产品全生命周期减碳已经成为考量汽车行业可持续发展的重要因素之一。汽车和钢铁行业协同发展绿色供应链,既是国际化低碳转型的重要趋势,也是国内实现“双碳”发展目标的有效途径。车百智库调研报告《低碳排放钢在汽车行业应用的路径、挑战和建议》(以下简称“报告”)分析了低碳排放钢在汽车行业的应用路径,并提出行业合力发展的建议。

另一方面,钢铁是首批被欧盟CBAM纳入高碳排放的重点行业,若保持排放现状,将面临较高的碳税成本。从长远来看,中国钢铁企业,尤其是出口型企业将面临更高的碳税成本,同时还可能存在对钢铁制品的制约性风险。
汽车作为钢铁应用的重要领域,用钢规模大,排放占比高,低碳发展驱动力强。汽车车身材料中,金属材料所占比例近90%,按照均值,70%以上为钢铁材料,根据不同车型,单车用钢量范围在0.8-6.1吨左右。一方面,从市场趋势来看,汽车用钢的需求变化将呈阶段性特征,短期内汽车用钢需求将持续增长。
另一方面,从汽车全生命周期碳排放结构来看,对于钢铁材料,新能源乘用车中碳排放占比平均约为15-20%,燃油乘用车平均值更高,为25-35%。如果车身用钢全部采用净零排放材料,对汽车全生命周期的减碳效果将十分可观。同时,汽车钢铁材料减碳不仅可以应对来自欧盟CSDDD中的环保规定、法国基于碳足迹的补贴要求等绿色贸易挑战,也可支撑我国ESG等相关体系的完善,提高我国汽车行业国际化发展竞争力。
报告认为,低碳排放钢在汽车领域的应用,正走向“绿色低碳供应链协同”发展趋势,并呈现出减碳工艺创新、结构件优先、高强钢、热成型钢推广、汽车制造工艺改进、新能源汽车导入等路径特征。
在保证车用低碳排放钢部件品质方面,大废钢比减碳技术路线优先在汽车结构件中使用。不同用途钢种的化学成分差别较大。废钢在循环利用过程中,部分元素会逐渐积累,即便是来自报废汽车的回收钢材,也会含有一定比例的残余元素。而汽车外覆盖件对表面质量要求较高,对这些元素的含量控制更为严格。
相比之下,汽车结构件对钢的屈服强度和抗拉强度要求较高,对废钢中化学元素允差范围的容忍度要优于汽车覆盖件。因此,在大废钢比低碳技术路线中,低碳排放钢优先应用到汽车结构件中,对车身质量的影响相对较小。
在提升车身整体性能方面,低碳排放热成型钢具备较好的车身轻量化优势与较高的强度和安全性特征。热成型钢是汽车用钢的重要趋势,在热成型工艺下形成的钢材具备超高硬度、高成形性和高精度等特点,在提升车身抗撞击能力的同时,还可减轻30%的车身零部件重量。未来,低碳排放热成型钢可广泛应用于车身结构件,比如车门防撞梁、A、B柱、加强件、中间通道等,具有强度要求和轻量化诉求的汽车结构件上。
在发展潜力和规模方面,低碳排放高强度钢优先布局在新能源汽车领域。由于新能源汽车动力构成的特殊性,对车身轻量化的需求更为迫切。数据显示,电动汽车整备质量每降低10%,电量可节省4%-5%,续航里程增加5.5%。先进高强度钢、超高强度钢等材料的使用可减少部件材料用量,达到轻量化目标和强度需求。
从当前车用低碳排放钢的经济性和减碳强度综合来看,高炉-转炉+大比例废钢以及COG(焦炉煤气)-DRI-电炉流程为较经济路径,绿氢DRI+绿电电炉流程减碳效果最佳。
此外,汽车部件制造工艺的改进也可实现多角度减重降碳。一体化、集成化、高强度是汽车用低碳排放钢的主要发展趋势,相对于传统拼焊方式,发展车身一体式地板、一体式侧围、一体式顶棚等工艺,可以大范围减少汽车零件和焊点的数目,简化生产工序,有效降低汽车覆盖件、结构件等重量,可减少汽车总重量的8%或更高。
1.在产品认证评估方面,建立统一、规范的全生命周期碳排放核算方法
不同的平台、机构形成统一的低碳排放认证标准和定义,利用一致的方法学指导产品设计和制造,引导下游企业根据需求差异性合理采购不同减碳标准的钢材产品,同时,还要确保低碳排放核算方法和定义具有国际性适用性、可比性和可靠性。
2.主机厂与钢铁厂形成闭环采购和联合推广
合作双方在业务上实现闭环废钢回收,保障废钢品质与供应能力。同时,主机厂和钢厂同步发送低碳合作情况等推广信息,增加行业影响力。合作双方签订有约束力的、有保障的产能预购合同,保持价格恒定,形成对供需双方的约束力。利用采购协议作为信用凭证,获取低碳资金贷款和支持,作为钢厂低碳排放改造的前期投入成本,改造落后产能。
3.研究制定汽车消费侧低碳激励措施
通过汽车产品低碳标识等方法,推动消费者加大购买低碳产品的积极性。消费侧可获得更多的税收减免或者消费补贴,比如通过一级低碳标识、二级低碳标识等阶梯低碳认证,获得不同额度的消费补贴以及路权福利等措施,最终刺激消费端加大对低碳产品的采购需求。
4.开展联合研究机制
开展钢铁行业和汽车行业在新能源电力消纳一体化发展方面的创新研究,重点聚焦对绿氢、绿电直连直供模式的研究,以充分应对欧美等国日益加强的对绿色电力认可与核算的监管要求,形成在能源供应端、下游应用端、金融支持端等对钢铁行业减排的共同合力。
低碳排放钢的规模化上车是汽车产业全生命周期减碳的重要抓手。随着碳关税、绿色供应链尽调等规则趋严,低碳材料将成为汽车产业国际化竞争的新变量。未来能否形成标准统一、闭环回收、稳定供应和合理溢价机制,将决定低碳排放钢能否真正规模化落地。
执笔人:张永伟、张健、张会来
改写:周颖