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报告网网讯，钢铁行业作为国民经济的重要支柱，在推动国家工业化和城市化进程中发挥着关键作用。然而，在全球气候变化的大背景下，钢铁行业面临着实现“双碳”目标的艰巨任务。这不仅是应对全球环境挑战的必然要求，也是钢铁行业自身可持续发展的内在需求。深入探究钢铁行业在“双碳”背景下的发展趋势，对于行业的未来走向和战略规划意义重大。
一、钢铁行业发展现状概述
《2024-2029年中国钢铁市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出，在过去的发展历程中，钢铁行业取得了显著成就，为国家建设提供了坚实的物质基础。但与此同时，其碳排放问题也日益突出。近年来，钢铁行业碳排放总量在全国碳排放总量中占据相当比例，这既反映了行业在经济发展中的重要地位，也凸显了其在“双碳”战略下进行变革的紧迫性。随着环保意识的增强和政策法规的日益严格，钢铁行业正处于转型升级的关键时期，如何在保障经济发展需求的同时，有效降低碳排放，成为行业面临的核心问题。
二、钢铁行业粗钢产量预测
(一)预测模型构建
为了精准预测钢铁行业未来粗钢产量，参考并优化了相关预测方法，构建了粗钢产量与人口、人均GDP、单位GDP能源强度及单位能源消费二氧化碳排放量之间的恒等关系式。通过选取情景假设法，设置乐观、基准、悲观三种经济发展情景，结合未来中国人口变化预测结果，对未来人均GDP进行测算。同时，对单位GDP能源强度、单位能源消费碳排放量以及钢铁行业碳排放量占比等关键因素做出合理假设，以此为基础构建起粗钢产量预测模型。
(二)产量预测结果分析
依据模型测算，未来我国钢铁行业将呈现减量化发展态势。在不同情景下，粗钢产量均呈下降趋势。高产量情景下，粗钢产量预计从2023年的10.19亿吨降至2060年的7.31亿吨，降幅近28%;基准情景下，2060年粗钢产量预计降至6.66亿吨，降幅近35%;低产量情景下，2060年粗钢产量预计降至6.16亿吨，降幅近40%。随着工业化和城市化进程推进，我国人均钢材表观消费量虽将下降，但长期处于人均400-600kg，仍能满足国民经济发展需求。在不同情景下，2030-2060年人均钢材表观消费量也有所不同，且与部分发达国家人均消费量相比，各情景下我国人均钢材表观消费量在未来仍保持一定水平。
三、钢铁行业废钢资源产出量预测
(一)废钢资源分类及测算方法
废钢作为钢铁行业重要的可再生资源，对行业低碳发展意义重大。我国废钢资源分为自产废钢、加工废钢和折旧废钢三类。根据各类废钢不同的回收周期特性，分别采用系数折算法及生命周期法进行建模测算，通过构建相应公式，综合考虑粗钢产量、钢材表观消费量、钢铁制品使用寿命等因素，从而得出废钢资源产出量的预测结果。
(二)产出量变化趋势分析
从预测结果来看，三种情景下，2030年前中国废钢资源量增长幅度有限，大多维持在3.3亿吨左右，较2023年仅增长0.5亿吨，增幅约18%，此时废钢资源紧缺状况改善不明显，对进口铁矿石依赖度较高。2030-2050年间，废钢资源将迎来两次高速增长阶段，并在2045年左右进入峰值平台期，峰值有望达到5.8亿吨左右，较2023年增长约3亿吨，增长约1.1倍。这一时期，废钢资源量的增加将大幅降低铁矿石对外依存度，电炉流程有望快速发展。2050-2060年间，废钢资源量因大多来源于当前粗钢产量峰值平台期之后的折旧，较峰值明显下降，但总体仍保持在5亿吨以上。
四、钢铁行业未来碳排放量预测
(一)碳排放量现状
通过对钢铁行业历史二氧化碳排放量的系统核算研究，结合相关年鉴数据，对2021年和2022年行业二氧化碳排放量及吨钢二氧化碳排放强度进行核算。结果显示，2021年我国钢铁行业二氧化碳排放总量约16.78亿吨，吨钢二氧化碳排放量约1.62t;2022年二氧化碳排放总量约16.84亿吨，吨钢二氧化碳排放量约1.65t。近两年二氧化碳排放总量均未超过2020年的17.06亿吨，表明我国钢铁行业正处于碳排放峰值平台期，预计将持续到2030年左右。
(二)未来碳排放量预测及分析
基于粗钢产量和废钢资源产出量预测结果，构建钢铁行业未来碳排放量预测模型。模型对多种因素做出假设，包括基准年设定、未来粗钢产量增长模式、废钢资源量参考、生产流程分类及废钢比设定、电力二氧化碳排放因子参考等。经测算，三种情景下钢铁行业降碳趋势大致相同，但减碳量存在差异。以低产量情景为例，钢铁行业低碳发展可分为初步脱碳(2022-2030年)、强化脱碳(2030-2040年)、深度脱碳(2040-2050年)、近零碳排(2050-2060年)四个阶段。各阶段通过不同降碳措施实现碳排放量下降，控制粗钢产量是最有效的降碳措施，降碳潜力约占总减碳量的40%，其次是废钢资源利用，降碳潜力约27%，流程结构优化和低碳技术应用的降碳潜力分别占16%和15%。从碳排放源构成来看，未来燃料燃烧引起的二氧化碳排放仍是主要来源，但随着长流程占比降低，其排放量呈下降趋势，同时，因消耗外购电力、氢气引起的间接二氧化碳排放量也逐年下降。
五、钢铁行业未来铁素资源结构展望
(一)铁素资源结构预测模型构建
结合粗钢产量和废钢资源产出量预测模型结果，考虑冶金机理，构建钢铁行业未来铁素资源结构预测模型。假设未来社会废钢资源总产出量的90%回用于钢铁行业，铁矿石作为补充铁素资源，以满足粗钢消费需求，通过设定相应公式来测算铁矿石和废钢资源的消耗量。
(二)资源结构变化趋势分析
经模型测算，三种情景下，2023-2045年间，钢铁行业铁素资源仍以铁矿石为主。2045年后，高产量情景中铁矿石与废钢资源消耗量基本持平;基准情景中废钢资源消耗量超过矿石资源消耗量;低产量情景中二者差值更大，届时钢铁行业铁素资源将以废钢资源为主。相较于2023年，2060年钢铁工业铁素资源结构将发生显著变化。高产量情景下，铁矿石资源消耗量降低65%，废钢资源消耗量增长0.97倍;基准情景下，铁矿石资源消耗量降低71.6%，废钢资源消耗量增长0.93倍;低产量情景下，铁矿石资源消耗量降低77%，废钢资源消耗量增长0.90倍。
六、钢铁行业未来生产流程结构展望
(一)生产流程分类及模型测算
钢铁行业未来主要生产流程包括高炉-转炉长流程、废钢-电炉短流程以及氢还原-电炉流程。模型结合可用氢气量、吨DRI耗氢气量确定氢冶金流程产量，再根据铁素资源结构预测结果，综合考虑各流程废钢比，联立方程组测算各流程产量及占比变化情况。
(二)流程结构变化趋势分析
在2040年前，我国钢铁行业仍以高炉-转炉长流程为主，但占比逐年降低。高产量情景中，其占比从2023年的89%降至2040年的57%;基准情景中，降至2040年的55%;低产量情景中，降至2040年的52%。电炉短流程占比逐年稳定提升，氢还原-电炉流程受技术成熟度影响，2040年前占比较小。2040年后，随着粗钢产量下降和废钢资源量增长，流程结构将发生较大变动。在不同情景下，电炉短流程占比有望超过高炉-转炉长流程，成为主要生产流程。到2060年，高炉-转炉长流程占比将进一步下降，短流程占比提升。高产量情景下，高炉-转炉长流程占比调整到30%，全废钢电炉短流程占比增长至41%，氢还原-电炉流程占比增长至29%;基准情景下，高炉-转炉长流程占比调整到23%，全废钢电炉短流程占比增长至46%，氢还原-电炉流程占比增长至31%;低产量情景下，高炉-转炉长流程占比调整到16%，全废钢电炉短流程占比增长至50%，氢还原-电炉流程占比增长至34%。
七、钢铁行业未来能源消费结构展望
(一)能源结构预测模型构建
基于上述各模型测算结果和冶金机理，构建钢铁行业未来能源结构预测模型。钢铁行业现状分析指出，通过设定煤炭资源消耗量、电力资源消耗量和氢气资源消耗量的计算公式，综合考虑长流程产量、短流程产量和氢冶金流程产量等因素，对未来能源结构变化进行测算。
(二)能源结构变化趋势分析
预测结果显示，钢铁行业在“双碳”进程中，能源结构将发生重大改变，主要能源消耗将从煤炭向电力及氢气转变。高产量情景下，2060年煤炭资源需求量约为13749万吨，较2023年降低约76%;电力资源需求量在3600-4800亿千瓦时波动;氢气资源需求量在2040年后大幅提升，2060年达1000万吨。基准情景下，2060年煤炭资源需求量约为9447万吨，较2023年降低约83%;电力资源需求量在3400-4800亿千瓦时波动;氢气资源需求量与高产量情景一致。低产量情景下，2060年煤炭资源需求量约为6058万吨，较2023年降低约89%;电力资源需求量在3100-4800亿千瓦时波动;氢气资源需求量与高产量情景一致。
钢铁行业在“双碳”背景下正面临深刻变革。未来，粗钢产量将逐步降低，废钢资源产出量先升后降，碳排放量持续下降，铁素资源结构、生产流程结构和能源消费结构不断优化。这些变化不仅是应对“双碳”目标的必然结果，也将重塑钢铁行业的发展格局。在这一过程中，钢铁行业需积极采取措施，充分利用降碳措施的潜力，加快技术创新和产业升级，以适应新的发展趋势，实现绿色、低碳、可持续发展，在保障国家经济建设需求的同时，为全球应对气候变化贡献力量。
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