双碳目标下钢结构行业发展现状及展望

我国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，实现这一目标需要全社会共同努力，建筑业更是要积极转型升级，实现绿色可持续发展。钢结构属于典型的绿色环保节能型结构，符合循环经济和可持续发展的要求，近年来得到了快速发展，2020年钢结构产量达到了8,900万t。通过对钢结构行业近年来的调研数据进行详细分析，阐述了钢结构行业的发展现状，重点分析了钢结构相关政策、加工区域特点、钢材品种及强度应用、钢结构应用领域、人均生产劳动率、行业集中度等，指出了双碳目标下我国钢结构行业的发展趋势及路径，对钢结构行业发展有重要指导作用。

关键词： 碳达峰；碳中和；钢结构行业；发展现状；发展路径

Abstract： China has promised to achieve a carbon peak by 2030 and carbon neutrality by 2060，which will necessitate significant efforts from the whole population. To achieve green and sustainable growth， the building sector should aggressively change and improve. Steel structures are typical green environmental protection and energy-saving structures that meet the needs of the circular economy and sustainable development. The steel structure industry has grown quickly in recent years， with steel structure output expected to reach 89 million tons by 2020. Based on a detailed analysis of survey data from the steel structure industry in recent years， this paper expounds on the development status of the steel structure industry， analyses steel structure related policy， area characteristics， steel varieties and strength application， application field， per capita labor rate， industry concentration degree analysis， and so on， and points out the development trend and path of China's steel structure industry under the carbon peak and carbon neutrality target.

Keywords: carbon peak；carbon neutrality；steel structure industry；development status；development path

习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发言，提出中国二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和 ^[1] 。“双碳”目标的提出表明了我国政府在缓解世界气候变化上的积极立场和大国责任，同时也给我国的节能减排工作带来巨大挑战。目前我国每年的碳排放量巨大 ^[2] ，在短短40年内达到碳中和目标需要全社会共同努力。建筑业作为能源消耗和碳排放较高的传统行业 ^[3-5] ，更应积极采取转型升级措施，降低能源消耗和碳排放，实现绿色可持续发展。

钢结构是指由钢板、型钢等各类钢材作为主要构件，采用焊接、紧固件等连接而成的结构形式。钢结构具有轻质高强、抗震性能好、施工周期短、绿色环保、便于工业化生产、可循环利用等优点，属于典型的绿色环保节能型结构，符合我国循环经济和可持续发展的要求，在土木工程领域得到持续关注，并获得迅速发展 ^[6-8] 。“十三五”期间北京大兴国际机场航站楼项目、500m口径球面射电望远镜项目、国家速滑馆项目、中国尊项目等一系列标志性建筑的顺利完成，彰显了钢结构的优势，同时说明了我国的钢结构整体技术水平已位居世界前列，产业规模已远超世界其他国家，行业发展前景非常广阔。尤其是在全球极度重视气候变化和碳排放的大背景下，钢结构迎来了更好的发展机会。

1　我国钢铁行业发展现状

钢结构行业发展离不开钢铁工业的大力支撑，新中国成立以来我国建筑行业使用钢材经历了节约使用、限制使用、合理使用、大力推广4个阶段。我国自1996年钢铁产量突破1亿t以后，连续20余年高居世界第一位。据国家统计局统计 ^[9] ，2020年我国粗钢产量达到了10.65亿t，占世界粗钢总产量的50%以上。2021年前三季度，我国粗钢产量达到了8.06亿t，同比增长2%。钢铁行业近10年来发展迅猛，是主要的碳排放大户。在“双碳”目标要求下，未来的钢铁行业必须要积极推进钢铁产品绿色、低碳、高质量发展。

图1为我国钢铁行业近10年来的粗钢产量统计。可以看出，除了2015—2016年因市场及政策调控因素，导致粗钢产量有所下降，其余年份产量均在增长。尤其是2020年在新冠疫情反复的情况下，钢铁行业依然保持了较高的增长势头，史无前例地突破了10亿t大关。图2为近3年来世界主要粗钢生产国家的产量对比分析 ^[10] 。可以看出，我国的粗钢产量比其他国家粗钢产量的生产总和还要多，体现了我国强大的钢铁生产能力和巨大的市场潜力。钢铁行业的蓬勃发展给钢结构行业快速、持续发展奠定了坚实的基础。

图1　近10年我国粗钢产量趋势

Fig.1　Crude steel production trend in China in the past 10 years

图2　近3年世界主要国家钢产量对比

Fig.2　Comparison of steel production in major countries of the world in the past 3 years

2　钢结构行业发展现状

钢结构行业作为钢铁产业的重要消耗行业，近10年来一直以10%以上的增速快速发展。2020年我国钢结构产量达到8,900万t，如图3所示。同世界主要国家的粗钢产量（图2）对比发现，我国钢结构产量比除印度之外的其他国家粗钢产量还要多。目前我国钢结构广泛应用在工业建筑、超高层建筑、公共建筑、海洋平台、桥梁、塔桅等领域，市场规模和技术能力均居世界前列，是名副其实的钢结构大国。

图3　我国近10年钢结构产量趋势

Fig.3　Production trend of steel structure in China in the past 10 years

2.1　钢结构相关政策

2020年新冠疫情肆虐之时，以钢结构模块化为主体的火神山、雷神山等防疫医院的快速建设，充分展现了钢结构快速、高效的特点。装配式建筑的大力推广给钢结构应用带来了发展机遇，钢结构作为装配式建筑的典型结构形式之一，在推动装配式建筑大潮中得到了快速发展。近年来，国家明显加强了对钢结构推广应用的重视程度，密集出台了多项政策文件，如表1所示。

2.2　钢结构加工区域分布特点分析

我国钢结构行业存在加工区域分布不均、发展不均衡的特点。目前全国各省份、直辖市（调研未包含港澳台地区）等均有钢结构加工厂，但加工厂数量和规模有较大差异。总体来说，规模大、加工能力强的企业主要集中在华东、华北区域，尤其是上海、浙江、安徽、山东、江苏等省市。而西北、西南等区域加工能力相对较弱，钢结构企业数量偏少。图4为调研统计的主要加工制造企业区域分布情况。

图4　主要钢结构加工制造企业分布

Fig.4　Distribution of main steel structure processing and manufacturing enterprises

根据调研数据，图5~图7给出了各省份钢结构加工制造产量、产值、利润的对比。可以看出：安徽、山东、浙江、上海等省市表现较为突出；湖北在2020年受疫情影响较大，钢结构加工量比2019年有大幅下滑；河北省受环保政策及限产影响，加工量比2019年有所下滑，其余省份均增长10%以上。

各地区钢结构行业发展很不均衡，安徽省钢结构总产值排名第一位，占全国调研总量的11.87%；山东省排名第二，占全国调研总量的10.79%；浙江省和江苏省分别以9.93%和8.52%位列第三和第四，如图6所示。净利润排名前五的省市分别为：安徽、上海、山东、浙江和江苏。调研显示，大部分省市钢结构加工企业总体盈利，个别省市出现亏损。排名前五的省市利润总和占全国钢结构加工企业利润总额的63.63%，如图7所示。

图5 各省市钢结构加工量对比

Fig.5　Comparison of steel structure processing amounts in different provinces and cities

图6 各省市钢结构产值对比

Fig.6　Comparison of output values of steel structure in different provinces and cities

图7 各省市加工制造企业盈利能力对比

Fig.7　Comparison of profitability of steel structure processing and manufacturing enterprises in different provinces and cities

2.3　钢结构用钢分析

根据近5年的统计数据，分析钢结构用钢的强度等级应用情况。可以看出：Q235和Q355占比超过80%，而Q390、Q420仅占比4%，其他高强钢占比6%，说明钢结构行业目前仍以Q235和Q355低强度钢材为主，Q390以上的高强度钢材应用进展非常缓慢，如图8所示。

图8 钢材强度等级分析

Fig.8　Analysis of steel strength grades

钢结构行业加工使用的钢材主要分为钢板、热轧型钢、冷弯型钢、钢管及其他5个品种。从近5年的统计数据来看，钢材使用品种占比变化不大，板材使用仍占主导地位，占比达到60%以上，热轧型钢使用占比偏低，仅占15%~20%，且近年来没有明显改观，如图9所示。

图9 钢材品种分析

Fig.9　Analysis of steel varieties

目前钢结构行业多以钢板为主要原材料，先对钢板进行切割下料，再组对焊接，加工过程中不可避免的会造成钢材损耗。据调研数据统计，目前钢结构行业的平均损耗率一般在4%~6%之间，如图10所示。不同技术水平或管理水平的企业有所差别。最近两年随着钢材价格上涨，钢结构企业加强了对钢材的管理和使用，损耗率有所下降。余料的合理再利用是减少钢材损耗率的重要途径，同时合理的排板规划及下料管理也有利于提高钢材使用效率。

图10 钢材平均损耗率分析

Fig.10　Analysis of average steel consumption rates

2.4　钢结构应用领域分析

钢结构主要应用在房屋建筑、桥梁、塔桅、非标等领域，近年来随着经济发展及环保政策的推动，钢结构在环保类钢结构（如电厂及原料封闭建筑、垃圾处理厂、冷却塔等）、非标钢结构（如主题公园、栈桥、通廊、高炉、反应塔釜、容器、水闸等）、海洋钢结构（如港口机械、海洋平台、海洋风电塔等）的应用进一步增多。图11为钢结构应用领域的对比分析。可以看出：房屋建筑钢结构依然是钢结构应用的最重要领域，桥梁钢结构领域目前应用较广的是大跨径桥梁。房屋建筑和桥梁领域的钢结构应用占比为70%~80%，是钢结构应用最广泛的领域，其中钢结构住宅和中、小跨径桥梁更是推广应用钢结构的重点领域。

图11 钢结构应用领域分析

Fig.11　Analysis of steel structure application fields

2.5　钢结构从业人员劳动效率分析

从近5年来的统计数据看，钢结构人均加工量一直稳步增加，2016年人均产量仅85.45t，而2020年达到了124.63t，如图12所示。这与生产技术提高、生产设备效率提高及企业加强管理等因素有关。人均劳动效率的提高有助于提高企业的市场竞争力。

图12  钢结构行业人均产量对比分析

Fig.12　Comparative analysis of production per capita in steel structure industry

2.6　钢结构行业集中度分析

目前钢结构加工企业比较分散，缺少大型钢结构集团企业，行业集中度较差。美国前三大钢结构企业市场占有率达51%，而2020年中国的前三大钢结构企业市场占有率仅为5.8%，2016—2020年我国前十大钢结构企业的市场占有率仅为10%~13%左右（图13），行业集中度急需提高。

图13 钢结构行业集中度对比分析

Fig.13　Comparative analysis of steel structure industry concentration

3　“双碳”目标下钢结构行业发展路径

钢结构属于典型的绿色环保节能型结构，符合循环经济和可持续发展的要求。大力发展钢结构是保障建筑业整体实现碳减排目标的必要手段和措施，同时能做到藏钢于民，加强国家对钢铁资源的战略储备，意义十分重大。“双碳”目标下，钢结构行业的发展前景非常广阔，应从以下几方面做好钢结构推广应用：

（1）加强钢结构标准化。标准化是实现钢结构智能建造的基础，是钢结构部品化和规模化供应、降低建造成本的必要条件，也是我国和国外钢结构产业存在差距的主要因素之一。重点推进钢结构住宅、学校、医院、办公建筑、酒店等标准化设计，以钢结构标准化为主线促进产业上、下游协同发展，充分发挥钢结构制造安装的工业化属性，促进建筑行业的转型升级。

（2）大力推进钢结构智能建造。钢结构行业同其他工业领域相比，在智能制造方面差距非常大。未来应抓住新技术、新业态不断涌现的历史机遇，大力推动钢结构制造全流程数字化、关键工序智能化的进程，提升钢结构智能化生产水平，积极开展钢结构制造智能工厂或数字化示范车间的建设，实现钢结构行业高质量发展。

（3）加强高性能与高效能钢材的推广。积极建立钢结构全产业链上、下游企业的信息共享和协同工作，大力推广以高强钢、耐候钢、耐火钢等为代表的高性能钢材与以热轧H形钢、方钢管为代表的高效能钢材的应用。建议综合能力强、技术水平高的大型钢铁企业结合建筑领域的需求，对钢铁产品生产进一步延伸，提高钢铁产品的附加值。

综上所述，绿色可持续发展是钢结构行业的重要发展理念，钢结构作为装备制造业和土木建筑业交叉的产业，在“双碳”目标下转型升级和高质量发展的任务紧迫而艰巨。现阶段新一轮科技革命和产业变革与我国构建国内、国际双循环相互促进的新发展格局形成历史性交汇。“一带一路”倡议的推进及国际产业分工格局正在进行重塑的重大历史时期，钢结构行业必须要紧紧抓住重大战略机遇，努力实现从钢结构大国向钢结构强国的转变。

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