炼钢未来竞争潜力分析
基于炼钢成本结构分析，影响我国电炉短流程炼钢竞争潜力的主要因素有含铁原料、用电成本、环保成本以及电极价格等4个主要方面。此外，电炉装备投资、冶炼技术和全流程操作能力等因素同样不容忽视。未来，碳排放权交易与碳税两种政策工具可能会并行应用、协调配合。根据有关测算，启动碳排放权交易或征收碳税后，当碳定价达到平衡点250元/吨CO₂（以长、短流程成本差价400元/吨钢测算）时，全废钢电炉生产螺纹钢将具有成本竞争力。随着国家在产能置换、环保、土地等方面对低碳发展的政策倾斜，电力等支撑条件逐步完善，碳排放权约束作用增强，以及电炉短流程冶炼技术发展，我国电炉钢比例将逐步回升，特别是环境敏感地区、铁矿资源不足地区和城市及城市周边钢厂改造升级中新建电炉将成为最优先的选项，电炉炼钢的成本优势也将不断凸显，我国电炉钢比例将持续提高。
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