什么是绿色钢铁?世界为何需要更多绿色钢铁?

Green steel is the manufacturing of steel without the use of fossil fuels.
Green steel is the manufacturing of steel without the use of fossil fuels.Image: Unsplash/Bryan Goff
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  • 钢铁制造业的二氧化碳排放量超过其他任何重工业,约占全球排放总量的8%。

  • 目前,各方正努力推动钢铁生产摆脱燃煤炉,转而使用电力或氢能驱动的炉子。

  • 但生产绿色钢铁成本高昂,整个行业需要迅速扩大规模,才能实现净零排放目标。

世界各国都在建设和扩展城市及基础设施,对一种材料有着巨大需求:钢铁。

钢铁是当今世界上最常用的金属,广泛应用于日常生活的方方面面,从汽车、飞机和船舶,到洗衣机和各类家居用品。

然而,随着世界各国政府和行业努力减少碳排放、实现雄心勃勃的净零目标,钢铁成为关注焦点。约有75%的钢铁仍主要由燃煤高炉生产,这些高炉会向大气排放大量二氧化碳。

将炉温加热至1,000摄氏度以上也需要消耗大量能源。总体而言,钢铁生产约占全球排放量的8%。

采用生产绿色钢铁等绿色实践,可以减少重工业的二氧化碳排放。Image: 国际能源署(IEA)

显然,清理这一最大的工业二氧化碳污染源之一,是应对气候变化的关键。国际能源署(IEA)表示,为实现全球气候目标,到2050年,钢铁行业的排放必须减少50%,此后还要继续下降。国际能源署(IEA)。

但该如何实现?有人认为,绿色钢铁就是答案。

什么是绿色钢铁?

从本质上说,绿色钢铁就是在不使用化石燃料的情况下生产钢铁。

所谓“绿色氢能”是一种解决方案,有望帮助减少钢铁行业的碳足迹。

三菱重工业集团(MHI)表示:“氢气燃烧时只排放水。如果氢气仅通过水和可再生电力电解制取,那么其生产过程完全不产生二氧化碳排放。”MHI表示,若使用化石燃料并采用碳捕集、利用与封存(CCUS)技术制氢,氢气也可以实现低碳。这种氢气称为“蓝氢”。

电弧炉是另一种选择。这类炉子正逐渐取代传统炉子,但其能源并非总是来自可再生能源,因此生产出的钢材也未必总是绿色钢铁。

为什么不能让所有钢铁都变成绿色钢铁?

一些全球最大的钢铁制造商计划通过增加电炉使用量来减少碳足迹。但一份非政府组织全球能源监测(Global Energy Monitor)发布的报告称,从传统高炉转向电弧炉的进程“停滞不前”,远远落后于脱碳目标。

报告称,目前31%的炼钢产能使用电炉,但在建产能中只有28%将采用这项技术。报告作者凯特琳·斯瓦莱克(Caitlin Swalec)表示:“我们需要停止投资燃煤高炉设备,加快转向电弧炉炼钢。”

氢能解决方案也遇到了障碍。一位三菱重工业集团(MHI)技术负责人表示:“绿色钢铁真正的瓶颈,只是低碳氢能的供应。”

“要扩大这项技术的规模,需要大量绿色氢能或蓝氢。”

绿色钢铁真正的瓶颈,只是低碳氢能的供应。蓝氢和绿氢有助于减少或消除二氧化碳排放。Image: Gasunie

绿色钢铁的成本

简而言之,要大规模生产清洁氢能,就需要投入数十亿美元建设可再生能源发电设施。

不过,这仍是欧盟到2050年实现净零排放这一雄心的重要组成部分。其REPowerEU计划设定了到2030年大幅增加可再生氢能使用量的目标。

欧洲最大的钢铁制造商安赛乐米塔尔(ArcelorMittal)告诉《金融时报》,按照欧盟目标实现其在欧洲大陆业务的脱碳,成本可能高达400亿美元。

中国也承诺到2060年实现碳中和,这意味着必须减少其钢铁厂的排放;这些钢铁厂造成了中国三分之一的二氧化碳总排放。目前,中国生产的钢铁占全球总产量的一半。

中国的钢铁产量超过世界其他地区的总和。Image: 世界钢铁协会

通往净零排放之路

国际能源署(IEA)表示,如果政府在未来五年实施适当政策,全球最富裕的七国集团经济体就能实现碳中和。IEA在一份新报告中指出,七国集团经济体需要认可那些能大幅减少排放的过渡性技术即使这些技术不被视为零排放技术。

德国联邦经济事务与气候行动部长罗伯特·哈贝克(Robert Habeck)表示:“本十年是为实现气候中和铺平道路的关键时期。尤其是在钢铁和水泥等排放量高、难以减排的行业,我们必须从根本上转变生产方式。”

致力于推动钢铁等工业部门脱碳的一项全球倡议是世界经济论坛“先行者联盟”。在论坛今年于达沃斯举行的年会上,联盟宣布成员有所扩展,目前有55家公司和9个国家承诺,从采用近零碳或零碳解决方案的供应商处采购一定比例的工业材料和运输服务,以满足自身需求。

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