【技术前沿】开创钢铁生产低碳排放之路

BloombergNEF（BNEF）公司的研究报告表明，到2050年，通过2780亿美元的额外投资，钢铁生产几乎可以实现零碳排放。氢气和回收利用在减少钢铁生产碳排放方面发挥核心作用。

政府和企业的净零排放承诺，推动钢铁行业在2050年前消除碳排放。中国、日本、韩国和欧盟实现净零排放愿望的核心，是钢铁生产脱碳的努力。BNEF上海虚拟峰会发布了报告：《脱碳钢铁：净零之路》。报告概述了生产盈利、低排放钢铁的途径，阐述了如何在总产量增加的情况下，将降低的氢气成本、廉价的清洁能源和增加的回收利用相结合，将排放量降至净零。该报告的主要作者、英国国家能源公司可持续原料主管Julia Attwood向20世纪30年代、40年代的一代说：“钢铁行业不能到21世纪40年代才开始转型”。他认为，继续建造新的燃煤电厂不利于生产商在2050年实现净零排放。

大量清洁能源需求

为了实现这一转变，报告提到了该行业需要考虑的五项关键行动：增加钢铁回收量，特别是在中国；为电炉采购清洁能源；将所有新产能设计为使用氢气或碳捕集；开始在现有的煤炭和天然气工厂中混合氢气，以降低绿色氢气的成本；到2050年改造或关闭剩余的燃煤发电厂。

用氢气和电炉生产绿色钢铁需要大量的清洁能源，原料需转变为更高品位的铁矿石。这种情况可能会改变大多数钢铁的生产地，或动摇采矿业。俄罗斯和巴西拥有高质量的铁矿石储量和丰富的清洁能源。此外，根据BNEF的研究，预计到2030年，巴西将成为氢气生产成本最低的国家之一。南非和印度铁矿石储量丰富，有潜力生产大量低成本的清洁电力。澳大利亚是世界上最大的铁矿石生产国，目前生产的矿石品位较低，如果不投资设备升级其产品，可能会失去在供应链中第一的位置。中国目前拥有全世界57%的炼钢产能，中国钢铁企业降低排放的方法将为整个行业指明方向。中国钢铁行业计划在采用氢气和碳捕集等技术之前，首先关注提高回收和能源效率的技术。

BNEF工业脱碳负责人Kobad Bhavnagri认为：“全球钢铁行业开始准备从煤炭向氢气转变。一旦回收水平提高，绿色氢气将是制造绿色钢铁最便宜、也最实用的方式。这一转变将造成巨大的挑战，同时会带来巨大的机遇。公司和投资者还没有意识到未来变化的规模和程度。”

绿色回收：具有成本效益的即时解决方案

当政者者对工业脱碳的政策支持，可能成为钢铁制造商的决定因素。对关键赋能技术的补贴，有美国即将出台《重建完善法案》，氢和碳捕集税收抵免；对公共部门的绿色钢铁采购授权，如COP26上宣布的工业深度脱碳倡议；对碳价格上涨，如欧盟排放交易计划中的碳价格。所有这些都有助于绿色钢铁与化石燃料生产竞争。

BNEF估计，与正常产能增长相比，新的清洁产能、为降低排放进行的改造将使钢铁行业额外投资2780亿美元。BNEF估计，全球能源部门脱碳的投资是172万亿美元，与此相比，是相对温和的投资额。决定生产绿色钢铁的大部分成本的因素是运营，而不是资本成本。降低绿色氢气的成本至关重要，BNEF估计，到2050年，全球大部分地区的绿色氢气成本将下降80%以上，降至1美元/千克以下。绿色回收也是一种具有成本效益的即时解决方案。使用100%清洁电力回收的钢铁，只需要5%的溢价，即可与当今回收材料的成本相匹配。到2050年，随着清洁能源成本的降低，溢价可能会降至1%以下。

《世界金属导报》

2023年第41期 B15

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