钢铁脱碳的4项突破性行动

• 钢铁是能够推动脱碳的各项技术所必需的关键材料。

• 然而，钢铁生产占全球温室气体排放量的7%。

• First Movers Coalition（FMC）致力于到2050年实现净零排放。

煤炭是钢铁生产的关键组成部分，这使得钢铁行业约占全球温室气体（GHG）排放的7%。随着电力行业脱碳，炼钢预计将成为工业排放的单一最大来源。

钢铁是世界上最重要的工程和建筑材料，对于风力涡轮机、电动汽车和先进制造工艺等许多将推动脱碳的技术至关重要。

钢铁脱碳有多种途径，包括供热（热能生成）电气化、提高效率以及利用废钢。然而，要实现深度脱碳并达到净零排放，还需采取进一步措施，以应对煤炭在炼铁中作为还原剂所产生的排放。能够实现这一目标的突破性技术包括氢气直接还原（以替代煤炭）、碳捕集、利用与封存，以及基于电解的生产工艺。

自COP26以来，25家全球顶尖企业已加入FMC钢铁板块，并设定了一个目标：到2030年，至少10%的年度钢材采购量须符合以下标准：

• 来自突破性技术生产设施的粗钢。依据IEA指南，钢材每生产1吨粗钢应排放<0.4（废钢投入为0%）至<0.05吨（废钢投入为100%）的CO2当量。排放的分析边界为摇篮到大门，与IEA在报告《实现G7成员国重工业部门净零排放》中的指导意见保持一致。

First Movers Coalition——一个利用采购力为创新清洁技术开拓早期市场的企业联盟——已制定了一系列应对钢铁排放的解决方案。以下列举了能源、汽车和建筑行业的顶尖领导者迄今已推行的部分举措。

能源行业

风力涡轮机塔架约80%由钢板构成，钢材还可用于塔架基础，这意味着一台大型海上涡轮机可能使用超过3000吨钢材。

低排放钢材涡轮机塔架

Ørsted是全球最大的海上风电开发商，正在整个供应链中建立合作伙伴关系，以推动对低排放技术的投资。该公司已承诺，在与涡轮机制造商Vestas合作的所有海上项目中，采购25%的低排放钢材涡轮机塔架。这些塔架将由使用现场可再生电力生产的废钢制成，可将厚钢板的碳排放减少多达70%。

该公司还与Dillinger合作，后者是海上风电涡轮机基础厚钢板的长期供应商，共同首次开发碳足迹更低的基础用钢。

Ørsted气候与自然事务总监Virginia Dundas表示：“通过承诺采购低排放解决方案，我们为合作伙伴提供了投资这些方案所需的确定性。如此一来，通过与供应商携手合作，我们能够引领行业迈向净零排放。”

大规模氢气储存

HYBRIT（氢气突破性炼铁技术）——由钢铁生产商SSAB、矿业公司LKAB和电力生产商Vattenfall合作开展的项目——始于2017年，其核心是利用零碳电力和氢气，消除炼钢过程中的能源使用和工艺排放。2021年7月，SSAB轧制出了首批采用HYBRIT技术生产的钢材。

2022年9月，HYBRIT宣布成功启动一座氢气储存设施。大规模氢气储存有望显著降低氢气的可变成本，而这是生产无化石钢材的先决条件。大规模氢气储存使得在可用性和价格波动的电力系统中调整电力消耗成为可能，同时能够更稳定、更具成本效益地为工业供应氢气。近期测试表明，借助氢气储存，氢气生产的可变成本可显著降低，降幅在25%至40%之间。

“这些优异的成果非常重要，因为来自无化石电力的氢气是推动行业转型的关键之一，”Vattenfall首席可持续发展官Annika Ramsköld表示。

汽车行业

尽管一辆汽车或卡车所用钢材的确切数量因品牌和车型而异，美国钢铁协会报告称，平均每辆车的钢材重量占比为54%。

无化石钢材

平均而言，每生产1吨钢材排放1.85吨CO2，因此审视构成商用车辆的材料变得愈发重要。2021年，沃尔沃集团与SSAB共同推出了全球首款由无化石钢材制成的原型车。无化石钢材在铁矿石还原过程中以氢气取代煤炭，排放的是水而非二氧化碳。自2022年起，该公司正加快推进无化石钢材的市场导入，所用钢材来自由SSAB、LKAB和Vattenfall所有的HYBRIT中试工厂。沃尔沃不仅向一位客户交付了一台由无化石钢材制成的铰接式运输车，供其运营使用，还将其应用于电动卡车零部件的批量生产中，两者均为全球首创。

为确保获得所需数量的无化石钢材和近零排放钢材，沃尔沃集团正与H2 Green Steel等其他合作伙伴扩大合作。H2 Green Steel将生产绿色钢材，与传统炼钢相比，可将CO₂排放量减少多达95%。

沃尔沃集团首席采购官Andrea Fuder表示：“这是快速推进创新的最佳典范，也充分体现了FMC所倡导的那种精心协调的合作。”

斯堪尼亚（Scania）于2022年推出了极具雄心的供应链脱碳目标，现已转化为具体要求。到2030年，该公司的目标是其欧洲业务在钢材、电池、铝和铸铁采购中实现100%绿色采购。这四大热点约占斯堪尼亚生产材料所产生碳排放的80%。斯堪尼亚对“绿色”的定义要求通过采用新技术、绿色电力和/或再生材料来消除主要排放源。在平板钢生产中，以绿色氢气替代煤炭是关键。

今年春季，斯堪尼亚向H2 Green Steel下达了首笔绿色钢材订单。11月中旬，该公司与SSAB共同宣布了一项目标，即在2030年前实现当前所有钢材交付的脱碳。绿色钢材供应的目标开始时间为2026年。

“实施绿色采购要求，既是让可持续运输成为现实的问题，也是在竞争日益激烈的环境中确保获得低碳材料的问题，”斯堪尼亚首席执行官Christian Levin表示。

建筑行业

建筑业是最重要的钢材使用行业之一，占全球钢材需求的50%以上。建筑物建造所用的材料（包括钢材）约占全球与能源相关的二氧化碳总排放量的9%。

更绿色的选择

新技术若未被采纳便毫无价值，而无化石钢材等解决方案必须融入新项目之中。在中东和北非地区，Consolidated Contractors Group（CCC）的目标是到2030年在其土木和机械工程项目中采用10%的近零排放钢材。该承诺包括以当地制造商生产的钢材取代传统钢材产品，这些制造商采用更环保的动力来源和生产工艺，从而在2030年前大幅减少碳排放。该承诺也适用于CCC新启动的项目，相关团队正在评估，以当地制造商生产的、碳排放已降低的近零排放钢材替代所需钢材数量的10%，在技术和商业上是否可行。

Consolidated Contractors Group业务发展经理Saji Khoury表示：“CCC正在倡导并引领中东和北非地区的钢材脱碳。”

展望未来

迈向净零排放的转型将对资源产生重大影响，所需的氢气和电力投入将大幅增加，而煤炭则将急剧减少。

本十年的关键行动是扩大近零排放炼钢项目的储备。为此，政策制定者需要营造公平的竞争环境并支持第一批项目；行业需要加快近零排放钢材的供应和需求增长；金融机构则必须利用新的融资和降低风险的结构，以更好地将资本导向近零排放项目。