引言
中国，作为世界上最大的工业生产国，其工业领域碳排放量占全球的比重高达44%。这一数据不仅凸显了中国工业在全球碳排放中的重要地位，也反映出实现国家碳中和目标的紧迫性。国际比较进一步揭示了中国工业行业碳排放水平的偏高现状，这要求我们必须采取更为有效的措施，以应对气候变化带来的挑战。
国家层面的碳中和目标已经明确，政策框架亦逐步构建。工业领域1+N政策矩阵的推出，为实现具体详实的目标提供了行动指南，明确了多方责任主体的共同参与。这些政策措施不仅体现了中国对全球气候变化问题的责任担当，也为工业领域的绿色转型指明了方向。
作为全球工厂，中国的工业排放量在全球范围内占据首位，这背后是中国制造业的庞大规模和复杂性。尽管如此，中国的创新水平正在大幅提高，为碳中和目标的实现提供了强有力的技术支持。工业节能降碳领域取得了一定成绩，但仍面临诸多挑战，需要我们不断探索和实践。
重点工业行业的碳中和进度评估显示，钢铁和水泥行业作为工业碳排放的主要来源，占据了80%以上的份额，成为工业减碳的重点行业。钢铁行业的碳中和之路仍任重而道远，基础排放量难以大幅下降，唯有依靠供给侧改革以及提质增效才能进一步减排；而建材行业虽然碳排放已提前达峰，但进一步减排的压力依然巨大。这两大工业碳排放引擎从中短期看减排压力巨大，必须依赖源头管控、能源结构调整、科技创新、绿色管理、产业结构调整等多种策略多管齐下，才有可能实现双碳目标。
在这个过程中，工业电气化是关键步骤，它不仅能够提高能源利用效率，还能推动能源消费结构的优化。持续突破核心技术及关键工艺设备，提升低碳技术创新能力，是推动工业电气化和实现低碳发展的重要途径。此外，需要持续突破核心技术及关键工艺设备，提升低碳技术创新能力。
财新智库提出的"资源禀赋-政策目标-政策工具"分析框架为我们提供了一个全面审视工业碳排放领域的视角。中国作为全球最大的工业国，其能源结构以煤炭为主，这导致了全球最高的工业碳排放量；钢铁和水泥两个核心排放行业的减排任务困难重重。然而，中国政府已经制定了一个全面的1+N政策矩阵，旨在明确工业碳减排的目标，并确立了多方责任主体。这一政策矩阵不仅详细阐述了减排目标，而且强调了深度调整产业结构的必要性，同时鼓励和支持绿色制造等可持续发展方向。通过这些政策工具，我们可以看到中国在推动工业绿色转型方面的决心和行动。
尽管实现工业碳减排的道路充满挑战，但相信在政府的政策推动和行业企业的共同努力下，中国将能够有效地应对这些挑战，最终实现碳达峰和碳中和的宏伟目标。
中国工业领域碳排放现状
调整后的工业领域占全国碳排放的比重高达68%
从中国碳排放能源来源与行业分布图中可以看出，中国能源结构以煤炭为主，碳排放的主要行业是以电力为主的工业领域。根据中国碳核算数据库，2021年全国能源相关二氧化碳排放约113亿吨（含工业过程排放），煤炭（包含焦炭等）、石油、天然气对应碳排放占比分别为 76%、13%和5%，电力、钢铁、水泥、交通等是重点排放部门。
财新智库在《背水一战：中国电力求解碳中和能源转型的两难之题》一文中提到，电力行业是中国最大的碳排放部门，电力行业碳中和步伐对于双碳目标达成具有决定性的作用。2021年，电力行业的碳排放约占全部行业碳排放总量的51%。
除了电力行业外，其他工业的合计碳排放量约为36亿吨，占全国碳排放总量的35%，其中又以黑色金属冶炼和压延加工业（主要是钢铁）和非金属矿物制品业（主要是水泥）两个产业的碳排放量最大，2021年碳排放量分别达到18.5亿吨和11.4亿吨。
值得注意的是，电力不仅是能源消费的组成部分，也是许多工业流程的原材料。根据丁仲礼院士的估算，大约65%的电力和热力生产过程中产生的碳排放应重新分配到消费电力的终端行业。据此推算，2021年我国工业领域的实际碳排放量将调整为70.4亿吨，占全国碳排放总量的68%。
这一调整后的比重表明，工业部门的碳排放管理对于中国碳中和目标的实现具有决定性影响。因此，工业部门的绿色转型和减排措施不仅需要政策层面的支持，也需要技术创新和产业升级的配合，以确保在保障经济发展的同时，有效控制和降低碳排放。
近年来，工业部门的碳排放占比已经大幅下降
尽管经过调整后的工业部门碳排放量已占全国碳排放总量的68%，但若从工业部门碳排放在全国总排放量中的占比来看，自2009年的47%已显著下降至2021年的35%。
在将两大工业碳排放行业（黑色金属冶炼和压延加工业和非金属矿物制品业）置于全国碳排放的宏观背景下进行审视时，我们可以发现，2014年这两个行业的总碳排放量为31.6亿吨，而到了2021年，这一数字已降至29.9亿吨。与此同时，电力行业的碳排放量却显著增加，这主要归因于火电装机容量的逐年增长。
实际上，从2001年我国电能占终端能源消费总量的11%，到2021年这一比例已经大幅提升至27%，在全球主要国家中处于领先地位。因此，电气化进程在推动工业行业实现碳达峰方面发挥了重要作用。
国际比较显示，中国工业行业碳排放水平仍偏高
根据清华大学的测算，中国的电力部门和工业部门的碳排放占比显著高于全球平均水平，这一现象揭示了中国在碳排放结构上的独特性和面临的挑战。
在全球范围内，电力部门的碳排放占总排放的40%，工业部门的碳排放占30%。然而，在中国，这两个部门的碳排放占比分别为51%和35%，分别比全球平均水平高出11个百分点和5个百分点。
2021年中国电力和工业部门的碳排放合计占据了全国碳排放总量的85%，这一比例比全球水平的70%高出15个百分点。这意味着中国在这两个关键领域的碳排放强度更大，考虑到中国的能源结构，中国对煤炭等化石燃料的依赖更深。这种高度集中的碳排放结构反映了中国经济发展的特点，即以工业化和城市化为核心的增长现象，这在很大程度上依赖于能源密集型产业和电力供应。
从另一个角度看，根据清华大学的测算，2020年中国工业部门的碳排放占全球的44%，而同期中国工业增加值占比为28%，反应出来中国工业部门的碳排放强度总体较高。与之相比较，美国和日本的工业增加值分别占全球的17%和7%，而对应碳排放分别占全球的10%和3%。即使从工业总产值的角度看，中国以全球35%的工业总产值，贡献了44%的工业碳排放，比例依然偏高。
这种差异可能源于多种因素，包括能源结构、技术水平、工业流程和能源使用效率等。中国工业部门的高碳排放强度提示了其在能源消费结构中对煤炭等高碳能源的依赖程度较高，同时也表明了中国工业部门在提高能效和采用清洁能源技术方面存在较大的改进空间。
国家碳中和目标与政策框架
工业领域1+N政策矩阵
中国政府明确了2030年前碳排放达峰、2060年前碳中和的目标，从战略高度出发，为工业行业量身定制一套全面而精细的政策体系。为了实现这一目标，中国政府已经建立了“1+N”政策体系，其中“1”代表总体政策文件，“N”代表一系列具体的实施方案和措施。
在工业领域，顶层设计的核心是《工业领域碳达峰实施方案》（下称“《方案》”），这一方案由工信部于2022年8月联合多个部委共同发布。该方案不仅设定了明确的阶段性目标，如到2025年，规模以上工业单位增加值能耗较2020年降低16%以上，力争达到18%，同时单位工业增加值的二氧化碳排放量下降超过20%，而且针对钢铁、有色金属、建材、石化化工以及绿色制造等关键领域，提出了一系列具体政策措施。
这些措施包括产业结构的调整、能源结构的优化、技术创新与应用的推广、绿色制造体系的构建，以及碳排放交易市场的建立，旨在全面促进工业领域碳达峰目标的实现。方案还强调了政府、企业和社会各方面的责任和作用，要求各级政府和相关部门加强组织领导和政策支持，同时鼓励企业积极采取节能降碳措施。
此外，工业和信息化部根据这一方案，组织编制了《工业领域碳达峰碳中和标准体系》，旨在通过标准化手段，为碳达峰和碳中和提供有力的支撑和引领作用。这一系列措施和标准体系的建立，展现了中国政府在推动工业领域绿色转型和实现可持续发展方面的坚定决心和明确方向。
“十三五”期间，我国工业经济保持高速增长，碳排放呈现出总量增速和强度双下降的良好态势，但各重点行业碳排放空间需求仍存在差异。工业领域碳达峰并不意味所有行业要同步达峰，对于高耗能传统行业，可通过高端化、智能化、绿色化转型升级来降低碳排放；对于能耗增长较快的战略性新兴产业，可鼓励利用新技术、新工艺、新设备、新材料来压减碳排放需求；对于关系到产业链安全和重大生产力布局的产业，则需预留一定的碳排放空间。在保障工业经济平稳运行的同时形成行业梯次达峰，带动工业整体达峰的新格局。
我国幅员辽阔，不同区域自然条件、经济发展水平和资源禀赋差别较大，区域碳减排的基础、能力和潜力差异较大。《方案》对标国家重大区域发展战略，提出工业端减排侧重，为区域工业绿色发展明确了方向并提出了更高的要求。对于京津冀、长江经济带、粤港澳大湾区等产业集聚程度高、经济发展基础好、科技创新能力强的区域应继续加快传统产业绿色改造升级，积极引领新兴产业高起点绿色发展；对于黄河流域等能源资源密集型产业集聚、生态环境脆弱的区域可统筹推进碳达峰、生态保护与经济高质量发展。以工业绿色发展为引领，积极对接国家重大区域发展战略，逐步形成经济提质增效与工业低碳发展协同共进新局面。
在此背景下，政策的制定和实施显得尤为重要。根据零碳录的数据，2021年以来，全国共颁布了256条工业相关的碳中和政策，其中国家级的73条，占比29%，省级的174条，占比68%，城市级的9条，占比4%。可见工业领域的碳中和政策，是有国家通盘引领统筹，再具体落实到各省份执行细则，部分城市会出台针对性的政策。这种分层级、有重点的政策体系，不仅体现了国家对工业减碳工作的高度重视，也为各地区根据实际情况制定和实施减碳措施提供了指导和支持。
具体详实的目标，以及多方责任主体
在1+N政策体系的引领下，中国为碳中和目标的实现制定了指导性的政策文件，这些文件不仅列示了具体详实的政策目标，还明确了多方责任主体，确保政策能够真正落实到位。
以《方案》为例，其中提到的重点行业达峰行动，为各行业设定了针对2025年和2030年两个关键时间节点的量化指标。这些指标不仅明确了行业的具体任务，还指派了相应的国家机构负责监督和推动目标的实现。以钢铁行业为例，2025年的目标是实现废钢铁加工准入企业年加工能力超过1.8亿吨，短流程炼钢占比达到15%以上；而到了2030年，短流程炼钢的占比则需进一步提升至20%以上。为确保这些目标的达成，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、生态环境部、国务院国资委、市场监管总局、国家能源局等七个部委将各司其职，协同合作。
这种以目标为导向，以责任为约束的政策制定和执行机制，不仅提高了政策的可操作性和有效性，也为各行业的绿色低碳转型提供了清晰的路径和强有力的支持。
工业碳排放第一的背后：名副其实的全球工厂
中国是世界制造业第一大国，工业排放也是全球第一
中国是全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家。从新能源汽车到航空航天，从计算机到5G，近年来中国工业发展取得一系列成就，工业体系全、品种多、规模大的独特优势更加明显。我国是世界制造业第一大国，制造业增加值占全球比重从2012年的22.5％提高到2022年的30.1％，总体规模连续14年位居全球首位。
在500种主要工业产品中，我国有四成以上产品产量位居全球第一，个人计算机、手机、空调、太阳能电池板等一批重要产品产量占全球一半以上，生产了全球六成左右的粗钢、水泥、电解铝、甲醇等原材料，是钟表、自行车、缝纫机、家具等100多种轻工产品的全球第一大生产国。2022年我国全部工业增加值达到40.16万亿元，占GDP比重33.2％，工业支撑了国民经济的平稳运行；制造业增加值达到33.5万亿元，几乎比2012年翻了一番，占GDP比重27.7％。
中国在全球重要工业品的生产中占据了举足轻重的地位。据统计，中国的粗钢产量占全球总产量的55%，水泥产量占57%，电解铝产量占58%，合成氨产量占33%。这些数据凸显了中国在基础的工业产品领域的重要地位。
作为全球最大的制造业国家，中国工业碳排放位居世界第一有其合理性。这一现象背后反映了中国在全球供应链中的核心地位。中国的制造业涵盖了从低端的劳动密集型产业到高端的技术密集型产业，成为全球生产网络的重要枢纽。这意味着中国生产的许多商品最终被出口到世界各地，而这些商品在生产过程中产生的碳排放，按照传统的计算方式，被计入中国的碳排放总额。
更是因为中国作为世界工厂的特殊位置，中国工业领域的减排，对于全球而言的都意义重大。
创新水平大幅提高，助力碳中和目标
中国工业创新水平的显著提升，在全球范围内具有深远的意义，尤其在推动全球碳中和目标的实现方面发挥着关键作用。中国工业领域新产品、新业态和新模式的快速增长，不仅展现了中国工业的活力，也体现了创新驱动发展战略的成效。特别是在高技术产业领域，转型升级的步伐明显加快，这为中国在全球低碳技术发展中扮演领导者角色奠定了基础。
中国的创新竞争力正以前所未有的速度提升，在全球研发领域占据着日益重要的地位。根据世界知识产权组织（WIPO）发布的《2021年全球创新指数报告》，中国在全球创新排名中跃升至第12位，较2020年上升两位，连续九年实现稳步上升，展现出强劲的上升趋势，逐步接近经济合作与发展组织（OECD）主要国家的平均水平。
在2020年，中国工业企业的研发投入展现了显著的增长，体现了国家对创新驱动发展战略的坚定承诺。这一年，全国研发经费支出总量超过了2.4万亿元，同比增长率达到了10.2%，并且在GDP中的占比提升至2.4%，相较于之前年份，这一提升幅度是近11年来最为显著的。
在规模以上工业企业中，研发经费的投入高达15271.3亿元，年增长率为9.3%。这些企业的研发投入在营业收入中所占的比重也有所增加，达到了1.41%，这表明企业在创新方面的重视程度正在逐步加深。
2020年，中国高技术制造业的研发经费投入高达4649.1亿元，占营业收入的2.7%，这一增长不仅显示了企业对创新的重视，也表明了中国在推动高科技产业发展上的决心。装备制造业的研发经费达到9130.3亿元，研发投入强度为2.2%，这一提升反映了该行业在技术创新方面的持续努力和取得的进步。
这些研发投入的增加，直接促进了工业生产过程中能效的提升和清洁能源技术的应用，有助于减少工业生产对化石燃料的依赖，降低温室气体排放。随着工业自动化、智能化技术的发展，中国工业企业在提高生产效率的同时，也在积极探索低碳、环保的生产方式。
此外，中国的工业创新还表现在对绿色制造和循环经济的重视。通过开发和应用节能环保技术，推动资源的高效利用和循环再利用，中国工业在减少对环境的影响方面取得了显著成效。这些创新实践不仅有助于中国实现自身的碳达峰和碳中和目标，也为全球其他国家提供了可借鉴的经验。
在全球范围内，中国工业的创新和转型为应对气候变化和推动可持续发展提供了新的动力。通过加强国际合作，共享创新成果，中国正与世界各国一道，共同探索实现全球碳中和的有效路径。随着中国工业创新水平的持续提升，其在全球碳中和进程中的贡献将更加显著，为全球生态环境保护和可持续发展作出积极贡献。
工业节能降碳有成绩也有挑战
近年来，我国工业能效水平不断提升。工业和信息化部统计数据显示，我国规模以上工业单位增加值能耗在“十二五”、“十三五”分别下降 28%、16%，2021年进一步下降 5.6%，工业绿色化转型正在加快推进。国务院新闻办公室发布的《新时代的中国能源发展》数据显示，2019 年我国工业碳排放强度较 2005年下降 57.8%，超过同期全国碳排放强度下降速度（约 48.1%），工业低碳转型已取得一定成效。中国工业领域坚持"绿水青山就是金山银山"的发展理念，坚定走上绿色低碳循环发展之路，并构建了较为完善的工业节能制度体系。
技术创新方面，中国在原油直接裂解制烯烃、换热式两段焦炉、铜冶炼连续吹炼等先进节能技术领域取得突破性进展，极大提升了节能技术装备的普及率。中国还发布实施了390余项工业节能标准，包括钢铁企业能效评估导则、水泥制品单位产品能耗限额等，进一步建立健全了工业节能标准体系。
中国开展国家工业专项节能监察，实施工业节能诊断服务行动，通过重点用能行业的能效"领跑者"行动，加快绿色数据中心建设，推动节能降碳技术改造。"十三五"期间，中国工业领域的主要高能耗产品能效水平持续提升，规模以上工业单位增加值能耗显著下降。钢铁行业提前完成1.5亿吨去产能目标，电解铝和水泥行业落后产能基本退出。高技术制造业增加值占比提高3.3个百分点，新能源汽车和可再生能源产业规模全球领先。
然而，中国工业节能降碳的进程中也存在挑战。尽管在低碳技术领域取得积极进展，但与世界先进水平相比，中国在重点行业的核心技术和工艺上仍有差距。例如，钢铁行业的氢冶金和废钢回用短流程技术、有色行业的氧化铝高效提取和再生铝资源循环技术、化工行业的原油催化裂解多产化学品技术等方面，亟需加强。
面对"十四五"时期的新挑战，中国将开展重点行业碳排放驱动因素研究，深入探究影响机理，开发有效的管控技术和减排措施。中国将推进前沿绿色低碳技术的创新研发，加强低碳、零碳、负碳关键技术的攻关，通过工程示范和成果转化，加速这些技术的实践应用和产业化进程。
通过这些措施，中国将努力缩小与世界先进水平的差距，加快构建绿色低碳的工业体系，为实现碳达峰和碳中和目标提供坚实的技术支撑和产业基础。
行动与成效：重点工业行业碳中和进度评估
钢铁、水泥行业占工业碳排放80%以上，为工业减碳重点行业
数据显示，2021年，工业行业（除电力外）碳排放36.3亿吨，其中又以黑色金属冶炼和压延加工业（主要是钢铁）和非金属矿物制品业（主要是水泥）两个产业的碳排放量最大，碳排放量分别达到18.5亿吨和11.4亿吨，分别占到工业行业整体排放量的51%和31%。可以说，工业行业碳中和，重中之重就是控制钢铁和水泥两个行业的碳排放。
实际上，黑色金属冶炼和压延加工业的碳排放曾经在2014年达到最近20年以来的高点18亿吨，并一度回落，但是在2018-2020年间重新上行，并在2021年达到19.2亿吨的新高。
而非金属矿物制品业的碳排放在2014年达到高点后，总体不断下行，虽然在2018-2020年有所反弹，但并没有超过前期的高点，行业已经提前达峰。
总体而言，这两个行业的碳排放走势，总体上与钢铁及水泥行业的总产量相关。
钢铁行业：基础排放量难大幅下降，唯加强调结构提技术
中国钢铁行业以全球54%的产量贡献65%的碳排放
中国在全球钢铁产业中的主导地位已近30年，其产量之巨令人瞩目。2022年，中国的钢产量达到了惊人的10.2亿吨，占全球总产量的54%。从全球钢铁行业碳排放情况看，2022年全球钢产量达到18.85亿吨，直接碳排放总量约为28亿吨，占全球能源系统排放量的8%左右。其中，中国钢铁行业产量10.18亿吨钢，产量占全球的54.0％，中国钢铁工业的碳排放量约为18.23亿吨，贡献了全球钢铁碳排放总量的65%以上。
钢铁行业占全国碳排放总量的15%左右，比全球水平高接近一倍；钢铁产业占整个工业碳排放的51%。此外，据统计我国钢铁行业的用电量占全国用电量的10%，如果按照电力行业整体碳排放量的10%来摊分，2021年中国钢铁行业二氧化碳排放总量将达到23.8亿吨，占全国碳排放总量的比例将会达到惊人的23%。
因此，无论从什么维度讲，中国钢铁行业都存在碳排放总量大，比例高的问题。
基建和房地产业是钢铁的主要下游应用，钢铁产销量级难缩减
根据麦肯锡的分析，2020年中国钢铁行业的下游应用中，工商业/基础设施建设36%，城市住宅建设占23%，二者合计占比近60%。
2022年，中国房地产开发施工面积达到90亿平米，同期房地产固定资产投资完成额达到13万亿元，占中国全社会固定资产投资完成额的1/4。即便在近两年房地产行业经历调整的背景下，房地产业依旧稳居中国经济的支柱产业之列，并且中国房地产市场在全球范围内仍然是最具规模和影响力的市场之一，因此对中国而言，钢铁行业的产销量级短期内难以缩减。
钢铁行业实现碳中和仍挑战重重
钢铁行业作为中国国民经济的重要支柱，其减碳发展之路充满挑战。
首先，中国钢铁冶炼用能主要以煤炭为主，煤炭消费占比远高于欧美等发达国家，这直接导致了较高的碳排放水平。目前，中国钢铁冶炼中90%左右的产量依赖于传统的长流程炼钢，而这种以煤炭为主导的高碳工艺与国际先进水平存在明显差距。
此外，中国钢铁行业的低碳转型还面临着资产搁浅成本的挑战。目前，中国高炉设施的平均运行时间约为13年，远未达到正常使用年限的1/3，这意味着大量的现有资产在短期内难以退出，转型成本高昂。
同时，突破性低碳技术的支撑不足也是制约中国钢铁行业低碳发展的重要因素。虽然氢冶金等前沿工艺技术具有显著的减碳潜力，但自主研发和创新难度大、进度慢，多数技术仍停留在设计研发阶段，尚未形成可工业化、规模化应用的创新低碳技术。
我国炼钢以高碳排放强度的长流程为主，冶炼向短流程转变是关键
钢铁产品生产过程中，碳排放主要集中在“铁前”环节，主要包括炼铁、焦化、烧结等，钢材产品深加工如冷轧、热轧、喷涂等阶段碳排放较少。
目前我国钢铁行业仍然主要采用高炉—转炉长流程生产工艺，化石能源消耗占钢铁总能耗85％左右，吨钢碳排放的强度较高。我国钢铁工业采用电弧炉（短流程）的比例大约是10%，而欧盟这一比例已经达到40%，美国甚至达到了70%，我国短流程钢厂的比例甚至远落后于全球 28% 的平均水平。而根据中国钢铁工业协会数据进行的测算显示使用电炉短流程的吨钢碳排放量比长流程低70%左右。短流程的单位产品能耗远低于长流程，在粗钢产量仍将维持高位的情况下，冶炼流程结构由长流程转向短流程是中国钢铁行业碳减排的关键路径。
目前，多地产钢大省发布了相应政策，推动长流程炼钢向短流程炼钢转变。例如，山西省在《山西省工业领域碳达峰实施方案》中就提到，到2025年，短流程炼钢占比力争提升至5%以上；河北省在《河北省空气质量持续改善行动计划实施方案》中也提到，到2025年短流程炼钢产量占比达到5%以上。
除了政策推动，钢铁生产的短流程化转变，不仅是一个技术升级的过程，更涉及到整个产业链的重构，尤其是废钢回收体系的建立与完善。为此，必须建立从废钢产生源头到处理中心的完整回收网络，通过政策引导、技术创新、物流优化、公众教育和产业协同等多方面努力，确保废钢资源的有效回收和利用。
此外，提升不同工序的能效是中国钢铁行业碳减排的另一条重要转型路径。2022 年尽管中国绝大多数的粗钢产量都已达到能效基准水平，但达到标杆水平的产量很低，高炉工序和转炉工序达到标杆水平的占比仅为 3％和 13％。对于此，国家发改委联合有关部门印发了《钢铁行业节能降碳专项行动计划》，旨在到2025年底，钢铁行业高炉、转炉工序单位产品能耗分别比2023年降低1%以上，电弧炉冶炼单位产品能耗比2023年降低2%以上，吨钢综合能耗比2023年降低2%以上，余热余压余能自发电率比2023年提高3个百分点以上。到2030年底，钢铁行业主要工序能效进一步提升，主要用能设备能效基本达到先进水平，吨钢综合能耗和碳排放明显降低，用能结构持续优化，高炉富氧技术、氢冶金技术等节能降碳先进技术取得突破，行业绿色低碳高质量发展取得显著成效。
持续深入推进钢铁行业供给侧结构性改革
中国钢铁行业正处于一场深刻而紧迫的供给侧结构性改革之中。截至2019年底，行业总产能已突破12亿吨大关，但实际产能利用率仅为70%左右。这一现状不仅凸显了改革的紧迫性，也呼唤着切实有效的措施，以促进整个行业的全面提升。
中国钢铁行业的碳排放涵盖了从能源燃烧和工业生产过程的直接排放，到电力和热力消耗所产生的间接排放。深化供给侧结构性改革的核心在于严格执行产能置换政策，严禁新增产能，同时推进存量优化和淘汰落后产能，以此促进行业结构的优化与升级。
改革的广度和深度还应扩展至推动钢铁企业进行跨地区、跨所有制的兼并重组，以此提高行业集中度，优化生产力布局。特别是在京津冀及周边地区等重点区域，继续压减钢铁产能是必要的。同时，我们应大力推广清洁能源替代，如示范非高炉炼铁技术，提升废钢资源的回收利用水平，推行全废钢电炉工艺，并鼓励钢化联产等。
鉴于粗钢行业约15%的产能能效尚未达到基准水平，节能降碳的潜力显得尤为巨大。我们必须严格把控新上项目的准入标准，积极实施存量项目的节能降碳改造，推动用能设备的更新换代，优化能源消费结构。这一系列措施将有效提升能源利用效率，降低二氧化碳排放水平，为行业的绿色、低碳、可持续发展铺平道路。
政策配合持续推动，促进结构性改革与行业提质增效
政策的持续推动正成为促进中国钢铁行业结构性改革与提质增效的关键动力。《工业领域碳达峰实施方案》清晰规划了技术发展蓝图，不仅着眼于氢基竖炉直接还原铁、碳捕集利用与封存（CCUS）等先进技术的示范推广，还设定了明确的时间节点，目标是到2025年短流程炼钢占比超过15%，2030年达到20%以上。这些目标不仅彰显了政策的前瞻性，也为行业的低碳发展指明了方向。2022年，工业和信息化部、国家发展和改革委员会以及生态环境部联合印发的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》，不仅强调了加强创新能力、优化产业结构、推进绿色低碳发展的重要性，更确立了在2030年前实现碳达峰的目标。
这些政策的连续出台，体现了国家层面对钢铁行业供给侧结构性改革的高度重视和坚定决心。面对行业总产能超过12亿吨、实际产能利用率仅为70%的现状，中国钢铁行业供给侧结构性改革的需求愈发迫切。400余家企业的工艺结构和生产水平存在显著差异，这不仅凸显了改革的必要性，也突显了提升行业整体水平的潜力。
深化供给侧结构性改革的核心在于严格执行产能置换政策，严禁新增产能，推进存量优化，淘汰落后产能，促进行业结构的优化与升级。改革还需推动钢铁企业跨地区、跨所有制的兼并重组，提高行业集中度，优化生产力布局，尤其在京津冀及周边地区等重点区域，压减钢铁产能是改革的关键一环。
此外，推广清洁能源替代，示范非高炉炼铁技术，提升废钢资源回收利用水平，推行全废钢电炉工艺，并鼓励钢化联产，是推动行业绿色转型的重要途径。
部分企业已经积极行动
相关数据显示，“十三五”以来，全国已有228家钢铁企业、6.1亿吨粗钢产能正在实施超低排放改造，行业平均吨钢综合能耗(折标准煤)由572千克下降到554千克。中国钢铁企业正积极响应国家政策，制定和实施碳中和目标。全球产量排名前50的钢铁企业中已有28家制定了某种类型的气候目标，其中19家企业做出了碳中和、净零或气候中和的承诺。在中国，27家中国钢铁企业中，有7家制定了碳中和目标，占2022年中国钢铁产量的28.5%。
建材行业：行业碳排放已提前达峰，进一步减排压力尚大
水泥占整个建材行业碳排放的83%，而水泥产量在10年前已见顶
中国的建材行业，尤其是水泥产业，在国家碳排放总量中占据了显著的比重。2021年，建筑材料行业的二氧化碳排放量高达11.4亿吨，占全国总排放量的11%，在工业部门中的年排放量占比更是高达31%。这一数据凸显了建材行业在国家碳足迹中的重要地位。
在整个建材行业中，水泥是二氧化碳排放最高的部门，据测算水泥占据整个建材行业碳排放的83%。中国水泥行业在全球范围内长期占据领先地位，自1985年以来产量一直位居世界第一。2014年，水泥产量达到了24.9亿吨的历史高位，之后虽有所波动，但大体保持在21-24亿吨的区间。城市化和建筑业增速的放缓，混凝土替代建材的应用和环保政策的加强等因素在逐渐作用，对水泥需求产生压制影响。业内估计，未来国内水泥产量很难超过2014年的水平，2030年我国水泥需求量将降至18亿吨以下。因此可以说，中国10年前水泥产量已经见顶。
2023年，中国建筑材料联合会会长阎晓峰提出，我国水泥行业提前实现碳达峰已成为现实，建材行业全面实现碳达峰、迈向碳中和的时代正在到来。
建材行业碳排放的主要特点是过程排放为主，因此压缩碳排放困难重重
水泥制造是一个多阶段的过程，包括石灰石的开采与破碎、熟料生产、水泥粉磨以及混凝土的预拌。在这些环节中，熟料生产是碳排放的主要来源，约占整个水泥制造过程碳排放的95%。与多数制造业不同，水泥的生产中能源消耗所带来的排放并非主体，而是熟料生产过程中，碳酸盐分解产生的二氧化碳，这部分估计占全生产过程碳排放总量的55%-70%。2021年，估计整个建材行业的碳排放为11.4亿吨，其中过程排放6.9亿吨，占比高达61%。这是建材行业，尤其是水泥行业区分于其他产业的典型碳排放特征。
也正是因为这一特征，在维持一定水泥总产量的前提下，压缩水泥行业碳排放显得更加具有挑战。
目前我国水泥企业技术整体处于国际先进水平，短期内跨越式发展可能性低
新型干法水泥生产技术，特别是预分解窑新型干法，被认为是当今世界上能实现规模生产的最先进水泥生产技术。自20世纪70年代中国建材院提出相关想法以来，经过多年的自主创新和引进消化吸收再创新，中国在预分解窑节能煅烧工艺、大型原料均化、节能粉磨技术、自动控制技术和环境保护技术等方面迅速赶上了世界先进水平。2010年全国水泥产量18.8亿吨，新型干法水泥产量比重从15%提升到80%以上。截止目前，中国水泥行业生产线近100%采用新型干法水泥生产技术和装备，在规模、技术装备水平上己达国际先进水平，短期内再次实现跨越式发展的可能性不大。
尽管中国水泥行业的能效水平不断提高，但根据国家发展改革委的数据，行业整体能效水平尚未完全达到标准。截至2020年底，按照电热当量计算法，水泥行业中能效优于标杆水平的产能仅占5%，而能效低于基准水平的产能仍高达24%。2022年2月，国家发展改革委联合多部门发布的《水泥行业节能降碳改造升级实施指南》提出了明确目标：到2025年，水泥行业能效达到标杆水平以上的熟料产能比例需达到30%，同时基本消除能效基准水平以下的熟料产能。
综合考虑当前行业现状和前述分析，水泥行业在现有节能技术及替代石灰石原料技术方面的减碳潜力相对有限，这主要是由于石灰石原料的消耗量大且替代资源稀缺。因此，水泥行业需要进一步加大技术创新和改造升级的力度，以实现能效提升和碳排放降低的目标。
建材行业低碳发展，未来主要依靠原料、燃料的低碳替代以及绿色电力的使用
鉴于我国水泥企业技术整体已处于国际先进水平，短期内实现跨越式发展的可能性较低，建材行业的低碳发展更需依赖于现有基础上的深化和创新。首先，强化源头管控是关键，通过设计和研发低碳水泥，减少石灰石消耗，并逐步减少硅酸盐用量，从生产起点降低碳排放。这一策略不仅有助于减少对自然资源的依赖，也是实现可持续发展的基石。
在现有技术的基础上，调整用能结构成为降低碳足迹的有效途径。开发和应用替代燃料，如生物质燃料，同时减少对煤炭的依赖，增加天然气等清洁能源的使用比重，这不仅有助于减少温室气体排放，也提高了能源的整体效率。这一转变将进一步推动建材行业向更环保、更高效的能源使用模式迈进。
科技创新的持续推进，将为建材行业的低碳转型注入新动力。研发和推广关键的低碳技术，如碳捕集与利用技术（CCUS），同时利用数字化手段优化生产流程和能源管理，实现节能降碳。这些技术的应用不仅提升了生产效率，也降低了生产过程中的碳排放，为行业的绿色发展提供了强有力的技术支撑。
绿色管理策略的实施，将进一步巩固和提升建材行业的环保水平。推进全生命周期的绿色控制，加强绿色建材产品管理，完善绿色项目管理体系。这一系列措施确保了建材产品从生产到使用，再到回收的全过程都符合环保要求，推动了建材行业向更可持续的发展方向转型。
产业结构的调整和优化，是建材行业低碳发展的又一关键步骤。通过有序退出低效和高碳排放的产能，推动产业链向高端化、智能化发展。同时，协同处置固废，如利用水泥窑协同处置城市垃圾和工业废渣，既减少了废弃物的环境影响，也实现了资源的循环利用，促进了行业的绿色低碳发展。
综合来看，虽然我国水泥企业技术整体处于国际先进水平，但通过源头管控、能源结构调整、科技创新、绿色管理以及产业结构调整等策略，建材行业仍可在现有基础上实现低碳发展。这些措施的实施需要政府、行业协会和企业的共同努力，以及政策引导、市场激励和监管措施的配合，共同推动建材行业在实现国家碳达峰和碳中和目标的进程中发挥重要作用，并在全球范围内树立绿色低碳发展的典范。
工业电气化：迈向低碳排放的未来
工业流程的电气化是实现工业碳中和的关键步骤
电能作为清洁、高效、可再生的能源形式，在推动能源结构向低碳化和绿色化转型的过程中扮演着至关重要的角色。随着全球气候变化的紧迫性日益增加，实现能源消费的电气化已成为各国能源政策的核心内容。
在中国，工业流程的电气化是实现这一目标的关键步骤。工业部门作为能源消费的主要领域，其能源使用方式的转变对于整个国家的能源结构和碳排放水平具有深远影响。通过将传统的工业锅炉和煤窑炉从燃煤改为用电，不仅可以大幅度减少对化石燃料的依赖，还能有效降低污染物的排放，实现清洁生产。电锅炉的普及不仅节约了土地和人工成本，提高了生产效率和产品质量，更重要的是，它代表了一种零污染、零排放的绿色生产模式。
中国工业部门在能源消费结构上的优化调整已经取得了显著成效。煤炭作为传统能源，在工业能源消费中的比重正逐步降低，而电气化水平则在稳步提升。2021年，中国的电力占终端终端能源消费中的份额达到27%，高于全球20%的平均水平，在主要国家中位居前列；进一步的，在落基山研究所的《重塑能源：中国》研究报告预测，到2050年，中国工业部门的电气化水平显著提高到39%。这一变化不仅预示着工业生产方式的根本转变，也表明了电能在替代化石能源方面的潜力得到了进一步的挖掘和利用。
电气化水平的提高，需要政策的支持、技术的进步以及市场机制的完善。政府需要制定相应的政策和激励措施，鼓励工业企业采用电气化技术和设备，同时加大对可再生能源发电的投资和研发，确保电能供应的清洁性和可持续性。技术创新，尤其是在储能技术和智能电网方面的突破，将为电能的稳定供应和高效利用提供强有力的支持。此外，市场机制的建立和完善，如碳交易市场的推广，也将为工业电气化提供经济上的激励。
总之，电能作为能源供应和消费的主体，是实现能源结构转型、推动工业绿色发展的重要途径。通过政策引导、技术创新和市场机制的协同作用，中国工业部门的电气化水平有望得到进一步提升，为实现碳中和目标做出积极贡献。
持续突破核心技术及关键工艺设备，提升低碳技术创新能力
从技术角度审视，低碳技术的创新无疑是推动工业节能降碳的核心动力，同时也是各国争夺产业技术制高点的焦点所在。当前，我国在低碳技术领域虽然取得了一定进展，但与世界先进水平相比，仍存在一定差距。特别是在钢铁、有色、化工等重点行业的核心技术和关键工艺设备方面，如钢铁行业的氢冶金和废钢回用技术、有色行业的氧化铝提取和再生铝资源循环技术、化工行业的原油催化裂解技术等，都需要进一步的突破和提升。
面对这一挑战，“十四五”期间，我们必须加大科技攻关力度，深入研究重点行业的碳排放驱动因素和影响机理，探索有效的管控技术和减排措施。同时，要积极推进前沿绿色低碳技术的研发和部署，加强低碳、零碳乃至负碳关键技术的攻关，以及这些技术的工程示范和成果转化。
结语
随着全球气候变化的严峻挑战日益凸显，中国工业行业在实现碳中和的征途上肩负着前所未有的责任与使命。通过本文的探讨，我们清晰地认识到，实现这一宏伟目标既是一项艰巨的挑战，也是一次历史性的机遇。政府的政策引导、企业的技术创新以及整个产业的转型升级，三者相辅相成，共同构成了实现双碳目标的坚实基石。
政策的制定与执行，为企业提供了清晰的方向和强有力的支持，确保了减排行动的有序进行。技术创新作为推动工业绿色转型的核心动力，不断突破传统产业的局限，引领我们走向更加清洁、高效的生产方式。而产业转型不仅是对现有生产模式的重塑，更是对未来经济结构的深远布局。
展望未来，我们有理由相信，通过全社会的共同努力，中国工业行业不仅能够克服实现碳中和过程中的种种困难，更能在这一过程中孕育出新的增长点和竞争优势。
本文是财新智库“碳中和系列观察”第六篇
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