2024年“双碳”目标下加快工业领域终端电气化专题报告——钢铁行业-自然资源保护协会

专题报告“双碳”目标下加快工业领域终端电气化 ——钢铁行业电力圆桌项目课题组2024年11月电力圆桌项目电力圆桌（全称电力可持续发展高级圆桌会议）项目于 2015 年 9 月启动，旨在紧扣应对气候变化、调整能源结构的国家战略，邀请业内专家和各利益方参与，共同探讨中国电力部门低碳转型的路径和策略。通过建立一个广泛听取各方意见的平台机制，电力圆桌将各方关心的、有争议的、目前决策困难的关键问题提交到平台讨论，选出核心问题委托智库开展高质量研究，并将研究成果和政策建议提交到平台征求意见，从而支持相关政策的制定和落地，推动中国电力行业的改革和可持续发展，提高电力行业节能减排、应对气候变化的能力。项目课题组中能世通（北京）投资咨询服务中心中能世通（北京）投资咨询服务中心（简称“中心”）成立于2008年，是一家非盈利性研究机构。中心以国家能源战略思想和战略方针为主线，积极开展政策咨询、课题研究、行业分析、项目评估、技术推广、案例开发、项目对接等综合性服务，为新能源与节能减排行业的投资发展搭建一流的综合性服务平台。主要研究方向包括应对全球气候变化、减少温室气体排放、提高能源使用效率、推广节能减碳领域的技术与商业模式、提高财政资金使用效率、推动绿色投资与绿色金融等领域。Cover Image @Freepik所使用的方正字体由方正电子免费公益授权“双碳”目标下加快工业领域终端电气化 ——钢铁行业Promote Terminal Electrification in Industrial Sector under Dual Carbon Goals: Steel Industry2024 年 11 月| i | “双碳”目标下加快工业领域终端电气化目 录执行摘要 ..................................................................................................11. “双碳”目标下工业领域终端电气化发展分析 .................................41.1 工业领域能源需求与减碳效益分析 ....................................................... 41.2 不同行业电气化发展潜力分析 .............................................................. 61.3 推动工业电气化发展的措施 .................................................................. 82. 钢铁行业电气化发展现状及路径分析 .............................................. 102.1 钢铁行业现状：生产消费、能源消耗与低碳发展分析 .........................102.2 国内外钢铁行业低碳发展技术路径分析 ...............................................152.3 我国钢铁行业电气化发展技术路径分析 ............................................... 173. 钢铁行业电气化潜力分析 .................................................................203.1 钢铁行业电气化发展测算方法 ............................................................ 203.2 钢铁行业电气化发展关键参数设定及不确定性分析 ........................... 233.3 钢铁行业电气化发展综合效益 ............................................................ 293.4 钢铁行业电气化发展战略目标及实施策略 .......................................... 364. 钢铁行业电气化发展建议 .................................................................39参考文献 ...............................................................................................42作者与鸣谢 ...........................................................................................43“双碳”目标下加快工业领域终端电气化 | 1 |执行摘要实现“双碳”目标是一场从能源革命到产业革命的深刻变革。“双碳”目标下加快建设新型能源体系，能源结构将发生根本性变化，电力将逐渐成为主要的能源消费品种。作为工业发展的基础，能源结构的变革势必深刻影响工业生产体系。我国工业领域经过数十年的发展，已经形成了以化石能源为主、相对固定的生产工艺体系，而未来要更好地适应新型能源体系，工业终端必须转向以绿电为核心的新型工艺体系。“十四五”时期，我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向的关键时期，提出从“能耗双控”逐步转向“碳排放双控”，打破了“能耗双控”对可再生能源利用的约束，也倒逼企业加快电气化发展。工业领域贯彻“节能优先”战略，加快终端电气化发展，既可以充分挖掘需求侧灵活性资源，促进新能源的消纳，也有利于实现“能-碳-电”协同优化，推动工业领域高质量发展。钢铁行业作为传统行业的典型代表，在我国的现代化进程中承担着重要使命，但目前电气化率较工业平均水平低 10 个百分点以上。以长流程生产工艺为主导的生产体系也使钢铁行业成为我国碳排放量最高的制造业行业，正面临着“能 - 碳 - 电”协同优化变革的挑战。钢铁行业涉及面广、产业关联度高、消费拉动大，生产过程具有多工序、众参数等特性，先行先试促进钢铁行业电气化发展，不仅有利于钢铁行业实现可持续的高质量发展，也有利于探索构建“钢 - 化 - 建 - 能”一体化新型智慧生产体系，推动钢铁行业与电力、建材、石化化工、有色金属等传统行业的耦合发展，是工业电气化发展的重中之重。| 2 | “双碳”目标下加快工业领域终端电气化为此，本研究以国家战略为引领，在剖析工业领域电气化发展现状和趋势的基础上，聚焦钢铁行业，基于钢铁生产全流程的主要用能形式和工艺，系统分析钢铁行业电气化发展可行技术，测算钢铁行业电气化发展潜力，提出不同目标、不同阶段下钢铁行业电气化发展战略和技术路径。课题组预计，通过能源替代、原料替代和综合技术应用，电炉钢、氢冶金和基于二氧化碳资源化利用的炼钢技术（简称“CO2 炼钢”）等先进工艺推广，废钢资源和铁矿石高效利用，数字化管理水平提升，电力供应清洁低碳化等措施，钢铁行业有望实现以下目标：2030 年，电气