世界鋼鐵協(xié)會
雖然工業(yè)革命以來，鋼鐵生產(chǎn)一直以煤炭作為能源，但是像其他行業(yè)一樣，鋼鐵行業(yè)也在向著大幅降低二氧化碳和其他溫室氣體排放水平的未來轉(zhuǎn)型。然而，行業(yè)內(nèi)有關(guān)術(shù)語尚未明確定義，同一個詞可能在“我覺得”和“你覺得”之間，代表截然相反的意義。
比如，我們經(jīng)常提及“綠色鋼材”，有人認為這只是一個營銷術(shù)語，既沒有定義，也沒有范圍，想用就用；還有人認為，這是一個需要官方認證的專業(yè)術(shù)語，企業(yè)想使用這個術(shù)語界定自己產(chǎn)品，得覆蓋可持續(xù)發(fā)展的全部范疇。雖然這兩部分人群的想法都有些極端，但是究竟多“綠”的鋼材才能被稱作“綠色鋼材”？“綠色鋼材”是不是“潔凈鋼”或“零碳鋼”？“凈零碳鋼”“零碳鋼”“低碳鋼”之間的分界線究竟在哪里？為了明晰這些概念，世界鋼協(xié)在本文嘗試規(guī)范一些術(shù)語的定義。
“低碳排放鋼”：2021年，雖然大部分鋼材依舊使用化石燃料作為還原劑生產(chǎn)，但許多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了或者正在開發(fā)一些能夠顯著降低核心鋼鐵工藝碳排放的技術(shù)。這催生了一個全新的鋼鐵產(chǎn)品系列——低碳排放鋼材。舉例來看，蒂森克虜伯和日本制鐵兩家公司已經(jīng)啟動一系列高爐氫氣利用的試驗，目的是大量減少鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放；位于阿聯(lián)酋的酋長國鋼鐵公司，每年從煉鐵廠產(chǎn)生的二氧化碳富集煤氣中捕獲80萬噸二氧化碳，然后將其注入成熟的油田永久封存；河鋼集團正在興建的一座年產(chǎn)能120萬噸的氫冶金直接還原鐵示范項目，使用綠氫和藍氫，探索出了一條具有實踐意義的“零碳排放冶金路線”；安賽樂米塔爾正在比利時根特興建一座大型設(shè)施，將鋼廠的廢氣轉(zhuǎn)化為乙醇，轉(zhuǎn)化后的乙醇可用于生產(chǎn)合成燃料等。2018年，首鋼集團也開始運營一座類似的商業(yè)性設(shè)施，投產(chǎn)第一年就生產(chǎn)出了3000萬升可用于商業(yè)銷售的乙醇。
這樣的例子在全球鋼鐵行業(yè)內(nèi)比比皆是。2019年，紐柯鋼鐵公司在美國密蘇里州興建了美國第一座風(fēng)能供電的煉鋼廠。這是紐柯鋼鐵公司與當?shù)毓檬聵I(yè)部門的合作項目，雙方達成電力采購協(xié)議后將為上述煉鋼廠供應(yīng)源源不斷的清潔電力。此外，耶弗拉茲集團設(shè)在美國科羅拉多州的洛基山鋼鐵公司正在嘗試從煤炭發(fā)電轉(zhuǎn)向太陽能發(fā)電，將打造該國規(guī)模最大的就地配套的太陽能發(fā)電廠；巴西綠色鋼鐵公司正在采用100%木炭生產(chǎn)低碳排放鋼材；塔塔鋼鐵正在開發(fā)一種新式熔融冶煉工藝——HIsarna工藝，該工藝可在不使用煉焦爐或燒結(jié)設(shè)施的情況下生產(chǎn)鐵，并且采用碳捕捉技術(shù)（CCS）捕集煤氣中的二氧化碳。
盡管隨著法規(guī)、社會期望以及科技的發(fā)展變化，“低碳”的含義將改變，但是世界鋼協(xié)認為采用上述新技術(shù)、工藝生產(chǎn)出來的鋼材都可以視為低碳排放鋼材。然而，業(yè)內(nèi)和相關(guān)機構(gòu)關(guān)于如何準確稱呼這類鋼材存在分歧，世界鋼協(xié)傾向于稱其為“低碳排放鋼”。世界鋼協(xié)認為，這樣表達起來更加方便、直觀且易于理解。許多機構(gòu)選擇稱其為“綠色鋼材”。實際上，他們稱這類鋼材為“綠色鋼材”，是為了突出自身的環(huán)保意識以輔助營銷。世界鋼協(xié)認為，“綠色鋼材”可以指代很多類型的鋼材，例如采用突破性技術(shù)生產(chǎn)的鋼材、利用廢鋼生產(chǎn)的鋼材、再利用和再制造的鋼材，又或者是通過購買碳排放指標或碳匯生產(chǎn)的鋼材（實際并沒有在鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)過程減少碳排放）。因此，世界鋼協(xié)更傾向于采用“低碳排放鋼”這一表述方式。
“零碳鋼”：鋼鐵企業(yè)要想生產(chǎn)出真正的“零碳鋼”，那么其在生產(chǎn)過程中就不能排放任何二氧化碳，要求十分嚴苛。雖然，目前行業(yè)內(nèi)有許多技術(shù)正在朝著這個方向發(fā)展，但“零碳鋼”的表述過于絕對。生產(chǎn)商在供應(yīng)鏈中，由于使用含碳電極，或者在關(guān)聯(lián)工藝中使用天然氣，可能會產(chǎn)生殘余碳排放，如果不使用碳匯來抵消這類碳排放，那么就無法生產(chǎn)“零碳鋼”。更何況，碳是鋼鐵的核心成分，可以將鋼材與純鐵區(qū)分開。世界鋼協(xié)認為，雖然這種合金化的碳可以取自非化石能源，但是碳的存在足以表明“零碳鋼”這一術(shù)語并不恰當。
“凈零碳鋼”/“碳中和鋼”：如果鋼材生產(chǎn)時排放到大氣中的溫室氣體量能夠與利用碳匯設(shè)施從大氣中收集的排放物量平衡，那么這種鋼材就可以被稱作“凈零碳鋼”或“碳中和鋼”。為實現(xiàn)真正意義上的碳中和，“凈零碳鋼”的生產(chǎn)可能需要在其他環(huán)節(jié)進行“碳抵償”。需要注意的是，如果生產(chǎn)企業(yè)認為自己實現(xiàn)了生產(chǎn)運營碳中和，那么就要保證自己生產(chǎn)邊界、統(tǒng)計方法的高透明度及所采用的抵償辦法的高可信度。
“零化石燃料鋼”：目前，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有少數(shù)幾家鋼鐵企業(yè)開始推廣“零化石燃料鋼”。所謂“零化石燃料鋼”是指在鋼材生產(chǎn)過程中，既沒有使用任何化石燃料（例如煤炭或天然氣），又沒有使用任何化石燃料的衍生能源。需要注意的是，雖然所有“零化石燃料鋼”都是低碳排放鋼材，但不是所有低碳排放鋼材都可以被稱為“零化石燃料鋼”。例如，對于采用碳捕獲和碳存儲技術(shù)生產(chǎn)的低碳排放鋼材，雖然生產(chǎn)過程中沒有排放二氧化碳，但是可能仍在使用天然氣或煤炭。
“潔凈鋼”：這是在鋼鐵行業(yè)普遍使用的一個專業(yè)術(shù)語，指含有較低水平雜質(zhì)、氧化物、摻雜物的鋼材，或者含有較低或超低水平金屬溶解碳的鋼材。世界鋼協(xié)曾在2004年發(fā)布的《潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)》中使用該術(shù)語，并且具有特定含義。因此，在一些關(guān)于氣候變化的特定語境中，世界鋼協(xié)不使用“潔凈鋼”一詞。
“脫碳”：世界鋼協(xié)一般不會使用“脫碳”一詞描述鋼鐵生產(chǎn)。鋼鐵企業(yè)需要消除的是鋼材生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的溫室氣體或二氧化碳，鋼材生產(chǎn)工藝本身并不需要。這和世界鋼協(xié)不采用“零碳鋼”的理由相近。許多有前景的突破性技術(shù)依舊需要使用碳作為化學(xué)還原劑，但要防止有害的溫室氣體排入大氣層。雖然鋼鐵行業(yè)的排放物最終將“脫碳”，但煉鐵工藝本身可能不會實現(xiàn)真正的“脫碳”。有別于傳統(tǒng)的高爐、直接還原鐵或電爐技術(shù)，突破性技術(shù)以完全不同的方式生產(chǎn)低碳排放鋼材。目前行業(yè)內(nèi)已知正在開發(fā)的突破性技術(shù)包括：氫還原技術(shù)，鐵礦石電解技術(shù)，碳捕獲、利用與封存技術(shù)（CCUS）等。
氫是一種關(guān)鍵的媒介物質(zhì)，將氫氣作為還原劑可以顯著降低鋼鐵行業(yè)的溫室氣體排放水平。氫往往因自身的“減碳能力”不同而被賦予某種顏色前綴，同時也被分為“低碳氫”和“化石氫”兩大類。
世界鋼協(xié)表示，行業(yè)內(nèi)提及的“低碳氫”具體包括以下3種：一是使用清潔電力通過電解水工藝制取的綠氫，二是綜合使用蒸汽甲烷重整工藝和CCS技術(shù)，利用天然氣制取的藍氫，三是使用其他低碳電力（如核電）電解生產(chǎn)的氫，或者單獨使用CCS技術(shù)生產(chǎn)的氫。
“化石氫”則指利用化石燃料但不使用減碳工藝生產(chǎn)的氫，主要包括兩種：一是使用蒸汽甲烷重整工藝，利用天然氣生產(chǎn)的氫，但由于該工藝不使用CCS技術(shù)，所以一同產(chǎn)生的二氧化碳會被排入大氣，因而被稱為灰氫；二是使用煤炭氣化技術(shù)生產(chǎn)的氫，生產(chǎn)這種氫的溫室氣體排放水平遠高于其他氫，被稱為棕氫或黑氫。
《中國冶金報》（2023年12月22日 02版二版）
