鋼鐵行業(yè)是全球二氧化碳排放的重要來(lái)源之一。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年，全球鋼鐵工業(yè)排放的二氧化碳占比達(dá)到7%左右。鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)工藝需要還原氧化鐵來(lái)得到鐵，被列為難以減排二氧化碳的工業(yè)行業(yè)。由于很多國(guó)家都已經(jīng)提出了自身的碳中和目標(biāo)，鋼鐵工業(yè)尋求“零碳排放”的技術(shù)路徑和示范項(xiàng)目也在快速推進(jìn)中。
歐洲的鋼鐵企業(yè)對(duì)于氫基煉鋼的技術(shù)研究較早，也擁有很多氫基煉鋼技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，歐洲鋼鐵企業(yè)在氫基煉鋼技術(shù)研發(fā)和示范項(xiàng)目方面處于領(lǐng)先地位。根據(jù)歐盟研究團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果，如果電價(jià)低于2.2歐分/千瓦時(shí)（1歐元=100歐分，1歐元≈1.1134美元），那么氫基煉鋼將成為成本最低的實(shí)現(xiàn)“零碳煉鋼”的技術(shù)方式。目前在歐盟實(shí)現(xiàn)2.2歐分/千瓦時(shí)的綠電采購(gòu)還有困難，而北非的太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本已經(jīng)遠(yuǎn)低于2.2歐分/千瓦時(shí)，因而有學(xué)者推測(cè)歐洲地區(qū)鋼鐵企業(yè)有可能利用北非的綠氫生產(chǎn)鋼鐵。
CCS（碳捕獲與封存）和CCU（碳捕獲與利用）是全球主要國(guó)家和地區(qū)都在嘗試研究的工藝。碳捕獲相關(guān)技術(shù)研發(fā)目前主要集中于減少能耗和降低成本。高爐等工序是應(yīng)用碳捕獲技術(shù)的適宜場(chǎng)景之一，可以實(shí)現(xiàn)高效碳捕獲。然而，煉鋼工序中的二氧化碳排放點(diǎn)較多，研究學(xué)者通常認(rèn)為高爐長(zhǎng)流程利用碳捕獲技術(shù)減排二氧化碳的捕獲率為80%。因此，未來(lái)高爐長(zhǎng)流程工序的設(shè)計(jì)需要考慮碳捕獲技術(shù)設(shè)計(jì)，將排放二氧化碳的工序設(shè)置在較為集中的區(qū)域，以適應(yīng)更高效率的二氧化碳捕獲。
各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的不同政策也導(dǎo)致各地“零碳鋼鐵”技術(shù)的研發(fā)進(jìn)度有所不同。在歐盟，鋼鐵企業(yè)已經(jīng)被納入碳市場(chǎng)交易范圍中。到2024年7月份，歐盟區(qū)域的碳交易價(jià)格為68.3歐元/噸二氧化碳（約合76.03美元/噸二氧化碳）。有學(xué)者表示，這樣的碳價(jià)已經(jīng)可以在歐洲地區(qū)啟動(dòng)“零碳鋼鐵項(xiàng)目”。然而，歐洲新增鋼鐵產(chǎn)能有限，未來(lái)歐洲鋼鐵實(shí)現(xiàn)“零碳排放”將主要依賴(lài)既有鋼鐵企業(yè)的改造升級(jí)，以避免較大的轉(zhuǎn)型成本。國(guó)際鋼鐵企業(yè)基本都設(shè)立了“到2050年實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)營(yíng)碳中和”的目標(biāo)，對(duì)“零碳”技術(shù)的研發(fā)相對(duì)走在前列，如安賽樂(lè)米塔爾等。
從全球范圍來(lái)看，在各國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)下的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，鋼鐵工業(yè)也將實(shí)現(xiàn)自身的“零碳轉(zhuǎn)型”。這樣的轉(zhuǎn)型由技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動(dòng)。此外，世界各地的綠色電力和清潔能源的供應(yīng)模式不斷調(diào)整，將再次改變?nèi)蜾撹F工業(yè)布局，各地區(qū)鋼鐵產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力也將有所改變。未來(lái)，鋼鐵工業(yè)“零碳轉(zhuǎn)型”的技術(shù)路徑已經(jīng)比較清晰，新的轉(zhuǎn)型帶來(lái)的新一層面的競(jìng)爭(zhēng)將成為各國(guó)鋼鐵企業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)。
隨著電力系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)型，電爐鋼成為鋼鐵企業(yè)的首選，且有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。未來(lái)，以綠氫為基礎(chǔ)的鋼鐵冶煉工藝也將較快發(fā)展，對(duì)于氫基煉鋼而言，重要的是選擇綠色電力價(jià)格實(shí)惠的地區(qū)進(jìn)行制氫，建議鋼鐵企業(yè)盡早做出相關(guān)戰(zhàn)略安排。
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