來源：科技日報

據(jù)德國《商報》報道，鋼鐵行業(yè)未來的畫卷正在德國薩爾茨吉特市徐徐展開。薩爾茨吉特鋼鐵制造公司最近宣布，計劃今年向4家梅賽德斯工廠提供綠色鋼鐵。與傳統(tǒng)鋼鐵相比，綠色鋼鐵的碳足跡將下降66%。

隨著世界各國紛紛制訂碳中和目標(biāo)，人們對綠色鋼鐵的需求正與日俱增。歐盟也在向鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)施加壓力，促使其競相轉(zhuǎn)型研發(fā)綠色鋼鐵。

鋼鐵生產(chǎn)碳排放巨大

幾十年來，鋼鐵生產(chǎn)一直是二氧化碳排放最大的來源之一。僅德國最大的鋼鐵制造商蒂森克虜伯目前的二氧化碳排放量就達(dá)到2000萬噸左右，占德國總排放量的近3%；德國鋼鐵行業(yè)總共排放約4000萬噸二氧化碳，占德國工業(yè)總排放量的30%。如果沒有深刻的技術(shù)變革，這些二氧化碳無法消除。

據(jù)世界權(quán)威能源咨詢機(jī)構(gòu)伍德曼肯茲發(fā)布的報告，目前，鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放總量的7%。如果想將全球升溫控制在比工業(yè)化前高2攝氏度的水平，全球鋼鐵行業(yè)目前的碳排放需下降70%。這意味著全球鋼鐵行業(yè)排放量將從2020年的30億噸二氧化碳當(dāng)量減少到2050年的7.8億噸。

伍德曼肯茲高級分析師米希爾·沃拉表示，預(yù)計2020年至2050年間，全球鋼鐵需求將增長23%，達(dá)到23億噸，“鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放降低70%是一個極具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)，我們將需要采取更多措施，比如通過使用氫等創(chuàng)新性煉鋼新途徑來控制排放。”

市場呼喚綠色鋼鐵

有鑒于此，歐盟向域內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)施加了轉(zhuǎn)型壓力，要求其強(qiáng)制購買污染權(quán)。此外，包括汽車制造商在內(nèi)的越來越多的客戶，現(xiàn)在也呼吁鋼鐵供應(yīng)商未來以氣候中和的方式進(jìn)行生產(chǎn)，并要貫穿價值鏈的所有階段。

戴姆勒公司已計劃到2039年讓其供應(yīng)鏈實現(xiàn)脫碳，并要求供應(yīng)商以碳中和的方式進(jìn)行生產(chǎn)。全球可持續(xù)發(fā)展智庫伍珀塔爾氣候環(huán)境和能源研究所的弗曼雷德·菲舍迪克認(rèn)為，在未來幾年內(nèi)，“應(yīng)該有足夠多的綠色鋼材來啟動氣候友好型的汽車生產(chǎn)。”

在此背景下，歐洲鋼鐵企業(yè)紛紛開始研制綠色鋼鐵。薩爾茨吉特公司已經(jīng)開始研制綠色鋼鐵，今年將向梅賽德斯—奔馳公司供應(yīng)少量此類產(chǎn)品，用于汽車車身結(jié)構(gòu)。該公司還與礦業(yè)公司英美資源集團(tuán)合作優(yōu)化鐵礦石產(chǎn)品，以減少碳足跡。該公司希望2025年年底前開發(fā)出氫基鋼。該公司目前每年的二氧化碳排放量為800萬噸，希望到2030年將排放量減少50%，到2050年減少95%。

據(jù)報道，2016年春季成立的HYBRIT公司，旨在開發(fā)世界上第一種無礦物煉鋼技術(shù)。第一家規(guī)?；?ldquo;HYBRIT”示范工廠2020年在瑞典呂勒奧破土動工，計劃于2026年建成。屆時，氫氣將代替碳作為還原劑和能量載體，大大降低二氧化碳排放。

意大利達(dá)涅利集團(tuán)、萊奧納多公司和薩伊博姆公司3家企業(yè)則宣布聯(lián)手將鋼鐵產(chǎn)業(yè)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色產(chǎn)業(yè)。這3家企業(yè)已簽署一項框架協(xié)議，共同參與鋼鐵行業(yè)能源密集型初級工廠的可持續(xù)改造項目。3家公司將聯(lián)合提供技術(shù)和服務(wù)，以減少鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放，建立符合歐盟減排目標(biāo)的可持續(xù)創(chuàng)新模式。

今年4月，沃爾沃公司宣布，它將使用“HYBRIT”鋼鐵產(chǎn)品來生產(chǎn)概念車，并力爭在2026年成為第一家大規(guī)模使用綠色鋼鐵生產(chǎn)汽車的公司。

成本高是巨大挑戰(zhàn)

不過，綠色鋼鐵的研制仍有重大挑戰(zhàn)需要克服，其中最重要的挑戰(zhàn)是氫電解需要消耗大量電力。比如，按瑞典盧奧薩山—基律納山公司估計，要使該公司完全轉(zhuǎn)向氫基直接還原法生產(chǎn)鋼鐵，將需要約85億瓦的可再生能源，這比瑞典目前安裝的水電和風(fēng)能項目提供的總能源還多33%。

此外，氫基直接還原工廠的興起也將推動對電解槽的驚人需求。彭博社最近的一項分析指出，到2050年所需的大部分電解產(chǎn)能目前還尚未規(guī)劃。不過，許多行業(yè)觀察家預(yù)計，通過學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大將進(jìn)一步降低電解槽的成本，從而降低其生產(chǎn)氫氣的成本。

業(yè)內(nèi)人士強(qiáng)調(diào)，與所有快速增長的行業(yè)一樣，無化石燃料的鋼鐵行業(yè)預(yù)計將快速實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型，“就工業(yè)脫碳而言，我們面前的這十年將是一個高速發(fā)展的十年。每個人都在爭先恐后地進(jìn)入市場并爭取率先擴(kuò)大規(guī)模。”