2021-08-23 08:25:31 科技日报 　 作者： 刘 霞  

科技创新世界潮

据德国《商报》报道，钢铁行业未来的画卷正在德国萨尔茨吉特市徐徐展开。萨尔茨吉特钢铁制造公司最近宣布，计划今年向4家梅赛德斯工厂提供绿色钢铁。与传统钢铁相比，绿色钢铁的碳足迹将下降66%。

随着世界各国纷纷制订碳中和目标，人们对绿色钢铁的需求正与日俱增。欧盟也在向钢铁生产行业施加压力，促使其竞相转型研发绿色钢铁。

钢铁生产碳排放巨大

几十年来，钢铁生产一直是二氧化碳排放最大的来源之一。仅德国最大的钢铁制造商蒂森克虏伯目前的二氧化碳排放量就达到2000万吨左右，占德国总排放量的近3%；德国钢铁行业总共排放约4000万吨二氧化碳，占德国工业总排放量的30%。如果没有深刻的技术变革，这些二氧化碳无法消除。

据世界权威能源咨询机构伍德曼肯兹发布的报告，目前，钢铁行业的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放总量的7%。如果想将全球升温控制在比工业化前高2摄氏度的水平，全球钢铁行业目前的碳排放需下降70%。这意味着全球钢铁行业排放量将从2020年的30亿吨二氧化碳当量减少到2050年的7.8亿吨。

伍德曼肯兹高级分析师米希尔·沃拉表示，预计2020年至2050年间，全球钢铁需求将增长23%，达到23亿吨，“钢铁行业的二氧化碳排放降低70%是一个极具挑战性的目标，我们将需要采取更多措施，比如通过使用氢等创新性炼钢新途径来控制排放。”

市场呼唤绿色钢铁

有鉴于此，欧盟向域内钢铁生产行业施加了转型压力，要求其强制购买污染权。此外，包括汽车制造商在内的越来越多的客户，现在也呼吁钢铁供应商未来以气候中和的方式进行生产，并要贯穿价值链的所有阶段。

戴姆勒公司已计划到2039年让其供应链实现脱碳，并要求供应商以碳中和的方式进行生产。全球可持续发展智库伍珀塔尔气候环境和能源研究所的弗曼雷德·菲舍迪克认为，在未来几年内，“应该有足够多的绿色钢材来启动气候友好型的汽车生产。”

在此背景下，欧洲钢铁企业纷纷开始研制绿色钢铁。萨尔茨吉特公司已经开始研制绿色钢铁，今年将向梅赛德斯—奔驰公司供应少量此类产品，用于汽车车身结构。该公司还与矿业公司英美资源集团合作优化铁矿石产品，以减少碳足迹。该公司希望2025年年底前开发出氢基钢。该公司目前每年的二氧化碳排放量为800万吨，希望到2030年将排放量减少50%，到2050年减少95%。

据报道，2016年春季成立的HYBRIT公司，旨在开发世界上第一种无矿物炼钢技术。第一家规模化“HYBRIT”示范工厂2020年在瑞典吕勒奥破土动工，计划于2026年建成。届时，氢气将代替碳作为还原剂和能量载体，大大降低二氧化碳排放。

意大利达涅利集团、莱奥纳多公司和萨伊博姆公司3家企业则宣布联手将钢铁产业逐步转变为绿色产业。这3家企业已签署一项框架协议，共同参与钢铁行业能源密集型初级工厂的可持续改造项目。3家公司将联合提供技术和服务，以减少钢铁生产过程中的二氧化碳排放，建立符合欧盟减排目标的可持续创新模式。

今年4月，沃尔沃公司宣布，它将使用“HYBRIT”钢铁产品来生产概念车，并力争在2026年成为第一家大规模使用绿色钢铁生产汽车的公司。

成本高是巨大挑战

不过，绿色钢铁的研制仍有重大挑战需要克服，其中最重要的挑战是氢电解需要消耗大量电力。比如，按瑞典卢奥萨山—基律纳山公司估计，要使该公司完全转向氢基直接还原法生产钢铁，将需要约85亿瓦的可再生能源，这比瑞典目前安装的水电和风能项目提供的总能源还多33%。

此外，氢基直接还原工厂的兴起也将推动对电解槽的惊人需求。彭博社最近的一项分析指出，到2050年所需的大部分电解产能目前还尚未规划。不过，许多行业观察家预计，通过学习曲线效应，生产规模的不断扩大将进一步降低电解槽的成本，从而降低其生产氢气的成本。

业内人士强调，与所有快速增长的行业一样，无化石燃料的钢铁行业预计将快速实现工业转型，“就工业脱碳而言，我们面前的这十年将是一个高速发展的十年。每个人都在争先恐后地进入市场并争取率先扩大规模。”