碳中和目标下山西省焦化产业转型发展和定位研究

2023年7月 碳中和目标下山西省焦化产业转型发展和定位研究 中国煤炭消费总量控制方案和政策研究(煤控研究项目) 中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保组织自然资源保护协会(NRDC)作为课题协调单位，与政府智库、科研院所和行业协会等20多家有影响力的单位合作，于 2013年10月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施，助力中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发展的多重目标。请访问网站了解更多详情http://coalcap.nrdc.cn/ 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于1970年。NRDC拥有700多名员工，以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在中国开展环保工作，中国项目现有成员40多名。NRDC主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC在北京市公安局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/ 山西科城能源环境创新研究院成立于2017年，是一家致力于推动区域能源绿色低碳转型和可持续发展的研究机构和协同创新平台。自成立以来，研究院围绕应对气候变化、现代能源体系建设、资源循环高效利用以及公众环境教育等领域开展研究，从政策倡导、战略研究、技术建议、能力建设、策略传播等角度为政府、企业和公众提供绿色低碳转型解决方案。更多信息，请访问科城公众号：科城能源环境研究院。 封面图片：PhotobyDanielonPixabay 研究报告 《碳中和目标下山西省煤电产业转型发展和定位研究》 《碳中和目标下山西省焦化产业转型发展和定位研究》 《汾渭平原深入打好污染防治攻坚战煤炭总量控制研究报告》 《面向碳中和的氢冶金发展战略研究》执行摘要 《碳中和目标下中国火电上市公司低碳转型绩效评价报告 2022》简版 《山东省“十四五”重点耗煤行业减煤路径研究》 《双碳目标下的五大发电集团发电业务低碳转型研究》 《“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径研究》 《“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告》 《碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研》执行摘要 《内蒙古煤炭生产和消费绿色转型研究》摘要报告 《霍林郭勒产业园绿色低碳发展研究》（简本） 《内蒙古典型城市煤炭消费与大气质量的关联分析及政策建议》 《内蒙古采煤沉陷区生态修复与可再生能源利用研究》 《“十四五”山西省非煤经济发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西煤电行业转型发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下水泥行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下电力行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下钢铁行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下煤化工行业煤炭消费总量控制路线图研究》 《山西省“十四五”煤炭消费总量控制政策研究》 《“十四五”电力行业煤炭消费控制政策研究》 《新冠疫情后的中国电力战略路径抉择：煤电还是电力新基建》 《中国散煤综合治理研究报告2020》 《“十三五”时期重点部门煤控中期评估及后期展望》 《“十三五”电力煤控中期评估与后期展望》 《中国煤控项目“十三五”中期评估与后期展望研究报告》 《中国实现全球1.5℃目标下的能源排放情景研究》 《持续推进电力改革提高可再生能源消纳执行报告》 《2012煤炭的真实成本》 请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/ 碳中和目标下山西省焦化产业转型发展和定位研究 山西科城能源环境创新研究院自然资源保护协会（NRDC） 2023年7月 目录 执行摘要iv 前言x 1.山西省焦化产业转型发展面临的问题1 1.1产业层面 1.2企业层面 2.山西省焦化产业发展趋势6 2.1炼焦煤行业发展趋势 2.2钢铁行业发展趋势 2.3焦化行业发展趋势 3.碳中和目标下山西省焦化产业发展情景研判10 3.1测算思路 3.2情景设置 3.3情景研判 4.山西省焦化产业转型路径及定位研究18 4.1定位研究 4.2路径研究 5.产业转型发展政策建议28 5.1建立焦炭生产灵活调控机制，科学调控焦炭产量 5.2组建区域焦化副产品资源管理公司，实现统一调配 5.3转型发展非煤经济，做好退出衔接工作 5.4强化人才队伍建设，推动“产学研用”深度融合 5.5加大转型金融支持力度，完善资金保障机制 结语32 参考文献33 执行摘要 山西是我国焦炭生产的重要基地。2021年，山西省焦炭产量9857.2万吨，占全国焦炭产量的21.2%。焦化行业煤炭消费量12198.9万吨，占全省煤炭消费量的32.9%，二氧化碳排放量2601万吨，占全省碳排放的4.6%。焦化行业处于“煤-焦-钢（化）”产业链的中游，在践行国家“双碳”战略目标过程中，转型发展面临下游需求缩减和资产搁浅风险较大等挑战。本课题以焦化产业为研究对象，从产业链角度入手，面向碳中和目标开展山西省焦化产业转型发展定位及路径研究。 本报告综合考虑焦化和钢铁行业发展趋势，设置基准情景和强化降碳情景。其中，基准情景假设全国氢冶金技术未实现突破，全国电炉钢发展规模、山西焦化行业单位产品能耗水平按照现有政策目标或趋势发展的情景；强化降碳情景下，氢冶金技术取得突破性进展和规模化应用，电炉钢规模发展超过现有规划水平，焦化行业单位产品能耗水平明显下降。基于两种情景对2022-2060年山西省焦化行业煤炭消费量和碳排放量进行分析。主要结论如下： 1、两种情景下山西省焦化行业碳排放量在“十四五”期间均处于达峰平台期。综合考虑焦化行业节能改造、钢铁行业工艺变革等措施，基准、强化降碳两种情景下，山西省焦化行业碳排放量均在“十四五”前期处于达峰状态，“十四五”期间因焦炭产量变动影响，碳排放呈小幅波动下降趋势，“十五五”期间及之后碳排放量呈明显下降趋势。 基准情景下，2025年、2030年、2060年山西省焦化行业碳排放量分别为2127万吨、1762万吨、673万吨，分别比2021年下降18%、32%、74%；而强化降碳情景下，山西省焦化行业碳排放量下降幅度更大，2025年、2030年、2060年碳排放量分别为1997万吨、1430万吨、130万吨，分别比2021年下降23%、45%、95%。与基准情景相比，强化降碳情景下2060年山西省焦化行业碳排放量低543万吨，主要是由于钢铁行业生产工艺变革会减少对焦炭的需求。在不考虑碳捕集封存利用等技术发展情况下，强化降碳情景下预计2060年仍将排放130万吨。因此，要实现全国碳中和，山西省焦化行业需要提前布局碳捕集封存利用等负碳技术。 3000 2500 碳排放量/万吨 2000 1500 1000 500 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2040 2050 2060 0 基准情景强化降碳情景 图1:不同情景下山西省焦化行业碳排放情况 数据来源：课题组分析 2、强化降碳情景下，预计电炉钢发展和焦化行业节能改造的碳减排贡献达50%以上。2022-2060年期间，预计山西省焦化行业累计碳减排2471万吨，其中下游粗钢产量下降贡献20.8%、转炉工艺贡献10.3%、电炉钢发展贡献33.3%、氢冶金发展贡献13.6%、焦化行业节能改造贡献21.9%。其中2021-2025年影响碳减排的主要因素是节能改造，贡献62.5%；2026-2030年影响碳减排的主要因素是粗钢需求下降，贡献41.4%；2031-2035年影响碳减排的主要因素是电炉钢发展，贡献44.6%；2036-2060年影响碳减排的主要因素是氢冶金发展，贡献29.3%。 图2:强化降碳情景下山西省焦化行业碳排放的影响因素变动情况 数据来源：课题组分析 3、强化降碳情景下，山西省焦化行业不同阶段的定位： （1）从全国布局角度：与陕西、内蒙古等其他重点产焦省份相比，山西具有明显的资源优势、生产优势和区位优势，很有可能成为全国最后退出焦化行业的省份。 （2）从产业链角度：2040年之后，全国电炉钢、氢冶金等工艺生产的粗钢产量比重预计超50%，钢铁行业发展可能面临粗钢需求波动、废钢资源不足、氢能临时供应不足等问题，此时焦化行业的定位主要是钢铁行业平稳低碳转型的过渡支撑。 （3）从产业生命周期角度：2023-2027年，山西省焦炭产量预计维持在8000万吨-10000万吨，仍处于成熟期；2028年及之后，山西省焦炭产量将明显减少，焦化行业进入衰退期。 （4）从山西经济发展角度：随着下游需求缩减，焦化产业规模将不断下降，对山西的经济贡献将逐步减弱，由山西经济支柱产业逐步转变为低经济贡献产业，山西需加快培育经济新动能。 （5）从焦化企业组织方式角度：随着钢铁需求减弱以及生产技术变革，钢铁行业对焦炭需求减少，焦化产能过剩的局面将逐步扩大，独立焦化企业规模逐步缩减，钢焦联合企业成为主要企业组织形式，减污降碳增效协同效益得到提升。 （6）从焦化副产品深加工角度：充分发挥焦炉煤气、煤焦油和粗苯的特点和优势，实现高附加值固碳利用，提高煤炭利用效率，实现经济效益和碳减排最大化。 高附加值固碳利用 高附加值利用 独立焦化企业为主 低经济贡献产业 基础产业 衰退期 成熟期 钢铁行业平稳低碳转型的过渡支撑 钢铁行业的重要上游原材料行业 全国最后退出焦化行业的省份 全国焦炭生产基地 经济支柱产业 全国布局 产业链 产业生命周期 山西经济 发展 独立焦化与钢焦并重 钢焦企业为主 焦化企业组织方式 焦化副产品深加工 2022年 2025年 2030年 2040年 2050年2060年 达峰平台期稳中有降期深度减排期碳中和期 图3:山西省焦化行业不同阶段转型发展定位 4、强化降碳情景下，山西省焦化行业不同阶段的转型发展路径。 山西焦化行业实现碳达峰、碳中和大致经历以下四个阶段： 第一阶段（2023-2025年）达峰平台期，需严控焦化产能规模，全面淘汰关停4.3米焦炉，推动“上大关小”项目建设，提高装备水平；通过实施节能技术改造、超低排放改造和安全标准化改造“三改造”，到2025年单位产品能耗控制在110kgce/t，实现超低排放，打造国家绿色焦化产业基地。 第二阶段（2026-2030年）稳中有降期，严控焦化产能规模在1.2亿吨以内，炭化室高度5.5米及以上的焦炉产能占比达到100%，到2030年单位产品能耗控制在108kgce/t，在装备水平、能耗水平、环保水平等方面在国内保持领先地位。 第三阶段（2031-2050年）深度减排期，2030年之后分期分类压减焦化产能，到2050年保留焦化产能规模在3500万吨左右；加快下游钢铁行业技术变革和推广应用；采用先进节能减排技术，提高焦化行业绿电应用比例，开展碳捕集利用示范项目，推动焦化行业单位产品碳排放量下降。 第四阶段（2051-2060年）碳中和期，深入压减焦化产能，到2060年保留焦化产能规模在1300万吨左右，保留的焦化企业单位产品能耗控制在95kgce/t以内，配套碳捕集利用装置，并结合碳汇、碳配额等方式实现焦化行业“净零排放”目标。 山西省焦化行业碳中和路线图2