我国钢铁行业发展迅猛,产量稳居全球第一,具有能耗高、排污点多、排放量大等特征,成为大气污染主要排放源之一。2010-2019年,其粗钢产量占全球45-53%,年均增长率(5%)远高于全球平均水平(3%);2010-2015年,其烟尘和二氧化硫排放占我国人为排放总量的比例最高达25%和12%。

我国为控制钢铁污染付出了巨大努力,近年来逐步加严钢铁行业大气污染物排放标准:2012年,引入钢铁大气排放标准,设定其烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最高排放浓度限值;2015年,推行新标准,规定其限值最大下降60%、67%和40%;2019年,发布“超低排放标准”,进一步收紧限值使其远低于美国、欧盟等发达国家标准。为确保排放标准全面实施,我国建立了在线排放监测系统(CEMS),实时监测工业企业的烟囱排放浓度;2018年,CEMS已覆盖了我国72%钢铁厂和91%钢铁产量。在“碳中和”的目标下,生态环境部提出拟将碳排放影响评价纳入环评体系,CEMS全面测碳将是大势所趋。

我国政府“打赢蓝天保卫战”的决心如此坚定,其控排成效到底如何?

一、2018年已基本实现稳定达标排放甚至超额达标排放

2015年新标实施后,我国钢铁厂大气排放浓度迅速下降,达标水平迅速攀升,并于2018年基本上实现了稳定达标排放甚至超额达标排放。

(一)加快实施超低标准,实时调整标准政策

基于CEMS实时监控数据,根据模型测算的结果,排放标准政策的管控效果显著,我国钢铁行业的履约情况良好。标准收紧后,钢铁厂排放浓度持续降低,其烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度2015-2018年月均下降2%,2%和1%。相应地,钢铁厂履约水平逐步向好:2015年1月,标准加严,钢铁厂达标水平迅速下降50%,却仅用一年半恢复至2014年水平;2015-2018年,随着排放浓度持续降低,达标水平稳定提高;2018年12月,基本实现了稳定达标排放。

然而,当达标水平较高时,企业降污意愿有所减缓。例如,鉴于氮氧化物排放新标相比烟尘和二氧化硫收紧力度较小,新标实施时,其达标水平仍处高位;2015-2018年,其排放浓度下降较为缓慢;特别的,2017年2-6月,由于氮氧化物达标水平显著高于排污费减免的最大奖励阈值,其排放浓度竟呈现出上升趋势。

因此,鉴于企业降污意愿受达标水平影响,建议政府相关部门加强动态监控,紧跟达标动向,及时调整排放标准及其奖惩政策,以实现持续稳定的降污成效。特别地,2018年钢铁行业基本实现了全面达标排放,现行标准的降污空间有限,建议考虑实施更科学严格的超低排放标准,特别是针对氮氧化物。此外,标准政策的有效实施离不开CEMS的严格监管,建议进一步完善CEMS监管体系,全面覆盖我国所有工业排放源。

(二)精准把握个体差别,重点加强高污管控

根据数据分析,排放标准政策的针对性直接引导降污方向。区域上,中南地区2015年达标水平最低,故倍受关注,其2015-2018年排放浓度降幅较大,达标水平涨幅较快;“大气十条”和“蓝天保卫战”等政策所重点针对的重污染地区(如北部和东部地区),因重点管控,其钢铁控排效果良好,2018年达标水平较高。工序上,电炉达标水平2015年位处最低,相应地2015-2018年提升最快。

因此,鉴于不同区域和工序的达标水平仍存在着差异,建议未来管控重点逐步转向管控力度薄弱、履约水平较差的非重点地区,优先针对高排放、低达标的钢铁生产工序与设备。

(三)系统整合多种政策,充分激发降污动力

根据模型得到的结果,多种经济政策与行政手段有效助力新标降污。在超额达标鼓励政策(如排污费或环境税减免、排污权出售等)和违约惩罚机制(如秋冬季错峰生产、淘汰落后产能等)的刺激下,2018年,67%钢铁厂实现了稳定超额达标,钢铁行业烟尘、二氧化硫和氮氧化物平均排放浓度低于新标74%,70%和61%。

因此,鉴于相关激励措施所激发的超额达标与降污成效,建议相关政府管理部门统筹规划多种政策手段,充分发挥奖惩机制的协同作用。例如,增加超额达标经济补贴,以降低企业改造成本;加大超标排放惩治力度,以提高企业违约代价。最终形成一套科学、优化的钢铁排放治理政策体系,充分释放企业降污的自主能动性,全面保障标准政策的管控执行力。

二、新标准助力 未来将实现大幅减排

新标准降污作用下,我国钢铁大气排放强度和排放总量2014-2018年大幅下降。若未来实施超低排放标准,有望进一步实现大幅减排。

(一)持续收紧排放标准,高效助力超低改造

根据模型的测算结果,新标所拉动的排放浓度下降,是我国钢铁厂减排的主要驱动力:2014-2018年,尽管我国钢铁产量增加14%,但其烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放强度下降55%,50%和12%;烟尘和二氧化硫排放量下降47%和42%,氮氧化物仅上升3%。若全面实施超低排放标准,其排放强度将进一步下降14%,11%和31%,排放量下降50%,37%和58%。

因此,鉴于新标的减排成效,建议未来持续借助加严排放标准这一有效政策手段,如尽快全面实施2019年提出的超低排放标准,以进一步刺激排放强度与排放量的大幅下降,特别是氮氧化物。

(二)重点针对排放大户,总体优化减排路径

根据模型的测算结果,钢铁厂的排放总量占比越大,其对减排总量贡献越大:烧结工序、北部和东部地区、大型生产规模的相关钢铁厂,2014-2018年占我国钢铁排放总量的比例最大,其对减排总量的贡献占比也最大;若未来全面实现超低改造,其减排贡献占比仍然最大,均可望超过50%。

因此,鉴于上述排放热点的较大减排贡献,建议在未来超低改造进程中,着重加强烧结工序、北部和东部地区、大型企业的管控力度,以实现总体减排最大化。

(三)综合利用控排措施,高效推动大幅减排

根据模型的分析结果,中国钢铁厂采用多种控排手段,实现大幅减排,主要包括改进末端治理技术、提升燃料和原料质量、改善能源结构和淘汰落后产能等措施。其中,改进末端治理技术为最重要的减排手段,其烟尘、二氧化硫和氮氧化物减排贡献占比达35%,56%和27%。若全面实施超低排放标准,上述多种措施将依然发挥重要作用;特别地,引入和提升清洁能源使用或将成为最重要的减排手段。

因此,鉴于上述控排措施共同助力污染减排,建议在未来的超低排放改造进程中,充分结合多种减排手段,合理引导企业减排方向。特别地,建议鼓励引入和提升清洁能源使用,以全面优化升级能源使用结构,这将成为未来持续减排的重要抓手。

三、开启减污降碳协同治理新阶段

为实现“碳中和”目标,“降污减碳”协同治理将是我国钢铁未来减排路径的首要任务与核心理念。新标的成功实施,为“碳中和”背景下钢铁减排政策的科学制定与全面实施提供了重要管理启示。

首先,强大的CEMS监管体系,是减排政策有效实施的有力保障,建议尽快实现CEMS全面测碳。其次,系统的奖惩政策协同作用,是减排政策超额实施的关键秘诀,建议融合排污权交易、环保税与碳市场等有效经济手段,以及排放标准、淘汰落后产能等有力行政手段,形成一套科学优化的“降污减碳”协同治理政策体系。再者,全面的控排措施综合利用,是减排政策稳定实施的技术支持,建议抢占低碳技术高地,鼓励双向控排手段,如能源结构调整、能源效率提高、落后产能淘汰等。

作者:北京航空航天大学经济与管理学院教授汤铃

中国科学院预测科学研究中心主任、首席科学家汪寿阳