解构碳排放权交易系列：从碳减排看炼钢成本
南华期货研究所研究表明，碳减排实施将影响炼钢成本，主要的逻辑链条是：以高炉为主的炼钢装置需要添加犹如CCS、顶部气体回收等设备进行碳回收，这就需要钢铁企业进行相应的固定资产投资，这部分投资反馈在炼钢成本中，占比一般在25%左右，意味着，假设原材料采购成本、人力成本以及其他成本都不变的情况下，炼钢成本将随着碳回收设备投资的增加而增加。
接下来我们将从两点来具体分析碳减排举措影响炼钢成本的路径以及碳价格对成本的影响程度。
为什么碳减排会影响炼钢成本？
我们认为在以往计算炼钢成本时，通用的方法是只需考虑原材料的采购成本，因为原材料（铁矿石）采购成本占炼钢成本比重为20%。
但在减排政策下，钢企还需要考虑两方面的减排成本：1、配额采购成本；2、技术改造成本。其中配额采购成本是指（钢企碳实际排放量-免费配额）*碳价格。钢企碳实际排放量包括企业边界内所有的化石燃料燃烧排放、工业生产过程排放以及企业净购入电力、净购入热力所隐含的碳排放之和，再扣除固碳产品隐含的排放。
免费配额采取历史强度法或者基线法计算获得。
南华期货研究所认为当钢企实际碳排放量超过免费配额发放量时，钢企需要向市场购买配额来履约，这是直接的碳配额采购成本。
技术改造成本，也是本文重点讨论的成本，是指钢企为碳减排而进行的设备改造、原料配比改变等。
欧洲碳交易启蒙较早，因此他们的技术变化有助于我们理解中国未来的碳减排技术工艺改变的方向。
下图是2020年~2100年西欧炼钢工艺的变化过程。主要分为三个阶段：
第一阶段（2020年~2040年）：
以煤炭为主的高炉炼钢工艺产能明显萎缩，以添加CCS装置的高炉炼钢工艺尚有一定产能，以基于废钢的电炉炼钢工艺产能明显上升；
第二阶段（2040年~2060年）：
以煤炭为主的高炉炼钢工艺产能趋于0，以基于废钢的电炉炼钢工艺产能继续扩张，以添加CCS装置以及顶部气体回收装置的高炉炼钢工艺明显上升。
第三阶段（2060年~2100年）：
以添加CCS装置的高炉炼钢工艺产能趋于0，且以基于废钢的电炉炼钢工艺产能和以添加CCS装置以及顶部气体回收装置的高炉炼钢工艺产能进一步扩张，两者占据钢铁产能的全部“江山”。
炼钢工艺改进后，炼钢成本如何变化？
高炉-转炉炼钢（BF-BOF），其主要原材料包括铁矿石、焦煤、焦炭以及其他气体等，南华期货研究所认为在复杂的炼铁-炼钢过程中，碳排放量最大的环节是高炉炼铁环节，假如按照生产一吨钢的情况去算，高炉炼铁环节会产生1.026吨二氧化碳，其余环节，诸如锻造、压延等，碳排放量都小于1吨。
所以对于以高炉为主的炼钢工艺进行碳减排举措，需要通过添加CCS或者在此基础上添加顶部气体回收装置。
南华期货研究所将高炉炼钢工艺的不同变化带来的碳减排成本的变化，以及这些成本对炼钢成本的影响进行比较。
中国而言，烧结（球团）吨钢改造成本在30-70元/吨，全流程高炉炼钢为数百元/吨，且成本随着环保基础等因素改变而变化。
钢铁行业碳减排刻不容缓
南华期货研究所认为目前国内形成以电力市场为主体的统一碳市场，从碳排放量行业来源去看，工业行业中钢铁行业碳排放量占比25%，相对较高。中国钢铁产量占全球产量比重将近50%，表明中国碳排放量较大，同时从相关资料中获知，钢铁产能的生命周期一般在40年左右，目前全球钢铁行业产能平均“年龄”还在13岁左右，中国钢铁行业产能平均“年龄”在12岁左右，综合去看，都处于“年轻”状态，表明包括中国在内的全球钢铁行业碳排放强度[1]依然较高，碳排放潜力[2]依然较大。
根据《巴黎协定》的相关碳减排目标，钢铁行业碳排放需求依然很大。随着需求的增加，政策的收紧，碳价格将进一步水涨船高。图中所示，当碳价格达到60美元时，对高炉炼钢工艺改进后的炼钢成本与普通炼钢工艺下的炼钢成本持平；当碳价格>60美元后，前者优势尽显。
总 结
从以上分析去看，南华期货研究所认为碳减排对炼钢成本的影响主要体现在：高炉炼钢企业在增加固定资产投资增加了其成本，从而间接反应在钢铁价格上[3]。但从钢铁行业可持续发展角度去看，碳减排的实施刻不容缓！
[1]碳排放强度是指每单位国民生产总值的增长所带来的二氧化碳排放量
[2]碳排放潜力与能源消耗、消耗效率等有关
[3]没有考虑碳交易的其他收益来源，比如卖配额、碳项目抵消等
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