全球钢铁企业的脱碳战略与路径

大多数钢铁生产商的目标是到2050年实现碳中和,但其中期目标和战略因设施水平、当前排放水平、运营地区、监管框架和脱碳激励措施的不同而各异。目前还没有现成的单一解决方案,各类技术也在不断开发完善。欧盟地区就当前而言,欧洲钢厂在脱碳方面走在了前列,但在排放效率方面却落后于美国和中东地区的钢厂。瑞典钢铁公司(SSAB)的目标是在2030年左右实现碳中和。该公司将通过使用瑞典矿业公司LKAB的无化石铁矿石原料、可再生能源,以及在铁矿石还原过程中使用氢气代替煤炭,消除价值链中

大多数钢铁生产商的目标是到2050年实现碳中和,但其中期目标和战略因设施水平、当前排放水平、运营地区、监管框架和脱碳激励措施的不同而各异。目前还没有现成的单一解决方案,各类技术也在不断开发完善。

欧盟地区

就当前而言,欧洲钢厂在脱碳方面走在了前列,但在排放效率方面却落后于美国和中东地区的钢厂。

瑞典钢铁公司(SSAB)的目标是在2030年左右实现碳中和。该公司将通过使用瑞典矿业公司LKAB的无化石铁矿石原料、可再生能源,以及在铁矿石还原过程中使用氢气代替煤炭,消除价值链中的碳排放。SSAB正在逐步采用新的电弧炉取代现有的高炉-转炉。2021年,SSAB从其中试项目中交付了第一批无化石钢,工业规模的生产将于2026年开始。2024年,该公司计划交付首批利用电力和沼气生产的无化石碳排放再生钢。

安赛乐米塔尔和塔塔钢铁欧洲公司的目标与欧盟委员会的“Fitfor55”一揽子计划基本保持一致:到2030年在欧洲地区减排30%,到2050年实现碳中和。从长远来看,这两家公司将依靠使用氢气的直接还原铁(DRI)-电弧炉(EAF)来生产碳中和钢材。安赛乐米塔尔正在多个工厂积极使用DRI-EAF替代现有的高炉-转炉设备。该公司还在其位于汉堡的DRI-EAF钢厂(欧洲唯一的DRI-EAF钢厂)尝试用氢气替代煤气。

蒂森克虏伯希望到2045年实现碳中和。与同行不同,该公司的脱碳战略采用电熔化炉来取代高炉,将熔融铁水转变为粗钢,然后再用于转炉精炼,从而生产出更复杂的钢铁产品,这也是蒂森克虏伯继续关注的重点。

奥托昆普自有丰富的铬铁资源、高铁含量的回收材料和低碳电力,因此,该公司碳排放水平较低。

土耳其

埃雷利钢铁公司(Erdemir)正在研究旗下高炉-转炉工厂碳减排的各种方案,但迄今尚未宣布脱碳计划,该公司更加关注土耳其本土市场。

北美地区

在美国,采用高度依赖废钢或以直接还原铁为原料的电弧炉钢铁企业在能源转型方面通常处于更有利的位置,因此碳排放量已经很低,但其高炉-转炉设备的平均吨钢碳排放高于欧洲设备。美国钢铁公司和克利夫兰-克利夫斯公司等以高炉为主打设备,而纽柯钢铁公司则更注重电弧炉。美国生产商的中期排放目标依赖于通过碳捕获与储存(CCS)技术进一步提高效率,以及更多使用直接还原铁和无碳能源。美国各钢铁公司正在评估实现无碳的各种方案,其中包括氢能的有效利用。

巴西

盖尔道钢铁公司在巴西和美国的大部分业务都以电弧炉工艺为基础,与全球同行相比,其碳排放量低于平均水平。该公司计划到2050年实现碳中和,目前正在评估各种方案。

巴西国家黑色冶金公司(CSN)拥有包括采矿、钢铁和水泥生产在内的综合业务,并计划通过价值链的协同效应减少部分碳排放。DRI-EAF需要高品位的铁矿石,因此,对原材料的控制将是有益的。其长期目标是到2044年实现以氢气为基的碳中和炼钢。

目前对可再生能源的投资仍然是CSN和盖尔道的重点。CSN收购了多个可再生能源资产,以实现可再生能源的完全自给自足,而盖尔道正在建设自己的太阳能设施。

亚洲地区

中国宝武钢铁集团承诺,到2035年将比2020年减排30%,到2050年实现碳中和。该集团今后将重点关注富氢碳回收高炉、增加废钢使用量、CCS和其他脱碳途径。

河钢集团将实现2025年较碳排放峰值降低10%,2030年较碳排放峰值降低30%,并最终在2050年实现碳中和。中国的其他大型企业也计划与全球大型矿商合作,共同开发低碳技术,以降低高炉-转炉工艺和整个价值链的排放量。

印度政府计划到2070年实现净零排放,但主要生产商的目标更为远大。印度钢铁生产商认为,扩大可再生能源和氢能是脱碳战略的根基。碳密集度较低的方案(如电弧炉、直接还原铁和氢气喷吹)的资本支出持续上升,更多的项目也在相继推出,但缺乏废钢资源则是制约电弧炉设施运营的因素之一。

韩国浦项控股集团计划到2030年减排10%,到2040年减排50%。为了到2050年实现净零排放,该公司计划在电弧炉和流化还原炉中使用基于氢气还原的碳中和技术。

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