钢铁工业是典型的资源、能源密集型行业，也是实现绿色低碳发展的关键性领域。2020年，中国粗钢产量突破10亿t大关，达到10.65亿t，占全球粗钢产量的56.76%。中国钢铁工业碳排放占全国碳排放总量的15%，在国内所有工业行业中位居首位。随着全国碳排放权交易管理办法的实施，钢铁工业将面临巨大任务和挑战。绿色低碳是中国钢铁工业实现转型升级高质量发展的关键，是提高行业竞争力的重要引擎。钢铁工业实现低碳转型发展是落实中国生态文明建设目标的主要途径，也是实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑。
2 中国钢铁工业碳达峰路线及趋势分析
钢铁工业作为碳排放量最多的行业之一，其节能减排问题一直是学者们研究的热点和焦点问题。目前对碳排放达峰问题的研究大都针对的是中国整体工业部门，而针对钢铁工业碳排放达峰的研究和报道较少。特别是中国政府提出2030年碳排放达峰的目标之后，围绕中国钢铁工业碳排放的峰值问题展开研究是非常有必要的。作为中国经济发展重要支撑产业和碳排放重点行业，钢铁工业应站在高质量发展的高度，加大应对碳减排共识的低碳发展研究，实现高质量发展。
2.1 中国钢铁工业碳达峰路线图
在前期研究中，自下而上地分析了钢产量、电炉钢比例、电炉吃铁水比和节能减排技术应用等因素对中国钢铁工业能源消耗和碳排放的贡献程度。研究表明，钢产量是影响碳达峰的主要因素，节能减排技术和生产结构调整因素将在不同时间和区域对中国钢铁工业节能减排产生重要影响。
2.1.1 钢产量数据
诸多学者就中国粗钢产量的达峰时间和峰值进行了研究，尽管大部分学者认为中国钢产量将在2030年前达到峰值，但针对具体何时钢产量能够达峰的科学性和合理性尚存在比较大的争议。本文参考两种钢产量预测结果，一种是来自某文献的数据，显示中国钢产量将在2030年后达峰；另一种数据来自本课题组前期的研究，即钢产量在2020年达到峰值。引入两种钢产量的预测数据目的是为比较钢产量因素对中国钢铁工业碳达峰的影响。本文将围绕中国钢铁工业碳达峰展开分析，采用动态物质流分析方法，结合目前钢铁工业实际发展，对碳达峰进行分析，采用的钢产量预测结果见表1。
2.1.2 情景设置及结果分析
为了更好地分析钢铁工业碳减排潜力及碳达峰路径，本文将设置4个情景：基准情景（reference scenario，REF），代表钢铁生产的技术水平和生产结构保持不变；生产结构调整情景（adjustment of production structure scenario，APS），代表生产结构调整而技术水平保持不变；能源技术升级情景（energy technology upgrading scenario，ETA），代表技术水平提高而生产结构不变；综合情景（integrated scenario，INT），代表生产技术水平提高且生产结构也调整情景。4个情景的具体参数设置见表2。所采用的钢铁工业节能减排技术见表3。
2.1.3 结果分析
图3所示为不同钢产量达峰情景下的中国钢铁工业CO2排放变化趋势。若使用2020年钢产量达峰的数据进行预测，REF、ETA、APS、INT这4个情景的碳排放都呈现先增后减的趋势并都将在2020年达到峰值。若使用2030年后钢产量达峰的数据进行预测，REF情景的碳排放将一直呈现增长的趋势，而ETA、APS、INT其他3个情景都呈现先增后减的趋势并将在2025年达到峰值。通过使用2种不同达峰时间的钢产量数据进行预测，得到的碳排放结果存在明显差异。2种REF情景下，因为使用的钢产量数据不同，碳排放的达峰时间出现了明显的差异，钢产量2030年后达峰将导致钢铁工业碳排放在2030年后达峰，而钢产量2020年达峰将会使钢铁工业碳排放在2020年达峰并且峰值显著降低，这说明粗钢产量是影响钢铁工业碳排放的决定性因素。2030年达峰情景下，ETA、APS、INT这3个情景在2025年后是呈现下降趋势的，这是因为在这3个情景中考虑了节能减排技术普及和生产结构调整等碳减排影响因素，这也说明节能减排技术和生产结构是钢铁工业未来节能减排发展的重要影响因素。
