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全球鋼鐵企業的脫碳戰略與路徑


大多數鋼鐵生產商的目標是到2050年實現碳中和,但其中期目標和戰略因設施水平、當前排放水平、運營地區、監管框架和脫碳激勵措施的不同而各異。目前還沒有現成的單一解決方案,各類技術也在不斷開發完善。

歐盟地區

就當前而言,歐洲鋼廠在脫碳方面走在了前列,但在排放效率方面卻落后于美國和中東地區的鋼廠。

瑞典鋼鐵公司(SSAB)的目標是在2030年左右實現碳中和。該公司將通過使用瑞典礦業公司LKAB的無化石鐵礦石原料、可再生能源,以及在鐵礦石還原過程中使用氫氣代替煤炭,消除價值鏈中的碳排放。SSAB正在逐步采用新的電弧爐取代現有的高爐-轉爐。2021年,SSAB從其中試項目中交付了第一批無化石鋼,工業規模的生產將于2026年開始。2024年,該公司計劃交付首批利用電力和沼氣生產的無化石碳排放再生鋼。

安賽樂米塔爾和塔塔鋼鐵歐洲公司的目標與歐盟委員會的“Fit for 55”一攬子計劃基本保持一致:到2030年在歐洲地區減排30%,到2050年實現碳中和。從長遠來看,這兩家公司將依靠使用氫氣的直接還原鐵(DRI)-電弧爐(EAF)來生產碳中和鋼材。安賽樂米塔爾正在多個工廠積極使用DRI- EAF替代現有的高爐-轉爐設備。該公司還在其位于漢堡的DRI- EAF鋼廠(歐洲唯一的DRI- EAF鋼廠)嘗試用氫氣替代煤氣。

蒂森克虜伯希望到2045年實現碳中和。與同行不同,該公司的脫碳戰略采用電熔化爐來取代高爐,將熔融鐵水轉變為粗鋼,然后再用于轉爐精煉,從而生產出更復雜的鋼鐵產品,這也是蒂森克虜伯繼續關注的重點。

奧托昆普自有豐富的鉻鐵資源、高鐵含量的回收材料和低碳電力,因此,該公司碳排放水平較低。

土耳其

埃雷利鋼鐵公司(Erdemir)正在研究旗下高爐-轉爐工廠碳減排的各種方案,但迄今尚未宣布脫碳計劃,該公司更加關注土耳其本土市場。

北美地區

在美國,采用高度依賴廢鋼或以直接還原鐵為原料的電弧爐鋼鐵企業在能源轉型方面通常處于更有利的位置,因此碳排放量已經很低,但其高爐-轉爐設備的平均噸鋼碳排放高于歐洲設備。美國鋼鐵公司和克利夫蘭-克利夫斯公司等以高爐為主打設備,而紐柯鋼鐵公司則更注重電弧爐。美國生產商的中期排放目標依賴于通過碳捕獲與儲存(CCS)技術進一步提高效率,以及更多使用直接還原鐵和無碳能源。美國各鋼鐵公司正在評估實現無碳的各種方案,其中包括氫能的有效利用。

巴西

蓋爾道鋼鐵公司在巴西和美國的大部分業務都以電弧爐工藝為基礎,與全球同行相比,其碳排放量低于平均水平。該公司計劃到2050年實現碳中和,目前正在評估各種方案。

巴西國家黑色冶金公司(CSN)擁有包括采礦、鋼鐵和水泥生產在內的綜合業務,并計劃通過價值鏈的協同效應減少部分碳排放。DRI-EAF需要高品位的鐵礦石,因此,對原材料的控制將是有益的。其長期目標是到2044年實現以氫氣為基的碳中和煉鋼。

目前對可再生能源的投資仍然是CSN和蓋爾道的重點。CSN收購了多個可再生能源資產,以實現可再生能源的完全自給自足,而蓋爾道正在建設自己的太陽能設施。

亞洲地區

中國寶武鋼鐵集團承諾,到2035年將比2020年減排30%,到2050年實現碳中和。該集團今后將重點關注富氫碳回收高爐、增加廢鋼使用量、CCS和其他脫碳途徑。

河鋼集團將實現2025年較碳排放峰值降低10%,2030年較碳排放峰值降低30%,并最終在2050年實現碳中和。中國的其他大型企業也計劃與全球大型礦商合作,共同開發低碳技術,以降低高爐-轉爐工藝和整個價值鏈的排放量。

印度政府計劃到2070年實現凈零排放,但主要生產商的目標更為遠大。印度鋼鐵生產商認為,擴大可再生能源和氫能是脫碳戰略的根基。碳密集度較低的方案(如電弧爐、直接還原鐵和氫氣噴吹)的資本支出持續上升,更多的項目也在相繼推出,但缺乏廢鋼資源則是制約電弧爐設施運營的因素之一。

韓國浦項控股集團計劃到2030年減排10%,到2040年減排50%。為了到2050年實現凈零排放,該公司計劃在電弧爐和流化還原爐中使用基于氫氣還原的碳中和技術。


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