钢铁行业是全球温室气体排放的主要贡献者,约占全球排放量的7%,其脱碳对实现欧洲绿色协议的气候中和目标至关重要。目前,“低碳排放钢” 尚无统一的定义,不同的国际倡议和标准在方法、范围和排放阈值上存在显著差异。2025年4月23日,欧盟联合研究中心(JRC)发布《定义低碳排放钢材:国际倡议和标准的比较分析》报告,对比分析了国际能源署、ResponsibleSteel等六个主要倡议和相关标准。
一、钢铁行业碳排放背景
钢铁行业碳排放量大,年排放量占全球7%,且75%的能源需求依赖煤炭。欧盟主要通过高炉-转炉(BF-BOF)和电弧炉(EAF)两种路线生产钢铁,前者碳强度高,全球平均每生产 1 吨粗钢的二氧化碳排放量为2.32吨,而后者仅为0.70吨。
钢铁行业脱碳面临经济障碍,如需求低、缺乏采购激励等,欧盟通过清洁工业协议(CID)等政策推动其脱碳转型,并计划引入钢铁碳强度自愿标签。
二、低碳排放钢定义的争议
1、缺乏统一清晰定义:“绿色钢”“低碳排放钢”“低排放钢”“近零排放钢” 等术语含义模糊,不同文献和机构对其定义不同。如 Muslemani 等人认为 “绿色钢” 是使用低温室气体排放生产工艺制造的钢产品;Singh和Rout则将其定义为能降低温室气体排放、削减成本并提高钢质量的新炼钢工艺。
2、碳强度作为核心评估指标:尽管定义多样,但所有定义都将碳强度(通常以每吨钢的二氧化碳当量衡量)作为 “绿色钢” 的关键属性。这体现了碳强度在评估钢铁环境绩效方面的重要性,成为衡量钢铁是否低碳的核心标准 。
3、对生产工艺和原料的不同看法:部分定义强调炼钢所采用的技术路线,例如Wang等人提出“绿色钢” 是使用可再生能源产生的氢气作为还原剂生产的钢;而对于产品在制造过程中使用化石原料(如煤炭作为还原剂或能源来源)能否被归类为“绿色钢”存在争议。
4、与循环经济原则的关联差异:一些定义将“绿色钢”与循环经济原则相联系,突出废钢含量作为 “绿色钢” 的重要属性。如美国的LEED认证鼓励使用含有大量回收材料的钢材,尤其是来自消费后来源的材料,并鼓励在当地或区域采购材料 。
5、是否纳入其他环境和社会维度的分歧:部分学者提议扩大 “绿色钢” 定义的范围,除了考虑气候变化影响外,还应纳入废水污染物、危险废物等其他环境维度,以及劳工权利、社区福祉等社会经济方面。但目前这一观点尚未得到广泛认可,不同定义在是否纳入这些维度上存在明显分歧。
三、主要倡议和标准介绍
1、IEA的近零排放钢和低排放钢定义:国际能源署(IEA)制定此定义,为G7国家及其他国家提供参考,区分“近零排放钢生产”和“低排放生产”概念。定义局限于粗钢生产阶段,核算二氧化碳和部分甲烷排放,涵盖Scope 1、Scope 2和部分上游 Scope 3排放。依据废钢使用比例设定 “近零排放生产” 阈值,0%废钢使用时,粗钢生产排放须低于400kg CO2 e/t 粗钢;100%废钢使用时,不超过50kg CO2 e/t粗钢,中间按废钢含量设渐进阈值 。同时,划分低排放钢生产为五个绩效等级,激励逐步减排。
2、ResponsibleSteel绩效水平:ResponsibleSteel是国际非营利多利益相关方成员组织,其认证需遵循13项环境和社会标准,包括减少温室气体排放、负责任采购原材料、保护人权等。该标准对场地和产品均可认证,场地认证从摇篮到粗钢评估钢铁制造商的脱碳进展,产品认证量化特定钢铁产品从摇篮到大门的总隐含碳。核算涵盖多种温室气体,采用与IEA类似的滑动尺度方法,依据废钢使用比例定义四个GHG绩效水平,Level 4最为严格,与IEA的净零排放生产标准一致。
3、低排放钢标准(LESS):德国钢铁协会(WV Stahl)基于德国相关定义制定LESS,该标准扩展系统边界,涵盖钢铁精炼、铸造和热轧等下游流程及特定质量等级,考虑更多Scope 3排放源,如合金剂使用相关排放。计算排放时采用部分附加费,区分结构和钢筋钢、优质钢两类,根据不同产品类别和废钢使用比例设定阈值。例如,优质钢在0%废钢使用时,近零排放阈值为450kg CO2 e/t热轧钢;100%废钢使用时,为170kg CO2 e/t热轧钢 。此外,还推出LESS标签,展示产品性能等级、废钢比例、产品碳足迹等信息。
4、气候债券倡议:气候债券倡议组织为气候债券认证,制定了钢铁标准,设定钢铁生产设施的脱碳措施和气候变化基准。标准仅考虑固定系统边界内的二氧化碳排放,采用可持续钢铁原则的分裂轨迹方法(包括初级和二级路径),排放强度阈值与IEA 2050年净零情景一致。对于初级钢生产,2020年强度阈值为2.38t CO2 e/t钢,到2050年降至0.12t CO2 e/t钢;二级(废钢基)钢产品2020年阈值为0.75t CO2 e/t钢,2050年也降至0.12t CO2 e/t钢。企业需披露年度排放强度和废钢投入,根据铁矿石与废钢比例计算脱碳轨迹,依此评定Tier 1或Tier 2认证。
5、钢铁气候标准 - 全球钢铁气候委员会(GSCC):全球钢铁气候委员会(GSCC)制定的钢铁气候标准,旨在引导钢铁行业脱碳。该标准不设绝对阈值,而是建立与IEA 2050年净零排放情景一致的脱碳 “下滑路径”,为扁平产品和长产品设定特定排放强度轨迹,目标是2050年钢铁产品碳强度达0.12t CO2e/t热轧钢。企业需根据基线年排放和标准下滑路径制定定制化脱碳轨迹,经第三方验证,设定科学的排放目标和中期目标,产品达标后获 3 年认证,每年需计算并报告碳强度。
6、中国 C2F 钢方法:中国钢铁工业协会(CISA)与宝武钢铁集团共同开发“中国脱碳生态未来导向(C2F)钢评估方法”,为粗钢和热轧产品(不含不锈钢)的碳排放评估提供标准化框架。采用摇篮到大门的方法,核算Scope 1和Scope 2的二氧化碳排放及部分Scope 3排放,允许使用碳信用。根据废钢使用比例设定五个绩效等级,如热轧产品在 0% 废钢使用时,最严格的A类阈值为0.4t CO2 e/t热轧产品;100%废钢使用时,为0.05t CO2 e/t热轧产品。钢企需计算报告碳排放,经第三方评估认证符合阈值的产品可被认定为低碳排放钢。
四、倡议和标准对比
1、方法论对比
主要方法论类型:目前主要有滑动尺度、加权路径和产品基路径这三种方法论。滑动尺度方法依据废钢投入比例来划分温室气体排放,建立废钢投入与碳足迹阈值的负相关关系;加权路径方法综合了初级和二级钢铁生产路径,并根据铁矿石与废钢的比例进行加权;产品基路径方法则针对不同的钢铁产品制定独立的排放限制。
不同方法论的特点与差异:滑动尺度方法应用较广泛,得到多个组织认可,其优点是能体现不同生产工艺的差异,鼓励传统技术减排,但在全球废钢供应不均衡的情况下存在局限性。产品基路径方法以全球钢铁气候委员会(GSCC)的钢铁气候标准为代表,它根据产品特性制定动态轨迹,更具灵活性,但可能导致不同产品间难以直接比较。加权路径方法以气候债券倡议为代表,综合考虑不同生产路径的排放特征,使方法论更贴合实际情况。
2、系统边界对比
系统边界涵盖范围的差异:多数方法论采用从摇篮到大门的系统边界,涵盖从原材料提取到钢铁厂大门的过程,但在具体生产阶段的涵盖上有所不同。在炼铁和炼钢以及下游加工阶段,国际能源署(IEA)和气候债券倡议不包含二次精炼过程的温室气体排放,而其他一些标准则将系统边界扩展到热轧钢阶段。在Scope 3上游排放方面,不同倡议和标准的涵盖程度差异较大,LESS、ResponsibleSteel 和钢铁气候标准涵盖较全面,而气候债券倡议和中国C2F钢方法则不包含相关排放,IEA 仅部分涵盖。
其他差异因素:对于出口过程气体的排放核算,各倡议和标准也存在差异,这可能导致产品碳强度测量结果的显著不同。此外,在对废钢作为输入材料的核算、产品生命周期结束时的可回收性以及credits和offsets的处理等方面,不同标准也有不同的规定,这些差异都会影响到对低碳排放钢的评估和比较。
3、阈值对比
不同标准阈值的设定情况:不同倡议和标准设定的定量阈值受其方法论和系统边界的影响。IEA、ResponsibleSteel和中国C2F钢标准在粗钢的定量阈值上有一定的一致性,都以IEA的方法为基础,认为粗钢排放强度低于特定值(0% 废钢使用时 0.4t CO2粗钢,100%废钢使用时 0.05t CO2 e/t粗钢)可被归类为近零排放钢 。LESS 由于其更广泛的系统边界(扩展到热轧钢),设定的阈值与上述标准不同,且针对不同类型的钢(如优质钢和结构钢)有不同的阈值。
阈值的时间维度差异:部分标准设定了固定的阈值,如 IEA、ResponsibleSteel、LESS 和中国 C2F 钢标准,同时也设置了中间阈值以反映减排的渐进过程。而钢铁气候标准和气候债券倡议则采用了随时间变化的阈值设定方式,钢铁气候标准为不同产品设定了到 2050 年的排放强度目标,气候债券倡议则根据不同年份设定了钢铁生产的排放阈值轨迹,两者都反映出不同技术路线的排放强度在 2050 年趋于一致的趋势。
五、结论
1、低碳排放钢定义的重要性:明确 “低碳排放钢” 的定义对钢铁行业意义重大。钢铁生产约占全球CO2排放量的 7%,标准化定义能为识别和推广低碳排放钢提供统一基准。有助于政府制定碳定价、绿色公共采购和贸易法规等有效政策,引导投资向清洁生产技术倾斜。同时,能增强市场透明度,避免“绿漂”,让买家、投资者和监管机构做出更明智的决策。
2、当前定义存在的问题:目前,“低碳排放钢” 缺乏普遍认可的定义。各类评估和认证低碳排放钢的倡议、标准和框架不断涌现,但在方法、范围和排放阈值上差异显著。这种不一致给市场区分产品、企业投资决策以及政府政策实施带来诸多挑战。
3、现有倡议和标准的特点与不足
框架繁多且质量参差不齐:近年来大量相关倡议出现,但仅有少数具备完善的温室气体排放核算方法,包括明确的系统边界、排放报告规则和验证机制。多数框架在这些方面存在欠缺,影响了对钢铁产品碳排放评估的准确性和可靠性。
核心指标与辅助指标的运用:全球普遍认可碳强度是评估钢铁环境绩效的关键指标,各倡议和标准均以此为基础定义钢铁的可持续性。在滑动尺度方法中,碳强度与废钢含量共同确定阈值,但在全面评估时,还应考虑资源消耗、水污染和空气质量等其他环境影响类别。
循环经济理念落实的挑战:所有标准和倡议都认可废钢使用是钢铁生产脱碳的重要手段,但在滑动尺度等方法中,对废钢使用的 “中性化” 处理可能带来问题。相同的评分可能掩盖不同的循环经济水平和碳足迹差异。在标签方案中,需明确废钢核算和分类的方法指南,以防止虚假宣传,确保真正的循环经济努力得到认可和奖励。
术语使用混乱:“绿色钢”“低碳排放钢” 等术语在不同倡议中的使用不一致,且缺乏统一的定义。这些术语可能代表不同的方法、阈值或系统边界,导致利益相关者之间产生混淆,阻碍了有效的沟通和行业发展。
排放核算方法不统一:各倡议的排放核算规则缺乏一致性,系统边界、碳信用分配和副产品核算等方面的差异,使得不同框架下钢铁产品的环境绩效难以比较。这不仅影响市场公平竞争,也不利于行业整体的低碳转型。
4、未来发展方向与建议:尽管各倡议和标准在方法上存在差异,但长期排放强度阈值和目标呈现出明显的趋同趋势。无论是初级(铁矿石基)还是二级(废钢基)炼钢路线,以及不同的产品类别,都朝着 2050 年深度脱碳的方向发展。未来,钢铁行业需进一步统一术语,协调排放核算方法,明确循环经济指标的计算和评估方式,以促进钢铁行业低碳发展的规范化和标准化。
转载链接:https://www.tbtguide.com/c/mypt/gwxw/596424.jhtml
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