钢铁是现代世界的关键原料,从建筑到自行车无所不用,其二氧化碳排放强度很高。
钢铁行业绿色化的最大飞跃来自能源来源和生产方法,未来则指向低碳技术。
通过原料本地化,可以显著降低欧洲钢铁生产的碳足迹。
钢铁是现代世界的关键原料,从建筑到自行车无所不用,其二氧化碳排放强度很高。其生产约占 欧盟二氧化碳排放量的5%,全球约7%。
我们离不开它。那么,我们如何与它共存?我们需要实现跨越——宏大、昂贵且复杂的跨越,并为绿色钢铁带来巨大回报。同时,我们也需要迈出更小、更容易且更快的步伐,走向更绿色的钢铁。
大规模变革,例如从燃气照明转向电照明,可能需要数十年才能实施,并涉及大规模的新基础设施。但渐进式改进同样可以产生重大影响,而且实施简单、成本低廉。例如优化燃烧效率:当天然气与恰当比例的氧气混合时,便会产生现代炉灶那种高温、清洁燃烧的蓝色火焰,而非未经调节的燃烧器所产生的发黑黄色火焰。
迈出足够多的步伐,我们就能攀登高山。我们只需确保这些步伐朝向正确的方向。
欧洲绿色新政激发行动
欧洲绿色新政正促使各行业审视其流程和供应链,以更好地了解其二氧化碳排放发生在何处,以及如何缩减整体碳足迹。技术是这项工作的关键驱动力,它帮助企业收集所需数据,不仅来自其自身运营,也来自其整个供应链。 企业需要数据,以确保其步伐朝向正确的方向。
对于钢铁行业而言,绿色化的最大飞跃来自能源来源和生产方法,未来则指向低碳技术,例如以氢气驱动的直接还原铁(DRI)生产,而非燃煤高炉(BF)。
欧洲约60%的钢铁生产基于以铁矿石为原料的高炉铁水工艺,每吨钢约产生1.9吨二氧化碳排放。其余 40%的欧洲钢铁产量来自以天然气为燃料的直接还原铁工艺,其中部分使用回收废钢作为原料,每吨钢的二氧化碳排放量相对较低,为1.4-0.4吨。重要的是,这种使用再生材料、更具循环性的工艺更为绿色,但所得金属被认为品质较差,仅适用于某些特定用途。
绿色氢可助力绿色钢铁
实现钢铁绿色化的最大飞跃,需要以氢气取代直接还原铁装置中的天然气。但并非任何氢气都可以,必须是“绿色”氢。目前,绝大多数氢气是通过 使用天然气的工艺生产的。 这被称为“灰色”氢。要真正实现直接还原铁装置的绿色化,必须以通过电解水制取的绿色氢为原料,其电解所用电力来自风能、太阳能等可再生能源。
欧洲的下一代钢铁生产正聚焦于此。通过使用绿色氢和直接还原铁生产回路,目标是弥补高炉工艺每吨钢约1.3吨二氧化碳的排放差距。这一巨大转变预计需要超过 1800亿欧元的投资,用于钢铁厂、氢气电解槽以及额外的可再生能源。
1800亿欧元是一笔巨额投资。要调动如此庞大的资本,尤其是在高利率环境下,需要政府支持、监管威胁与商业魄力交织而成的复杂网络。相关工作已经启动,但需要数年时间。
与此同时,我们可以采取哪些措施?
这是Aethel Mining近期提出的问题,该公司运营着欧洲第二大铁矿床。Aethel Mining使用Dorae——世界经济论坛全球创新者,也是此前的技术先锋——提供的软件来管理其大部分日常运营及产品规划工作。Aethel Mining利用其通过Dorae采集的信息(从机器运行时长到实验室结果及物流流转,无所不包),计算了其自身运营及其潜在分销路径的碳足迹,并与钢铁的其他供应链进行了比较。
结论如何?洞见在于:欧洲钢铁生产的碳足迹可以通过原料本地化得到显著降低。

世界上很大一部分钢铁产自中国。除了将铁矿石转化为生铁、再转化为钢铁所需的能源外,矿石还必须运抵加工地点。一次节奏高效的大型矿砂船(Capesize)往返航程,从巴西运载铁矿石至中国,约需90天,并消耗近3500公吨燃料油。这相当于约 该航程约产生1.05万吨二氧化碳,另有0.11吨二氧化碳(按每吨由矿石生产的金属计)。
减少这一排放负担或许不是巨大的飞跃,但却是有意义的一步。通过从欧洲腹地供应铁矿石,Aethel Mining可为欧洲钢铁生产带来二氧化碳减排。0.11吨只是新能源和工业基础设施所要减排的二氧化碳量中的一小部分,但它现在即可实现,无需等待数年,也无需1800亿欧元。事实上,它还能节省运输成本,而且距离近使供应链更加可靠。
正如法拉第和本生在19世纪所做的那样,我们可以收集并关联信息,在火这样基础的事物或供应商的选择上做出渐进式改进。技术可以帮助我们更广泛、更深入地撒下信息之网,并更快行动,因此我们可以在数十年推进更大飞跃的同时,迈出更小的眼前步伐,以实现可持续发展。






