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中國鐵合金網訊：

 

Andrew Purvis, 安全、環境與技術部部長，世界鋼鐵協會

 

溫達興, 公共交流與事務部部長，世界鋼鐵協會

 

在許多方面，工業史是我們社會的反映。工業革命以來，鋼鐵生產一直以煤炭作為能源。但是現在，這種情況正在改變。

 

像其他行業一樣，鋼鐵行業也在轉型，鋼鐵行業的產品和服務所要面對的是一個大幅降低二氧化碳和其它溫室氣體排放的未來。  

 

關于這種轉型，相關用語尚未明確，因此不同利益方使用的表述方式存在很大差異。

 

這些表述方式往往可以互換，但有時，其所指向的東西卻截然不同。 關于“綠色鋼材”，我們該如何看待這一表達日益多樣化的使用呢？對一部分人而言，“綠色鋼材”只是一個營銷術語，既沒有定義，也沒有范圍。還有另一個極端，一部分人認為，“綠色鋼材”是一個需要認證的術語，這個術語需要覆蓋可持續發展的全部范疇。

 

然而，問題還不僅僅是“綠色鋼材”。我所指的“綠色鋼材”，是不是你所指的“潔凈鋼”或“零碳鋼”？“凈零碳鋼”、“零碳鋼”以及“低碳鋼”之間的分界線究竟在哪里？

 

在世界鋼鐵協會，我們正在制定一些定義，以便在討論這些話題時，澄清我們所表達的含義。

 

我們的行業以及我們的會員單位正在努力開發和啟動一個全新的鋼鐵產品系列，與過去相比，該系列產品產生的碳負荷將低得多。采用科學技術和實踐經驗生產的低碳排放鋼，相比傳統方式污染物的排放顯著降低。

 

2021年，雖然大部分鋼材都使用化石燃料作還原劑進行生產，

 

巴西綠色鋼鐵公司正在使用百分百木炭，生產低碳排放鋼鐵產品。

安賽樂米塔爾公司正在比利時根特興建一處大型設施，將鋼廠的廢氣轉化為乙醇，轉化后的乙醇用途廣泛，可用于生產合成燃料等。2018年，中國首鋼集團也開始運營一處類似的商業性設施，第一年就生產出3000萬升可用于銷售的乙醇。

位于阿聯酋的酋長國鋼鐵公司，每年從煉鐵工廠產生的二氧化碳富集煤氣中捕獲80萬噸二氧化碳，然后將其注入成熟的油田進行永久封存。

耶弗拉茲集團設在美國科羅拉多州的洛基山鋼鐵公司正在從煤炭轉向太陽能。它將成為該國規模最大的就地配套的太陽能發電廠，專門為單一客戶服務。

河鋼集團，作為中國一家領先的鋼鐵企業，正在興建一座120萬噸/年產能的氫冶金直接還原鐵示范項目。該項目將使用綠氫和藍氫技術，為鋼鐵生產工藝探索一條零碳排放路線。 

紐柯鋼鐵公司在美國密蘇里州興建的小型鋼鐵廠，是美國首個以風能作為能源的鋼鐵廠。該廠是紐柯鋼鐵公司與當地公用事業公司的合作項目，在雙方達成電力采購協議后，將為鋼鐵廠供應電力。

塔塔鋼鐵公司正在通過HIsarna項目，開發新式熔融冶煉技術。HIsarna技術可在不使用煉焦爐或燒結設施的情況下生產鐵，并且產生的二氧化碳富集煤氣完美地適合CCS技術。

蒂森克虜伯公司和日本制鐵兩家公司已經啟動一系列高爐氫利用的測試，目的是大幅降低鋼鐵生產過程中排放的二氧化碳。

 

所有上述采用科學技術生產的鋼材都可以視為低碳排放鋼材，當然隨著法規、社會期望值以及科技的變化，今天的低碳排放鋼可能與2050年的低碳排放鋼不可同言而語。

 

除此之外，在行業和利益相關方內部，還存在許多其他的表述方式，用于表達采用新一代生產技術生產的鋼鐵產品。

 

世界鋼鐵協會傾向于使用“低碳鋼”（low-carbon steel），如同“低碳電”一樣，我們認為該術語更加方便直觀理解，并且含義清晰。

 

許多團體也在使用和闡述“綠色鋼”，通常在營銷環保意識更強的新款產品時使用。它主要指采用突破性技術生產的鋼材、利用廢鋼生產的鋼材、再利用和再制造的鋼材，以及通過購買碳排放指標或碳匯生產的傳統鋼材。鑒于“綠色鋼”自身含義的不確定性和多樣性，世界鋼鐵協會將不采用“綠色鋼”這種表述方式。 

 

要實現真正的“零碳”，鋼鐵生產過程中將不能排放任何二氧化碳。這是一個門檻極高的標準，難以想象在2021年會有某一生產技術能夠達到這一標準。

 

許多技術雖然正在朝著這個方向發展，但“零碳”過于絕對，如果不使用碳匯來抵消殘余的碳排放，那么很有可能無法實現。在供應鏈中，由于使用含碳電極，或者關聯工藝中使用天然氣，可能會產生殘余的碳排放。

 

最后，鋼最終還需要含有部分碳，這也是鋼材與純鐵的區別。雖然這種核心的合金化碳可以取自非化石能源，然而碳的存在足以表明所謂“零碳鋼”這一術語的不恰當性。

 

不過，如果鋼材生產時排放到大氣中的溫室氣體與利用碳匯設施從大氣中收集的排放物能夠取得平衡，那么這種鋼材就可以被稱作“凈零碳鋼”或“碳中和鋼”。

 

為實現真正意義的碳中和，“凈零碳鋼的”生產可能需要在其他部門進行抵償。如果生產企業認為自己實現了碳中和，那么就要保證自己生產邊界的透明、統計方法系的透明以及所采用的抵償辦法的高質量和高可信度，這一點至關重要。

 

少數幾家鋼鐵企業已在開始推廣“零化石燃料鋼”。所謂“零化石燃料鋼”，指鋼材生產過程中，既沒有使用任何化石燃料（例如煤炭或天然氣），也沒有使用任何化石燃料的衍生能源。

 

所有“零化石燃料鋼”都是低碳鋼材，但不是所有低碳鋼材都可以被稱為“零化石燃料鋼”。例如，對于采用碳捕獲和碳存儲技術（CCS）生產的低碳鋼材，它可能仍在使用天然氣或煤炭，但沒有排放二氧化碳。如果采用生物質能，則要確保生物質能是負責任的采購[1]。

 

 “潔凈鋼”是鋼鐵行業使用的一個術語，指含有較低水平雜質、氧化物、摻雜物的鋼材，或者含有較低或超低水平金屬溶解碳的鋼材。這個詞已經普遍使用，世界鋼鐵協會曾在2004年《潔凈鋼生產工藝技術》中使用，并且含義特定。因此，在氣候變化背景下，世界鋼鐵協會沒有使用“潔凈鋼”一詞。

 

 “零碳鋼”也是一個難以處理的詞，無論如何，不含碳的鋼就是鐵，為達到特定批次對鋼材屬性的要求，鋼材的碳含量要精確控制。氫還原鐵需要添加碳，這樣才能通過精煉工藝，把鐵變成鋼。

 

在氣候變化對話中，往往談到社會的脫碳需求。世界鋼鐵協會一般不會使用“脫碳”一詞表示鋼鐵生產，因為只有鋼材生產過程中的排放物需要消除溫室氣體/二氧化碳，而不是鋼材生產工藝本身需要消除溫室氣體/二氧化碳。

 

許多有前途的突破性技術還要使用碳作為化學還原劑，但要防止有害的溫室氣體被排入大氣。所以，雖然我們行業的排放物將最終脫碳，但煉鐵工藝本身可能不會脫碳。

 

有別于傳統的高爐、直接還原鐵或電爐技術，突破性技術以完全不同的方式生產低碳排放鋼材。目前正在開發的突破性技術包括：氫還原技術、CCS應用技術、鐵礦石電解技術、碳捕獲、利用和存儲成套技術（CCUS）以及其他新的冶煉還原工藝等。

 

氫是一種關鍵的媒介物質，可以顯著降低鋼鐵行業的溫室氣體排放，世界鋼鐵協會許多會員企業都在探索該技術方案。根據氫的減碳能力，氫往往被賦予某種顏色。

 

當世界鋼鐵協會提及低碳氫時，我們具體指：

 

綠氫：使用可再生電力，通過電解水產生。

藍氫：綜合使用蒸汽甲烷轉化技術和CCS技術，利用天然氣制成。

另外，還有使用其他低碳電力（例如，核電），利用電解作用生產的氫，或者使用CCS技術生產的氫。我們也把這一工藝作為低碳工藝考慮。

化石氫：利用無衰減化石燃料生產的氫，主要有：

灰氫：使用蒸汽甲烷轉化工藝，利用天然氣生產的氫；由于該工藝不使用CCS技術，因此二氧化碳被排入大氣。

棕氫或黑氫：使用煤炭氣化技術生產的氫，這種顏色的氫產生的溫室氣體顯著高于其他顏色的氫。

 

 “能效升級”項目是世界鋼鐵協會制定的一個4步驟效率評估流程。該項目旨在提高目前的鋼鐵生產效率，幫助會員企業達到世界優秀績效廠區的水平。“能效升級”項目是一個過渡性計劃，并不能為鋼鐵行業提供應對氣候變化挑戰的解決方案。

 

[1] 關于生物質能的負責任購買，存在許多認證方案，例如，林業管理委員會認證：主頁 | 林業管理委員會（fsc.org） 

 

內容來源：世界鋼鐵協會