解读企业碳中和：战略选择、行动框架及最佳实践（以重工业为例）-落基山研究所.pdf

为什么重工业成了碳中和的主战场

报告开篇给出一组分量很重的数字：全球已有接近140个国家提出净零碳排放目标，覆盖全球近90%的碳排放。企业层面，2000家龙头企业中有915家制定了碳中和目标，这些目标覆盖全球88%的温室气体排放量、92%的经济体量和85%的世界人口。

重工业之所以被单独拿出来讨论，原因在于它的减排难度。报告指出，工业部门对化石能源依赖性强、能耗强度高、更加需要技术驱动转型。仅钢铁、水泥、石化和化工、电解铝四个行业，碳排放就约占全球碳排放总量的1/4。这四个行业里，已宣布碳中和目标的企业碳排放量分别覆盖全行业总排放量的31%、18%、18%和21%。

PTAM框架：给企业碳行动一把统一的尺子

报告的核心方法论是PTAM框架，分别代表碳排放现状（Performance）、目标和战略（Target）、降碳行动（Action）和管理机制（Management）。这套框架的设计逻辑是覆盖企业碳行动全流程，即认识现状、制定目标与计划、实施行动三个环节。

在“P”维度，主要关注碳排放总量、强度、能耗及可再生能源利用水平等指标，用于衡量企业基准水平。在“T”维度，报告提出从“全面、明确、可操作”三个角度评价企业碳目标：全面指覆盖自身及产业链各环节和主要温室气体种类，明确指公布碳达峰碳中和时间点与总量强度控制指标，可操作指目标需结合企业自身资源和条件。在“A”和“M”维度，分别考察企业采取的技术措施与支撑降碳的制度保障。

目标与战略：中外企业的雄心与差距

在目标覆盖范围上，报告对比了四大行业碳中和目标所覆盖的排放占比。结果表明，中国的钢铁和石化化工企业碳中和目标覆盖情况较好，接近甚至超过世界水平，而水泥和铝行业的承诺覆盖低于世界水平，央国企在碳中和承诺中占据主要位置。

在目标质量层面，仅有少量企业的减排目标涵盖了范围三。例如蒂森克虏伯提出到2030年将使范围三排放、尤其是产品使用阶段的排放，在2018年的基础上降低16%。就温室气体种类而言，中石油和中石化特别指出其排放目标范围包括二氧化碳和甲烷。从可操作性看，宝武集团和瑞士豪瑞水泥公司均结合自身情况，对各降碳路径在不同阶段的减排贡献做出定量分析，并对目标进行拆解，通过规划具体时间表确保目标可实现。

钢铁：废钢循环与绿氢冶金挑大梁

钢铁行业的碳排放量占全球总量的约7%，占中国的约17%。长流程工艺生产每吨粗钢约产生2吨碳排放，短流程碳强度仅为长流程的1/3左右。报告指出，在未来40年，循环利用将贡献钢铁行业碳减排的30%，为最重要的降碳抓手；以基于绿氢的清洁氢冶金为代表的流程优化创新将贡献23%。

循环利用的主要体现形式是废钢利用。目前国内基于废钢的短流程路径仅占总产量的10%左右，远低于中国以外地区的平均水平50%。报告预计，随着废钢回收体系逐渐完善，基于废钢的短流程电炉钢有望在2050年贡献钢铁产量的60%。在绿氢方面，河钢集团建设年产120万吨的氢气直接还原铁示范，建成后可使二氧化碳排放量减少40%到60%。宝武集团预计富氢碳循环高炉将在2035年前后达到30%-50%的碳强度减排幅度，而氢基竖炉将在2040年前后达到50%-90%的碳强度减排幅度。

水泥：CCUS是绕不开的必要技术

2020年中国水泥行业CO2排放量为13.7亿吨，占全国总碳排放的比例约13%，仅次于电力和钢铁行业。水泥生产过程中，碳酸盐分解产生的过程排放占约60%，化石燃料燃烧及电力消耗产生的碳排放分别占约35%和5%。

根据RMI的测算，CCUS的减排潜力最大，达到64%；燃料替代次之，减排潜力可以达到15%。报告明确判断，由于目前尚未看到能完全替代石灰石、没有过程排放且能大规模应用的替代工艺，碳捕集、封存与利用（CCUS）是实现水泥碳中和的必要技术。在燃料替代方面，欧盟国家水泥的燃料替代率可以达到近40%，一些领先企业可以达到近85%的替代率。国内铜陵枞阳海螺水泥生物质替代燃料项目每年利用秸秆等生物质15万吨/年，实现年节约标准煤7.3万吨。

石化和化工：零碳原料与循环利用双轮驱动

石化和化工行业的碳排放占全球排放总量的5.8%，占中国排放总量的13%。从全球看，基于可再生能源的减碳路径可贡献39%的碳减排量，消费减量和提升化学品回收率等循环经济行动将贡献近20%，能效提升和CCS技术将分别贡献15%和26%。

报告预计，到2050年，以绿氢和生物质为典型的零碳原料占比可接近60%，余下的化石原料产能将100%配备CCUS技术，塑料回收率可达60%。中石化计划在加氢站建设、高纯氢提储装置等方面投资逾300亿元，其新疆库车绿氢炼化示范项目预计2023年6月建成投产，绿氢炼化可为石化减少48.5万吨/年的CO2排放。巴斯夫则通过“化学循环”项目，预计回收率可达70%。

电解铝：绿电、再生铝与惰性阳极三条路

以2019年数据为例，中国电解铝行业碳排放量4.1亿吨，其中自备电排放2.7亿吨、网电排放0.9亿吨、炭阳极消耗排放0.5亿吨。使用绿色电力成为减排的主要抓手，约87.8%的电力使用排放可以由使用清洁能源电力解决。要消除余下约12.2%的电解过程排放，惰性阳极的研发至关重要。

再生铝方面，2021年中国电解铝的吨铝碳排为12.3吨，而再生铝仅有0.68吨，为电解铝的5%。2019年我国生产的再生铝约占全球再生铝总量的40%左右，但仅占我国铝供应的17%左右，与美国40%、日本30%相比较小。惰性阳极方面，2020年俄铝和Elysis惰性阳极技术基本达到工业规模，应用惰性阳极技术产出电解铝0.1775万吨。Elysis于2021年11月宣布生产了第一批不产生直接温室气体排放的无碳铝，预计将在2024年进入商业化应用。

管理机制与六条行动建议

企业碳管理机制包括对内的制度建设、资金投入、创新投入、能力建设和数据管理五个维度，以及对外的供应链碳管理、宣传和合作。在制度建设方面，宝武集团于2022年6月发布了中国钢铁企业首份气候行动报告。在资金投入方面，宝武集团组建了500亿规模的碳中和基金，并发行了全国首单低碳转型债5亿元，募集资金全部用于子公司湛江钢铁氢基竖炉系统项目。

报告最后从六个方面提出行动建议：制定有足够雄心且符合实际、切实可行的“两图一表”；统一碳排放核算、核查和上报机制，加速碳核算从企业层面到产品层面延伸；头部企业发挥模范带头作用，带动产业链上下游企业；行业内企业加速形成技术合作研发等资源整合机制；加速构建和完善碳市场等市场机制；注重绿氢、CCUS、再生资源利用等重点减碳抓手的全产业链培育。

这组数据勾勒出四大重工业行业在中国碳排放版图中的位置。钢铁行业碳排放占全球约7%、占中国约17%；水泥行业2020年CO2排放量为13.7亿吨，占全国约13%；石化和化工碳排放占全球5.8%、占中国13%；电解铝2019年碳排放量为4.1亿吨。四大行业碳排放合计占全国的44%。 这些数据说明，重工业的碳减排进程直接影响国家双碳目标的实现节奏。报告指出，虽然当前单位产品能耗水平接近甚至优于世界平均水平，但由于整体产量大、能源结构重煤等原因，工业企业的碳减排空间仍比较大。

钢铁行业的降碳路径呈现出明显的阶段性特征。2030年前，系统能效提升是短期内可优先发展的抓手，贡献30%的降碳比例。2040年前后，资源循环利用将发挥约40%的碳减排作用。 从全周期看，循环利用将贡献钢铁行业碳减排的30%，为最重要的降碳抓手；以基于绿氢的清洁氢冶金为代表的流程优化创新将贡献23%。目前国内短流程产量占比仅为10%左右，远低于中国以外地区50%的平均水平，这意味着废钢循环利用有巨大的提升空间。报告预计短流程电炉钢有望在2050年贡献钢铁产量的60%。

水泥行业的碳排放结构决定了其降碳路径。碳酸盐分解产生的过程排放占约60%，化石燃料燃烧及电力消耗产生的碳排放分别占约35%和5%。由于过程排放难以通过工艺手段完全消除，CCUS成为必要技术，减排潜力达64%，燃料替代次之为15%。 电解铝行业的主要排放来自电力使用，使用绿色电力可解决约87.8%的电力使用排放。再生铝的减碳效应显著，2021年中国电解铝的吨铝碳排为12.3吨，而再生铝仅有0.68吨，为电解铝的5%。要消除余下约12.2%的电解过程排放，惰性阳极的研发至关重要。