碳中和愿景下金属矿产行业的挑战与机遇
10月12日，在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上，习近平总书记重申中国将努力实现碳达峰、碳中和目标，持续推进产业结构和能源结构调整。
金属矿产行业作为实现碳达峰、碳中和目标的重要责任主体，在面临诸多挑战的同时也会迎来更多的发展机遇。
本文归纳分析了金属矿产行业所面临的机遇与挑战，指出金属矿产行业在碳中和的愿景下将面临成本上升、碳排放机理复杂、技术成熟度欠缺等一系列的困难与挑战，同时认为，随着国家低碳经济深度推进，将迎来更多新的发展机遇。最后从加强碳排放信息化建设、推动关键技术研发与应用和构建循环经济产业链对金属矿产行业企业等方面提出了建议。
此后全球范围内越来越多的国家开始将碳中和作为本国碳排放管理的目标，全球减碳趋势已经明晰。
中国实现碳中和愿景任重道远
我国作为最大的发展中国家，已将碳中和作为碳排放管理目标，并纳入国家中长期发展规划，但实现碳达峰、碳中和愿景面临着巨大挑战。
能源结构调整压力大
我国能源结构对煤炭的依赖度较高，实现碳达峰碳中和最重要的手段就是能源结构的清洁化，要在较短的时间内用清洁能源替代煤，需要克服基建、技术、民生保障等多方面带来的困难与挑战。
碳排放量增速高下降难
近十年来我国碳排放占全球比重相对稳定在28%附近，碳排放量约为美国的2倍、欧盟的3倍，增速仍高于世界碳排放平均增速，要实现碳中和目标，面临的挑战巨大。
受经济发展水平的制约多
我国的工业化进程与发达国家相比还存在一定差距，人均碳排放还处于爬升阶段，尚未达到顶点。
在努力实现碳达峰的过程中，我国还处于较低的经济发展水平，将面临经济、技术方面更大的制约。
实现碳达峰碳中和时限短
西方发达国家已经实现经济发展与碳排放的脱钩，大部分已经完成碳达峰目标，而我国工业化进程不足百年，碳达峰到碳中和的时间要比西方国家缩短几十年，碳排放在短时间内锐减，需要深刻的技术创新和产业变革、采取更有力的政策措施。
金属矿产行业是
双碳目标的重要责任主体
行业碳排放现状
金属矿产行业是落实碳减排的重要领域，也是实现碳达峰、碳中和目标的重要责任主体，金属矿产行业高碳工艺流程仍占主导。
碳管控政策密集出台
目前，相关部委相继出台了多项政策文件，规范与加强对钢铁、有色金属等重点行业碳排放的管控。
钢铁、有色金属等金属矿产行业作为国家碳排放的重点管控行业，将面临越来越严格的碳管控。
行业头部企业加快行动
各国际金属矿产集团相继制定脱碳计划，承诺21世纪中叶实现碳中和，虽然侧重点不同，投资额有所差异，但是都体现了开展碳减排的决心。
国内的矿产企业相继确定时间表，在碳中和的愿景下已经采取行动。
金属矿业行业碳排放
面临的挑战
行业碳排放承压明显
金属矿产行业是中国碳排放重点行业之一，也是实现碳中和的重要行业之一，行业减排压力较大。
2021年工信部将从产能、产量双向控制粗钢产量，并预期持续深化铝业供给侧结构性改革，严控电解铝新增产能，减排压力较大。
未来相关政策出台将更加频繁，金属矿产企业碳减排面临的政策压力日益加大。
碳控排直接导致成本上升
钢铁、有色金属等金属矿产行业，将在电力行业后，逐步纳入全国碳市场，尤其是电解铝行业，将有可能首先被纳入全国碳市场。
纳入碳市场后带来的履约成本或者减排成本，将拉高纳入碳市场企业的生产成本，或对金属矿产企业经营造成一定的影响。
而生产成本的上升将引起国内金属矿产品价格走高，在短期内可能会减弱国内金属矿产品的国际竞争力。
落后产能出清加速
随着供给侧结构性改革和生态环境保护的政策措施不断深化和向前推进，金属矿产企业通过实施传统的节能减排技术应用，能耗和环保指标已显著改善。
在此基础上继续降碳减排，需要通过工艺流程的升级和革命性的技术措施才能实现。
不具备碳中和条件的中小型企业将在这个过程中被请出市场，落后产能的出清速度或进一步加速。
碳排放机理复杂减排难度大
金属矿产行业产品种类、原材料及辅料的种类繁多，同一种金属矿存在不同的伴生情况，同一种类的金属产品存在不同的采选和冶炼方式，不同种类的金属间有多种组合生产形式。
从原料、产品、工序及碳排放机理角度，金属矿产行业实现碳达峰、碳中和面临的挑战都非常大。
绿色技术成熟度有所欠缺
金属矿产行业低碳发展的相关技术装备尚未成熟，高炉富氢冶炼、纯氢竖炉直接还原等技术均处于研究开发阶段。
用氢能替代焦炭作为还原剂的技术和经济门槛仍较高，目前工业制氢主要仍依赖化石能源，氢气价格居高不下，且制备过程为高碳排放。
此外，氢冶金工艺尽管已成熟，但未实现“绿氢”供应，无法实现碳的实际减排。
工艺流程优化仍有难点需解决
要实现工艺流程的替代与优化，需要协调产业链上下游等多方主体，仍有许多难点待解决。
首先需解决节能低碳不经济的问题。虽然电炉冶炼环境效益更佳，但是迫于经济原因，企业为了生存难以选择。
其次是原有设备替代问题。如果将所有（包括未到服役年限）的高炉淘汰，不但经济上不划算、造成了浪费，而且变相增加了碳排放。从短期看，大部分高炉还需继续服役，而这部分资产的碳排放量基本锁定。
最后是低碳工艺的原料短缺问题。我国废钢作为钢铁企业原料的供应问题仍待解决，国内废钢回收行业仍待规范，此外，废钢价格持续走高，废钢的供需矛盾仍未解决。
金属矿业行业碳排放
面临的机遇
新能源、新基建助推需求增加
实现碳中和首当其冲就是要调整能源结构，清洁能源比例上升将积极拉动金属需求。
随着城际高速铁路、城市轨道交通、特高压、新能源汽车充电桩及5G基站为代表的新基建建设铺开，将有效增加优特钢、铜、铝、镍等金属矿产品的需求。
金属矿产品的需求将在未来一段时间内保持增长态势。
需求成本双向抬升支撑价格上行
一方面，需求面呈不断向好的趋势；另一方面，政府将进一步控制钢铁和有色金属的产能和产量，供需紧张格局将有所持续。
日益趋严的环保政策使得高排放企业的环保投入成本不断上升，同时金属矿产企业或将因加大碳减排措施，而拉高生产成本。
在高需求、高成本以及全球通胀环境下，金属矿产品价格有望走出历史新高。
技术革命助推产业升级
未来金属矿产行业要实现碳中和，离不开技术进步和创新。
金属矿产行业必须强化科技创新原动力，加大对关键核心技术的攻关力度，形成从产品研发到全生命周期低碳技术的集成创新，培育出具有自主知识产权和自有品牌的技术工艺、生产设备与产品，形成工艺装备、产品结构的升级换代，逐步将产业链推动向高端发展。
行业集中度进一步加强
提高产业集中度将有利于行业龙头企业利用其在人力资源、技术、装备、管理方面的良好基础，发挥其在碳减排方面引领作用，推动行业实现更高水平的供需动态平衡，带动全行业加快开展碳达峰、碳中和相关行动，“马太效应”或将展现。
企业碳资产实现价值化
2021年7月，生态环境部以发电行业为首批，开展碳排放配额分配，启动全国碳市场第一个履约周期，并实现上线交易，全国碳市场的大幕已经被揭开。
市场中能源利用效率高、节能技改效果好的生产企业碳排放配额将有所剩余，这些企业可将剩余碳配额通过碳市场流通转让，成为新的收入来源。
随着碳市场持续铺开，配额将逐渐成为金属矿产行业企业的新型资产。
拓宽企业资金获取渠道
碳交易可以为企业提供碳基金、碳债券、配额质押与回购融资等多种的融资途径，未来碳减排项目和气候友好型企业将日益受到国内外投资者和资本市场的青睐，融资能力会不断增强，融资成本有望下降。
利用矿区土地植树增加碳汇
积极推进矿业基地生态修复，可以提高约20%的生态系统固碳能力。
矿山企业可以将被动完成上级生态环境修复监管要求转变为主动作为，积极推进绿色矿山建设和生态修复，通过有计划的开展植树造林，形成森林碳汇，用以抵消企业无法削减的碳排放。
对金属矿产行业企业的建议
推进信息化碳排放管控
借助大数据、云计算、人工智能等信息化手段，推动金属矿产企业实施智能化改造，全面采集各生产环节的能源数据。
依托企业现有的监测监控体系，贯穿制造全过程的碳排放智能化管控平台，重点用能设备实现智能化控制，大幅提升企业能源精细化管理水平和利用效率。
推动关键技术研发与应用
加大支持绿色低碳新技术、新业态、新模式的推广力度，开展金属矿产行业前瞻性、突破性技术研究，支持研发和推广安全性高、成本低、减排效果明显的低碳、零碳、负碳技术。
充分发挥多方协同管理、产学研用优势，全面推动绿色低碳技术产业化和模式创新，实施绿色低碳领域的重大科技示范工程。
构建循环经济产业链
加强行业产业链内循环，提高废钢、废铜、再生铝的利用效率，支持动力电池金属回收等循环项目，延长金属产品生命周期，实现全生命周期产业链碳减排。
实施不同产业绿色融合，在行业间打通冶金、化工、石化、建材等制造业的横向链接，利用科技方面的共同性和产品的互补性，实现行业之间的相互转化和相互融合，提高单一行业降碳“天花板”，打造跨界融合的制造新流程，形成优势互补合作共赢的新局面。
作者简介：马静玉，中国五矿集团有限公司安全环保部，高级工程师，研究方向为国际能源管理；程东波（通信作者），中国五矿集团有限公司安全环保部，教授级高级工程师，研究方向为冶金技术、闭环供应链管理。
论文全文发表于《科技导报》2021年第19期
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