如何推进全球钢铁工业低碳转型？——由全球平均温度持续上升引发的思考

欧洲联盟气候监测机构哥白尼气候变化服务局近期发布的公报指出，2023年5月份—2024年4月份全球温升数值达到1.61摄氏度，2023年6月份—2024年5月份温升数值达到1.63摄氏度。世界气象组织(WMO)也于近期发布的新闻公报也指出，2023年全球平均温升数值和工业化前相比达到1.45摄氏度。这些数据的公布让“应对气候变化”变得更加紧迫。

联合国政府间气候变化专门委员会发布报告称，仍有可能到2030年将全球温室气体排放量比2010年至少减少一半。然而，目前世界正处于一个“机不可失、时不再来”的十字路口，除非现在就采取行动，否则不可能实现《巴黎协定》提出的将全球平均气温较工业化前水平升幅尽可能控制在1.5摄氏度以内的目标。

钢铁行业是全球二氧化碳排放的重要来源之一。相关统计数据显示，2022年，全球钢铁工业排放的二氧化碳占比达到7%左右。钢铁工业的生产工艺需要还原氧化铁来得到铁，被列为难以减排二氧化碳的工业行业。由于很多国家都已经提出了自身的碳中和目标，钢铁工业寻求“零碳排放”的技术路径和示范项目也在快速推进中。

欧洲的钢铁企业对于氢基炼钢的技术研究较早，也拥有很多氢基炼钢技术的知识产权。目前，欧洲钢铁企业在氢基炼钢技术研发和示范项目方面处于领先地位。根据欧盟研究团队研究结果，如果电价低于2.2欧分/千瓦时(1欧元=100欧分，1欧元≈1.1134美元)，那么氢基炼钢将成为成本最低的实现“零碳炼钢”的技术方式。目前在欧盟实现2.2欧分/千瓦时的绿电采购还有困难，而北非的太阳能光伏发电成本已经远低于2.2欧分/千瓦时，因而有学者推测欧洲地区钢铁企业有可能利用北非的绿氢生产钢铁。

CCS(碳捕获与封存)和CCU(碳捕获与利用)是全球主要国家和地区都在尝试研究的工艺。碳捕获相关技术研发目前主要集中于减少能耗和降低成本。高炉等工序是应用碳捕获技术的适宜场景之一，可以实现高效碳捕获。然而，炼钢工序中的二氧化碳排放点较多，研究学者通常认为高炉长流程利用碳捕获技术减排二氧化碳的捕获率为80%。因此，未来高炉长流程工序的设计需要考虑碳捕获技术设计，将排放二氧化碳的工序设置在较为集中的区域，以适应更高效率的二氧化碳捕获。

各个国家和地区的不同政策也导致各地“零碳钢铁”技术的研发进度有所不同。在欧盟，钢铁企业已经被纳入碳市场交易范围中。到2024年7月份，欧盟区域的碳交易价格为68.3欧元/吨二氧化碳(约合76.03美元/吨二氧化碳)。有学者表示，这样的碳价已经可以在欧洲地区启动“零碳钢铁项目”。然而，欧洲新增钢铁产能有限，未来欧洲钢铁实现“零碳排放”将主要依赖既有钢铁企业的改造升级，以避免较大的转型成本。国际钢铁企业基本都设立了“到2050年实现企业运营碳中和”的目标，对“零碳”技术的研发相对走在前列，如安赛乐米塔尔等。

从全球范围来看，在各国实现碳中和目标下的能源转型进程中，钢铁工业也将实现自身的“零碳转型”。这样的转型由技术进步驱动。此外，世界各地的绿色电力和清洁能源的供应模式不断调整，将再次改变全球钢铁工业布局，各地区钢铁产品的竞争力也将有所改变。未来，钢铁工业“零碳转型”的技术路径已经比较清晰，新的转型带来的新一层面的竞争将成为各国钢铁企业面临的新挑战。

随着电力系统不断转型，电炉钢成为钢铁企业的首选，且有明显的成本优势。未来，以绿氢为基础的钢铁冶炼工艺也将较快发展，对于氢基炼钢而言，重要的是选择绿色电力价格实惠的地区进行制氢，建议钢铁企业尽早做出相关战略安排。