“碳達峰、碳中和”對我國銅工業發展的影響

王滿倉,陳瑞英

(中國恩菲工程技術有限公司,北京 100038)

2020年9月,我國在聯合國大會上提出:二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。“碳達峰、碳中和”的宣示是我國應對全球氣候變化做出的重大戰略決策,將開啟各行業領域向綠色低碳發展轉型的新時代。

銅是重要的有色金屬品種之一,也是現代工業的重要基礎原料。在“碳達峰、碳中和”實現過程中,我國銅工業發展面臨著前所未有的機遇和挑戰。結合行業自身的發展特點,如何更好地適應和滿足“雙碳”時代的發展趨勢和目標要求,是相關部門和生產企業需要思考的問題。

1 我國銅工業發展現狀

1.1 資源自給率低

我國銅資源緊缺,保障程度低;原料供應缺口大,對外依存度高。據2021年美國地質調查局統計,2020年世界已探明的銅儲量約8.7 億t,其中,中國銅資源儲量約2 600 萬t,占比僅為3%。2020年世界礦銅產量約2 000 萬t(金屬量),其中,中國礦銅產量約170 萬t,占比約為8.5%。世界現有儲量的靜態保證年限為43.5年,而中國僅為15.3年。在目前較高的地質資源開發強度下,銅原料對外依存度仍超過70%。

1.2 部分礦山企業裝備水平有待提升

受資源條件制約,國內中小型銅礦企業的技術裝備水平較低,與大型銅礦企業相比差距較大。尤其是近年國內銅冶煉技術發展較快,受產業結構調整、環保政策升級等因素影響,一批落后的銅冶煉產能逐步被淘汰。

作為傳統行業,國內礦山企業在數字化、智能化方面起步較晚,且由于投入高、短期效益或直接效益不明顯,多數企業對此投入動力不足。受環保政策的限制,污染嚴重的鼓風爐、反射爐和電爐銅冶煉工藝在國內已被淘汰,國內自主開創的雙底吹、側吹熔煉-多槍頂吹吹煉等連續煉銅技術已達到國際領先水平。

1.3 國際銅市場話語權弱

我國是世界上最大的銅生產國和消費國,但在國際銅市場的話語權較弱,行業利潤分配更多傾向于產業鏈上游的資源端。

據相關統計報道,2020年全球精煉銅產量為2 394 萬t,其中,中國精煉銅產量為1 002.5 萬t,占比約42%;2020年全球精煉銅消費量為2 533 萬t,其中,中國精銅消費量1 198 萬t,占比約47%[1]。2020年,中國銅粗煉和精煉產能分別為905 萬t 和1 325 萬t,較2008年分別增長340 萬t 和697 萬t,年均增速分別為5%和9.2%。

盡管我國銅產量和消費量世界占比最大,但近年來,我國銅冶煉產能快速擴張,在國內原料供給不足、海外資源高度集中的背景下,冶煉加工費(TC/RC)持續下滑,國內銅冶煉企業的利潤空間被逐漸壓縮。2006年,銅價大幅攀升至高位運行,國際銅礦商卻下調冶煉加工費,并取消實施多年的價格分享條款。自此之后,銅價高企帶來的超額利潤由銅礦山獨享,冶煉企業只能依靠加工費來獲取收益。近期國際銅價大幅攀升,最高已突破10 000 美元/t的歷史高位,而我國銅冶煉企業與國際礦商談判的長單銅精礦加工費卻跌至近十年新低59.5 美元/t,現貨加工費更低至30 美元/t,在硫酸等副產品收益補貼有限的情況下,盡管銅價高企,但冶煉企業卻面臨難以盈利的局面。

綜上所述,我國銅工業發展在實現“雙碳”目標的同時,還面臨資源自給率低、部分礦山企業裝備水平有待提升、國際銅市場話語權弱等系列問題。

2 銅行業碳排放及企業減排路徑

2.1 碳排放

由于銅礦一般品位較低,折算至單位銅產品后,礦山企業碳排放強度高于冶煉企業。從減小銅產品碳足跡值的角度,除冶煉企業外,礦山企業的碳減排也應引起重視。

目前,由于行業基礎調研不足,數據統計有限且存在口徑差異,還沒有銅行業碳排放量的官方統計數據。但普遍認為,冶煉企業才是銅行業碳排放的重點單位,對其減排管控的重視程度明顯高于礦山。2016年,國家發展改革委發布的《關于切實做好全國碳排放權交易市場啟動重點工作的通知(發改辦氣候〔2016〕57 號)》中,將有色行業作為八大重點溫室氣體排放行業之一,其中包括電解鋁和銅冶煉兩個子行業,未提及礦山企業。按照國家發展改革委發布的《溫室氣體排放核算方法與報告指南》,結合典型企業技術指標,測算范圍包括燃料燃燒、能源材料、工業過程的直接排放以及凈外購電力、熱力的間接排放,估計一般銅礦山的噸銅碳排放強度約為4～7 tCO2;而銅冶煉的噸銅碳排放強度大致在0.85～1.5 tCO2。可見,折算至單位銅產品后,礦山的排放強度指標明顯高于冶煉企業。因此,從降低銅產品碳足跡值的角度,礦山企業的碳減排必須引起重視。

2.2 碳減排路徑

銅企業應結合自身特點,按照“源頭減量、過程控制、末端治理”的原則設計碳減排路徑,例如低碳能源替代、工藝過程優化、碳捕集利用與封存(CCUS)等。

結合礦山企業的生產特點,主要碳排放源是采選過程中的電力消耗,一般占比80%以上,其他主要為物料運輸過程中的柴油消耗等;而銅冶煉企業同樣是以電力消耗的間接排放為主,一般占比也在80%左右,其他主要為天然氣、油料、煤炭等化石能源燃燒以及石灰石分解所直接排放的二氧化碳。因此,從源頭管控方面,能源結構優化是銅礦山和冶煉企業減碳的關鍵環節,應重點關注如光伏、儲能、微電網、氫能技術的應用以及裝備電氣化水平的提升等;其次,從過程控制角度,可通過能源綜合管控系統實現智慧減碳,利用工藝技術優化實現節能提效等;再次,從末端治理的角度,吸收借鑒先進企業的技術經驗,關注未來低成本碳捕集、封存以及碳資源化等前沿技術的研發與應用進展。

3 “雙碳”目標背景下我國銅工業發展趨勢

根據中國有色金屬工業協會初步統計,2020年,我國有色金屬行業二氧化碳排放量約為6.6億t,占全國總排放量的4.7%。國家有關部門制定的《有色金屬行業碳達峰實施方案》(征求意見稿)初步提出:到2025年有色金屬行業力爭率先實現碳達峰,2040年力爭實現減碳40%。在國家和行業“雙碳”目標要求下,我國銅工業發展面臨機遇與挑戰并存的局面:需求側主要表現為新能源產業發展帶動銅消費增加的市場機遇,供應側主要表現為再生銅占比的增加以及減碳目標要求下行業轉型升級的改革壓力。

3.1 新能源產業發展帶動銅的消費

能源結構轉變是“雙碳”目標實現的重要基礎,風電、光伏等清潔能源的開發,特高壓輸電線路的建設,工業領域終端電氣化水平的提升,新能源交通運輸工具的推廣,無論是發電端、輸電端和用電端都將促進銅消費需求的提升。根據國際能源署的報告,在實現《巴黎協定》目標下,未來20年,清潔能源領域的銅需求占比將由目前的20% 上升至40% 以上[2]。銅業巨頭必和必拓預計,按照《巴黎協議》的全球碳減排目標,未來30年銅的需求將增加1 倍以上。也有相關機構預測,碳中和目標將使中國“十四五”期間每年的銅消費量增加85 萬t[3]。盡管數據預測存在差異,但業內普遍認為,“雙碳”目標對未來的銅消費市場將是積極的利好因素。

3.2 綠色循環經濟驅動再生銅占比提升

在市場需求持續增加的情況下,銅礦資源品位卻趨于降低,而礦山產能建設周期長且增長潛力有限,未來銅的供應缺口似乎不可避免,該觀點也是導致近期銅價大幅攀升的主要因素之一。2013—2019年,在原生銅供應增長受限的情況下,我國的再生銅產量呈現上升趨勢。2019年,中國再生銅供應量為330 萬t,占銅供應量比重為23.3%,其中,國內回收再生銅約為213.5 萬t,占再生銅供應量的67%。國內工業發展積累的大量廢銅資源逐漸進入回收周期;同時,再生銅的使用在減碳方面比原生銅更具優勢,“雙碳”目標驅動下,再生銅的占比會逐漸升高,甚至成為未來銅供應的主力軍,一定程度上也有利于緩解未來銅供應短缺的局面。

3.3 行業轉型升級和產能布局調整導致企業競爭壓力加劇

綠色低碳轉型過程中,一些綜合實力較弱的中小企業將面臨考驗,大型企業的競爭優勢將更加凸顯,行業通過優勝劣汰,最終實現規模化、現代化、集約化生產。而未來銅價的高位運行和碳交易市場的成熟完善有助于緩解企業低碳轉型過程中的成本壓力。

要實現銅行業的“雙碳”目標,亟待相關企業轉型升級,包括通過低碳能源支撐、工藝流程優化、裝備材料升級、能源綜合管控、資源綜合利用、碳捕集利用與封存等多方面實現技術升級;同時,加強企業碳資產管理,并對組織結構和管理系統進行相應調整,最終實現企業的綠色低碳高質量發展。在轉型升級過程中,企業需要增加財力、人力、物力等方面的投入,一定程度上增加了企業負擔。結合行業設定的減碳目標,中國有色金屬工業協會提出,要嚴控鋁、銅等品種的冶煉產能總量,鼓勵產能向可再生電力富集地區轉移。在資源、環境雙重約束下,如何實現科學可持續發展是行業和企業需要面對的問題。

低碳要求下,新能源等相關行業的發展帶動銅的市場需求,有利于銅價的攀升,并能在一定程度上抵消低碳轉型所增加的成本支出;而成熟完善的碳交易市場才是低碳競爭公平性的重要保障,通過市場調節機制使企業在“低碳”方面的投入獲得相應的價值回報。未來,碳的合理定價將為銅生產企業通過技術變革實現碳減排提供經濟支撐和源動力。

4 結論

“碳達峰、碳中和”是時代要求和發展趨勢,在此背景下,我國銅行業應結合自身特點,既要努力抓住新能源等相關行業發展帶動消費需求的市場機遇,也要積極面對行業轉型升級、產能布局調整等方面的現實問題。針對銅工業低碳發展提出以下建議,供相關部門參考。

1)積極發揮政策層面的組織、協調和導向作用,為銅行業實現“雙碳”目標創造條件,抓緊配套政策機制的建設,特別是合理發放配額、完善碳交易機制、產業政策調整等方面。

2)鼓勵和支持專業咨詢機構開展銅行業碳排放摸底調研和數據庫建設、標準規范制定以及“碳達峰、碳中和”路徑等方面的專題研究。

3)鼓勵和支持企業開展行業內上下游及跨行業聯合重組,增強企業實力和競爭力,使其在工藝裝備、資源綜合利用、安全環保等方面得到全面提升。

4)鼓勵低碳金融和低碳技術的開發和應用,從企業實際出發,既要滿足“碳達峰、碳中和”的發展要求,也要保證銅工業的可持續發展。

5)鼓勵銅資源高效與循環利用,制定完善相關制度和標準規范,建設循環利用示范工程。

6)充分發揮協會等行業機構的組織協調作用,制定統一的對外戰略措施,利用低碳發展機遇,不斷提升中國銅行業的國際話語權。