鋼鐵行業是全球溫室氣體排放的主要貢獻者,約占全球排放量的7%,其脫碳對實現歐洲
綠色協議的氣候中和目標至關重要。目前,“低
碳排放鋼”尚無統一的定義,不同的國際倡議和標準在方法、范圍和排放閾值上存在顯著差異。2025年4月23日,歐盟聯合研究中心(JRC)發布《定義低
碳排放鋼材:國際倡議和標準的比較分析》報告,對比分析了國際能源署、ResponsibleSteel等六個主要倡議和相關標準。
一、鋼鐵行業碳排放背景
鋼鐵行業碳排放量大,年排放量占全球7%,且75%的能源需求依賴煤炭。歐盟主要通過高爐-轉爐(BF-BOF)和電弧爐(EAF)兩種路線生產鋼鐵,前者碳強度高,全球平均每生產1噸粗鋼的二氧化碳排放量為2.32噸,而后者僅為0.70噸。
鋼鐵行業脫碳面臨經濟障礙,如需求低、缺乏采購激勵等,歐盟通過清潔工業協議(CID)等政策推動其脫碳轉型,并計劃引入鋼鐵碳強度自愿標簽。
二、低碳排放鋼定義的爭議
1、缺乏統一清晰定義:“綠色鋼”“低碳排放鋼”“低排放鋼”“近零排放鋼”等術語含義模糊,不同文獻和機構對其定義不同。如Muslemani等人認為“綠色鋼”是使用低溫室氣體排放生產工藝制造的鋼產品;Singh和Rout則將其定義為能降低溫室氣體排放、削減成本并提高鋼質量的新煉鋼工藝。
2、碳強度作為核心評估指標:盡管定義多樣,但所有定義都將碳強度(通常以每噸鋼的二氧化碳當量衡量)作為“綠色鋼”的關鍵屬性。這體現了碳強度在評估鋼鐵環境績效方面的重要性,成為衡量鋼鐵是否低碳的核心標準。
3、對生產工藝和原料的不同看法:部分定義強調煉鋼所采用的技術路線,例如Wang等人提出“綠色鋼”是使用可再生能源產生的氫氣作為還原劑生產的鋼;而對于產品在制造過程中使用化石原料(如煤炭作為還原劑或能源來源)能否被歸類為“綠色鋼”存在爭議。
4、與循環經濟原則的關聯差異:一些定義將“綠色鋼”與循環經濟原則相聯系,突出廢鋼含量作為“綠色鋼”的重要屬性。如美國的LEED認證鼓勵使用含有大量回收材料的鋼材,尤其是來自消費后來源的材料,并鼓勵在當地或區域采購材料。
5、是否納入其他環境和社會維度的分歧:部分學者提議擴大“綠色鋼”定義的范圍,除了考慮氣候變化影響外,還應納入廢水污染物、危險廢物等其他環境維度,以及勞工權利、社區福祉等社會經濟方面。但目前這一觀點尚未得到廣泛認可,不同定義在是否納入這些維度上存在明顯分歧。
三、主要倡議和標準介紹
1、IEA的近零排放鋼和低排放鋼定義:國際能源署(IEA)制定此定義,為G7國家及其他國家提供參考,區分“近零排放鋼生產”和“低排放生產”概念。定義局限于粗鋼生產階段,核算二氧化碳和部分甲烷排放,涵蓋Scope1、Scope2和部分上游Scope3排放。依據廢鋼使用比例設定“近零排放生產”閾值,0%廢鋼使用時,粗鋼生產排放須低于400kgCO2e/t粗鋼;100%廢鋼使用時,不超過50kgCO2e/t粗鋼,中間按廢鋼含量設漸進閾值。同時,劃分低排放鋼生產為五個績效等級,激勵逐步減排。
2、ResponsibleSteel績效水平:ResponsibleSteel是國際非營利多利益相關方成員組織,其認證需遵循13項環境和社會標準,包括減少溫室氣體排放、負責任采購原材料、保護人權等。該標準對場地和產品均可認證,場地認證從搖籃到粗鋼評估鋼鐵制造商的脫碳進展,產品認證量化特定鋼鐵產品從搖籃到大門的總隱含碳。核算涵蓋多種溫室氣體,采用與IEA類似的滑動尺度方法,依據廢鋼使用比例定義四個GHG績效水平,Level4最為嚴格,與IEA的凈零排放生產標準一致。
3、低排放鋼標準(LESS):德國鋼鐵協會(WV Stahl)基于德國相關定義制定LESS,該標準擴展系統邊界,涵蓋鋼鐵精煉、鑄造和熱軋等下游流程及特定質量等級,考慮更多Scope3排放源,如合金劑使用相關排放。計算排放時采用部分附加費,區分結構和鋼筋鋼、優質鋼兩類,根據不同產品類別和廢鋼使用比例設定閾值。例如,優質鋼在0%廢鋼使用時,近零排放閾值為450kgCO2e/t熱軋鋼;100%廢鋼使用時,為170kgCO2e/t熱軋鋼。此外,還推出LESS標簽,展示產品性能等級、廢鋼比例、產品
碳足跡等信息。
4、
氣候債券倡議:
氣候債券倡議組織為氣候債券認證,制定了鋼鐵標準,設定鋼鐵生產設施的脫碳措施和氣候變化基準。標準僅考慮固定系統邊界內的二氧化碳排放,采用可持續鋼鐵原則的分裂軌跡方法(包括初級和二級路徑),排放強度閾值與IEA2050年凈零情景一致。對于初級鋼生產,2020年強度閾值為2.38tCO2e/t鋼,到2050年降至0.12tCO2e/t鋼;二級(廢鋼基)鋼產品2020年閾值為0.75tCO2e/t鋼,2050年也降至0.12tCO2e/t鋼。企業需披露年度排放強度和廢鋼投入,根據鐵礦石與廢鋼比例計算脫碳軌跡,依此評定Tier1或Tier2認證。
5、鋼鐵氣候標準-全球鋼鐵氣候委員會(GSCC):全球鋼鐵氣候委員會(GSCC)制定的鋼鐵氣候標準,旨在引導鋼鐵行業脫碳。該標準不設絕對閾值,而是建立與IEA2050年凈零排放情景一致的脫碳“下滑路徑”,為扁平產品和長產品設定特定排放強度軌跡,目標是2050年鋼鐵產品碳強度達0.12tCO2e/t熱軋鋼。企業需根據基線年排放和標準下滑路徑制定定制化脫碳軌跡,經第三方驗證,設定科學的排放目標和中期目標,產品達標后獲3年認證,每年需計算并報告碳強度。
6、中國C2F鋼方法:中國鋼鐵工業協會(CISA)與寶武鋼鐵集團共同開發“中國脫碳生態未來導向(C2F)鋼評估方法”,為粗鋼和熱軋產品(不含不銹鋼)的碳排放評估提供標準化框架。采用搖籃到大門的方法,核算Scope1和Scope2的二氧化碳排放及部分Scope3排放,允許使用
碳信用。根據廢鋼使用比例設定五個績效等級,如熱軋產品在0%廢鋼使用時,最嚴格的A類閾值為0.4tCO2e/t熱軋產品;100%廢鋼使用時,為0.05tCO2e/t熱軋產品。鋼企需計算報告碳排放,經第三方評估認證符合閾值的產品可被認定為低碳排放鋼。
四、倡議和標準對比
1、方法論對比
主要方法論類型:目前主要有滑動尺度、加權路徑和產品基路徑這三種方法論。滑動尺度方法依據廢鋼投入比例來劃分溫室氣體排放,建立廢鋼投入與碳足跡閾值的負相關關系;加權路徑方法綜合了初級和二級鋼鐵生產路徑,并根據鐵礦石與廢鋼的比例進行加權;產品基路徑方法則針對不同的鋼鐵產品制定獨立的排放限制。
不同方法論的特點與差異:滑動尺度方法應用較廣泛,得到多個組織認可,其優點是能體現不同生產工藝的差異,鼓勵傳統技術減排,但在全球廢鋼供應不均衡的情況下存在局限性。產品基路徑方法以全球鋼鐵氣候委員會(GSCC)的鋼鐵氣候標準為代表,它根據產品特性制定動態軌跡,更具靈活性,但可能導致不同產品間難以直接比較。加權路徑方法以氣候債券倡議為代表,綜合考慮不同生產路徑的排放特征,使方法論更貼合實際情況。
2、系統邊界對比
系統邊界涵蓋范圍的差異:多數方法論采用從搖籃到大門的系統邊界,涵蓋從原材料提取到鋼鐵廠大門的過程,但在具體生產階段的涵蓋上有所不同。在煉鐵和煉鋼以及下游加工階段,國際能源署(IEA)和氣候債券倡議不包含二次精煉過程的溫室氣體排放,而其他一些標準則將系統邊界擴展到熱軋鋼階段。在Scope3上游排放方面,不同倡議和標準的涵蓋程度差異較大,LESS、ResponsibleSteel和鋼鐵氣候標準涵蓋較全面,而氣候債券倡議和中國C2F鋼方法則不包含相關排放,IEA僅部分涵蓋。
其他差異因素:對于出口過程氣體的排放核算,各倡議和標準也存在差異,這可能導致產品碳強度測量結果的顯著不同。此外,在對廢鋼作為輸入材料的核算、產品生命周期結束時的可回收性以及credits和offsets的處理等方面,不同標準也有不同的規定,這些差異都會影響到對低碳排放鋼的評估和比較。
3、閾值對比
不同標準閾值的設定情況:不同倡議和標準設定的定量閾值受其方法論和系統邊界的影響。IEA、ResponsibleSteel和中國C2F鋼標準在粗鋼的定量閾值上有一定的一致性,都以IEA的方法為基礎,認為粗鋼排放強度低于特定值(0%廢鋼使用時0.4tCO2粗鋼,100%廢鋼使用時0.05tCO2e/t粗鋼)可被歸類為近零排放鋼。LESS由于其更廣泛的系統邊界(擴展到熱軋鋼),設定的閾值與上述標準不同,且針對不同類型的鋼(如優質鋼和結構鋼)有不同的閾值。
閾值的時間維度差異:部分標準設定了固定的閾值,如IEA、ResponsibleSteel、LESS和中國C2F鋼標準,同時也設置了中間閾值以反映減排的漸進過程。而鋼鐵氣候標準和氣候債券倡議則采用了隨時間變化的閾值設定方式,鋼鐵氣候標準為不同產品設定了到2050年的排放強度目標,氣候債券倡議則根據不同年份設定了鋼鐵生產的排放閾值軌跡,兩者都反映出不同技術路線的排放強度在2050年趨于一致的趨勢。
五、結論
1、低碳排放鋼定義的重要性:明確“低碳排放鋼”的定義對鋼鐵行業意義重大。鋼鐵生產約占全球CO2排放量的7%,標準化定義能為識別和推廣低碳排放鋼提供統一基準。有助于政府制定碳定價、綠色公共采購和貿易法規等有效政策,引導投資向清潔生產技術傾斜。同時,能增強市場透明度,避免“綠漂”,讓買家、投資者和監管機構做出更明智的決策。
2、當前定義存在的問題:目前,“低碳排放鋼”缺乏普遍認可的定義。各類評估和認證低碳排放鋼的倡議、標準和框架不斷涌現,但在方法、范圍和排放閾值上差異顯著。這種不一致給市場區分產品、企業投資決策以及政府政策實施帶來諸多挑戰。
3、現有倡議和標準的特點與不足
框架繁多且質量參差不齊:近年來大量相關倡議出現,但僅有少數具備完善的溫室氣體排放核算方法,包括明確的系統邊界、排放報告規則和驗證機制。多數框架在這些方面存在欠缺,影響了對鋼鐵產品碳排放評估的準確性和可靠性。
核心指標與輔助指標的運用:全球普遍認可碳強度是評估鋼鐵環境績效的關鍵指標,各倡議和標準均以此為基礎定義鋼鐵的可持續性。在滑動尺度方法中,碳強度與廢鋼含量共同確定閾值,但在全面評估時,還應考慮資源消耗、水污染和空氣質量等其他環境影響類別。
循環經濟理念落實的挑戰:所有標準和倡議都認可廢鋼使用是鋼鐵生產脫碳的重要手段,但在滑動尺度等方法中,對廢鋼使用的“中性化”處理可能帶來問題。相同的評分可能掩蓋不同的循環經濟水平和碳足跡差異。在標簽方案中,需明確廢鋼核算和分類的方法指南,以防止虛假宣傳,確保真正的循環經濟努力得到認可和獎勵。
術語使用混亂:“綠色鋼”“低碳排放鋼”等術語在不同倡議中的使用不一致,且缺乏統一的定義。這些術語可能代表不同的方法、閾值或系統邊界,導致利益相關者之間產生混淆,阻礙了有效的溝通和行業發展。
排放核算方法不統一:各倡議的排放核算規則缺乏一致性,系統邊界、碳信用分配和副產品核算等方面的差異,使得不同框架下鋼鐵產品的環境績效難以比較。這不僅影響市場公平競爭,也不利于行業整體的低碳轉型。
4、未來發展方向與建議:盡管各倡議和標準在方法上存在差異,但長期排放強度閾值和目標呈現出明顯的趨同趨勢。無論是初級(鐵礦石基)還是二級(廢鋼基)煉鋼路線,以及不同的產品類別,都朝著2050年深度脫碳的方向發展。未來,鋼鐵行業需進一步統一術語,協調排放核算方法,明確循環經濟指標的計算和評估方式,以促進鋼鐵行業低碳發展的規范化和標準化。
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