【工业碳双控专辑②】重点高耗能行业碳达峰和产品碳强度现状分析

“十四五”期间，中国工业部门在碳达峰方面取得了显著进展。北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目在中国工业低碳转型系列研究中发现，随着生产和消费量的逐年下降，钢铁、水泥、电解铝等重点高排放行业逐步实现碳达峰目标，虽然煤化工等行业仍将会有小幅增长，但总体来看，这些工业部门的碳排放在“十四五”期间期间已基本达峰并进入平台下降期。

重点工业部门预计碳达峰时间

钢铁行业

中国是世界最大的钢铁生产和消费国。2020年，中国粗钢产量达到10.65亿吨，创历史新高；占全球钢产量57%。2021-2022年，中国粗钢产量连续两年出现下滑，降至10.18亿吨，2023年粗钢产量基本与上年持平为10.15亿吨，2024年为9.29亿吨。2021年以来钢铁行业吨钢综合能耗连续三年上升，2024年吨钢综合能耗下降0.1%，能效下降情形略有好转。2024年钢铁行业煤炭消费总量略有下降。

生产结构方面，我国粗钢生产以高炉-转炉长流程为主，短流程钢产量占比不足10%。

能源结构层面，我国钢铁行业能源结构以煤为主，煤炭占比超过80%，能源消费总量占全国的比重约11%，碳排放总量占全国的比重约15%，在制造业中占比最高。

 “十四五”时期粗钢产量

数据来源：中国钢铁工业协会

水泥行业

水泥行业是国民经济重要基础行业，也是二氧化碳排放重点行业之一。研究表明，2020年我国水泥行业二氧化碳排放量（含工艺过程排放）达13.62亿吨，约占全国总排放的12% ，其中能源活动碳排放为4.52亿吨，电力间接排放0.69亿吨，过程排放8.41亿吨。“十四五”期间，随着水泥熟料及水泥产量下降，加上结构调整、节能技术改造等措施，水泥行业碳排放进入平台下降期。

水泥行业能源消耗与工艺过程都会产生碳排放，产品的碳排放由原料、燃料、产品性质和工艺特点共同决定。目前，我国水泥熟料碳排放因子（在某一特定条件下，单位活动水平所产生的二氧化碳排放量）距离巴黎协定2050目标仍需压减12%，距离国际能源署（IEA）2030年预计均值需压减7%。水泥行业减碳的主要潜力在于工艺技术升级改造、先进节煤技术和替代燃料技术等的应用普及。

水泥工业碳排放90%以上来自生产过程中原料的排放和燃煤带来的排放。水泥窑协同处置固废既能替代燃料，又能替代部分原料，是先进国家水泥行业低碳发展的主要途径。目前国内水泥行业燃料替代率TSR不到2％，与美国的13％、日本的22％、德国的68％、挪威的90％相比差距较大，而欧洲水泥协会预测未来这一比例可整体上升到95%，这将是中国水泥行业降碳乃至实现碳中和目标的重要路径。

“十四五”时期中国水泥产量

数据来源：中国水泥协会

中国重点工业行业（钢铁、水泥）二氧化碳排放量对比变化图

化工行业

化工行业是中国重要的基础产业，其碳排放强度较高。煤化工既有将煤炭转变为其他能源燃料的煤制油、煤制气项目，也有将煤炭作为化工原料生产的烯烃、乙二醇和醇醚等项目。碳排放强度高、水资源消耗高、污水处理困难、空气污染严重，煤化工行业目前行业没有统一的能耗和减碳规范和标准，降碳、控碳技术研发和政策制定没有落脚点。而原料用能扣除和可再生能源应用，将对化工行业产生深远影响。

现代煤化工是煤炭消费及占比持续增长的工业部门，一直保持高位运行。在“十三五”期间是煤耗增长最快的行业，“十四五”期间也依然保持增长。课题组测算得出，2022年、2023年现代煤化工行业煤炭消费量分别为1.92亿吨标煤、2.01亿吨原煤。课题组研究认为，如实施比较严格的控煤措施，现代煤化工行业碳排放可在2028年达峰。

不同于电力、冶金等行业，现代煤化工行业排放的二氧化碳浓度高（70-98%），便于低成本二氧化碳捕集、封存和利用（CCUS）。对于这些对行业影响深远的重大及颠覆性技术，源头上“绿电”、“绿氢”、“绿氧”耦合，高效催化剂科学攻关，绿氨及甲醇解决储存运输问题，CCUS二氧化碳制甲醇及矿化技术、二氧化碳驱油等，政府主导，财政专项资金或信贷支持（如中央“煤炭清洁高效专项贷款”），国家低碳智库牵头，相关企业共同参与，积极发挥NGO组织的社会角色作用，联合研发，合作创新。

“十四五”时期现代煤化工用煤情况

数据来源：中国煤炭加工利用协会

有色金属行业

有色金属行业是高能耗、高碳排行业，其中电解铝行业的碳排放占全国总排放量的4.2%左右。中国目前是全球最大电解铝生产国和消费国，“十三五”以来，在多重因素综合作用下，中国铝行业煤炭消耗和碳排放波动上升，总体保持在1.7亿吨标煤和5.5亿吨二氧化碳当量左右的高位水平，两项指标在2017年都触及历史峰值，“十四五”期间回落之后小幅波动上涨。

2023年中国铝行业总体煤炭消耗量为1.69亿吨，比2015年增加了1884万吨，主要来自于电解铝产量增长的推动，而电解铝能源结构改善、单位电耗下降，以及火电供电煤耗下降则在一定程度上削减了煤炭消耗。2023年中国铝行业总体碳排放约5.38亿吨，比2015年增加了6304万吨；电解铝单位碳排放呈现下降趋势，从2015年的12.2千瓦时/吨铝降至2023年的10.2千瓦时/吨铝。电解铝是铝行业煤炭消耗和碳排放的主要环节，2023年分别占比76%和79%。

加大再生铝的应用、减少自备电站、向可再生能源富集地区的产业转移是电解铝行业低碳转型的重要措施。尤其是自备电站是电解铝行业低碳发展的重要挑战。2023年自备电占比58.2%，比2015年大幅下降20.4个百分点，但仍然占一半以上，逐步减少自备电站仍面临挑战。同时，网电结构的总体优化，也是电解铝行业减排的关键因素。截至2023年行业使用清洁能源比例持续提升，达到24.4%，比2015年提高11个百分点。随着可再生能源发电比例的增加，也将改善电解铝行业高碳排放情况。

课题组认为，2025年中国铝消费将达到峰值——约4800万吨。在再生铝产量、进出口预测的基础上，反推中国电解铝产量也将在2025年达到峰值，4300万吨。之后，中国电解铝产能、产量预计保持在峰值水平，如果再生铝能够在数量和质量上替代原铝（电解铝），则电解铝产量将趋于下降。预计2030年中国电解铝产量为4000万吨-4300万吨，2060年降至3000万吨-3200万吨。

“十四五”时期电解铝产量

数据来源：中国有色金属工业协会

《加快构建碳排放双控制度体系工作方案》中提出了2025、“十五五”时期、碳达峰后三个阶段建立碳排放双控政策体系的重要里程碑。标志着从提出能耗双控转向碳排放双控，到开展重点行业重点地区试点，再到设定不同阶段目标，政策推进工作迈出关键三大步。

与“能耗双控”实施路径相同，按照先易后难原则，碳排放强度和总量双控，需要先从强度起步。首先要在现行的能效管理标准体系上，选择重点行业和重点产品逐步开展基于产品的碳排放强度研究，形成科学的计算体系，得到具体的可靠结果，逐步在行业推广，形成全分布覆盖。总结得出基于产品碳排放强度的行业准入值和标杆值，对照现行能效准管理办法，在新增项目的立项审批中增加碳排放指标，在存量项目中增加碳排放退出考核机制。在“十五五”期间以地方和行业为依托，逐步建立碳排放总量约束指标体系。

深入分析这些行业的碳强度现状、下降趋势以及与国际先进水平的差距，对于制定科学合理的低碳发展战略具有重要意义。详细探研究钢铁、水泥、化工和有色金属行业的产品碳强度，并提出针对性的减排建议，旨在为行业的低碳转型提供参考和指导。

2023年工业部门主要产品平均碳强度

以上图表是课题组研究得出的产品碳强度。但是基于目前掌握的资料，分行业的产品碳强度仍需进一步确定，以下内容为通过高耗能行业协会等信息得出的分行业统计情况。

钢铁行业

2020年粗钢碳排放强度为1.9kgCO₂/t，2024年降至1.7kgCO₂/t，降幅10.5%；钢筋2020年碳排放强度1.8kgCO₂/t，2024年为1.6kgCO₂/t，降幅11.1%；钢板2020年碳排放强度2.0kgCO₂/t，2024年为1.8kgCO₂/t，降幅10.0%。与国际先进水平相比，粗钢国际先进水平为1.6kgCO₂/t，钢筋为1.5kgCO₂/t，钢板为1.7kgCO₂/t，仍存在一定差距。

钢铁行业重点产品碳排放强度（2020-2024）

• 提升电炉钢在钢铁生产中的比例，钢在短流程中的利用效率。

• 推进极致能效行动，通过技术改造和能源管理降低碳排放强度。

• 提高可再生能源和绿氢在生产中的应用比例，推动钢铁行业深度脱碳。

水泥行业

水泥熟料2020年碳排放强度为850kgCO₂/t，2024年降至800kgCO₂/t，降幅5.9%；水泥粉磨2020年碳排放强度为300kgCO₂/t，2024年为285kgCO₂/t，降幅5.0%。国际先进水平分别为780kgCO₂/t和270kgCO₂/t。

水泥行业重点产品碳排放强度（2020-2024）

关键措施：

• 加速水泥生产过程中原料和燃料替代，提高燃料替代率。

• 推进水泥窑协同处置固废，降低碳排放强度。

化工行业

煤制油2020年碳排放强度为7.2kgCO₂/t，2024年降至6.8kgCO₂/t，降幅5.6%；煤制气2020年碳排放强度为4.8kgCO₂/t，2024年为4.5kgCO₂/t，降幅6.2%；烯烃2020年碳排放强度为5.5kgCO₂/t，2024年为5.1kgCO₂/t，降幅7.3%；乙二醇2020年碳排放强度为6.0kgCO₂/t，2024年为5.6kgCO₂/t，降幅6.7%。国际先进水平分别为6.5kgCO₂/t、4.2kgCO₂/t、4.9kgCO₂/t和5.3kgCO₂/t。

现代煤化工行业重点产品碳排放强度（2020-2024）

关键措施：

• 推动可再生能源电力替代传统煤电，采用绿氢作为生产原料。

• 开展现代煤化工行业重点产品碳强度核算方法研究，提出基于产品的碳排放强度基准值和标杆值，选定低碳产品发展战略。

有色金属行业

电解铝2020年碳排放强度为12.5kgCO₂/t，2024年降至11.5kgCO₂/t，降幅8.0%。国际先进水平为10.5kgCO₂/t。

关键措施：

• 提高可再生能源在电解铝生产中的占比，优化用电结构。

• 推进电解铝行业用能结构优化，提高能源利用效率。

2023年中国电解铝产能中自备电比例比2015年下降24%，但仍然达到58.2%工业。加强对自备电厂的监管，制定严格的环保标准和能耗指标，对不符合标准的自备电厂进行整改或关停。引导企业逐步减少对自备电厂的依赖，鼓励企业使用电网供电，优化电网结构，提高供电稳定性与可靠性。同时，推动自备电厂的技术改造，采用清洁能源，提高能源利用效率，减少碳排放。

通过对钢铁、水泥、化工和有色金属行业产品碳强度的深入分析，我们可以看到，尽管近年来这些行业在碳减排方面取得了一定进展，但与国际先进水平相比，仍存在较大差距。钢铁行业的碳强度下降得益于极致能效行动的推进和能源结构的优化；水泥行业通过加速原料和燃料替代以及协同处置固废，逐步降低了碳排放强度；化工行业在可再生能源利用和绿氢技术应用方面取得突破，推动了碳强度的下降；有色金属行业则通过优化用电结构和提高能源利用效率，实现了碳强度的持续改善。

然而，这些行业的低碳转型仍面临诸多挑战。一方面，部分行业在技术突破和创新应用方面仍需加强，尤其是在低碳技术的推广和普及上；另一方面，行业内部的能源结构优化和管理效率提升仍需进一步深化。此外，国际竞争压力也促使中国必须加快碳强度的下降速度，以提升产品的国际竞争力。

在未来的发展中，各行业应通过制定科学合理的碳强度标准和管理规范，引导企业优化生产流程，提升能源利用效率，最终实现产品碳强度的持续下降。这不仅有助于中国工业部门提前实现碳达峰目标，更为全球应对气候变化贡献中国智慧和中国方案。