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歐洲及日韓頭部鋼企低碳排放鋼解決方案一覽

2024-09-04 08:42:00

  康斌 辜海芳 王媛
  2015年12月份,世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人在巴黎達(dá)成氣候協(xié)議,協(xié)議的核心是把全球平均氣溫升幅控制在工業(yè)化前水平以上2攝氏度之內(nèi),并努力將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1.5攝氏度之內(nèi)。2021年11月份,在英國(guó)格拉斯哥舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約第26次締約方大會(huì)上簽署的《格拉斯哥氣候公約》,鞏固了此前的氣候共識(shí),并讓各方認(rèn)識(shí)到所有國(guó)家都需要立即采取更多措施,努力將全球升溫控制在1.5攝氏度(現(xiàn)已升溫近1.2攝氏度),以防止全球?yàn)?zāi)難性氣候事件發(fā)生頻率大幅上升。2023年9月底,清華大學(xué)碳中和研究院發(fā)布的《2023年全球碳中和研究報(bào)告》指出,截至2023年3月底,全球197個(gè)國(guó)家或地區(qū)中有133個(gè)提出了碳中和目標(biāo)。國(guó)際能源署(IEA)發(fā)布的報(bào)告指出鋼鐵行業(yè)的碳排放量占全球碳排放總量的約8%。為了應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的挑戰(zhàn),歐洲及日韓頭部鋼鐵企業(yè)紛紛提出了碳減排中期目標(biāo)和碳中和遠(yuǎn)期目標(biāo)。
  歐洲鋼企
  面對(duì)綠色發(fā)展要求和歐盟各國(guó)碳中和目標(biāo),歐洲長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)自2016年起開(kāi)始探索低碳排放鋼生產(chǎn)工藝,以降低鋼鐵生產(chǎn)的碳排放,求得生存和發(fā)展空間。
  瑞典鋼鐵公司(SSAB):該公司是全球較早探索低碳排放鋼生產(chǎn)工藝的長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)。2016年4月份,SSAB聯(lián)合瑞典鐵礦石生產(chǎn)商LKAB集團(tuán)等研發(fā)低碳排放全流程生產(chǎn)工藝——HYBRIT(突破性氫煉鐵技術(shù))。該項(xiàng)目分為4個(gè)階段實(shí)施,2016年—2017年為項(xiàng)目預(yù)研階段,2018年—2024年為中試研究階段,2025年—2035年為示范運(yùn)行階段,2035年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。2021年3月份,SSAB發(fā)布了低碳排放鋼——Fossil Free SteelTM品牌,采用可再生能源發(fā)電,綠氫直接還原+電爐煉鋼生產(chǎn)低碳排放鋼。為了滿足下游用戶對(duì)低碳排放鋼的急切需求,2023年3月份,SSAB推出采用可再生能源發(fā)電、電爐全廢鋼冶煉工藝生產(chǎn)的低碳排放鋼品牌——ZeroTM,為市場(chǎng)供應(yīng)低碳排放鋼。截至2023年底,已有20余家下游直接和間接用戶與SSAB簽訂了低碳排放鋼供貨協(xié)議,包括建筑企業(yè)、汽車(chē)企業(yè)(斯堪尼亞)、汽車(chē)板深加工企業(yè)(Kirchhoff)、林業(yè)機(jī)械制造企業(yè)(Ponsse)、手表企業(yè)(TRIWA)、建筑企業(yè)(DS St?lprofil和Peab)、家具企業(yè)(Vestre)等。為了加強(qiáng)低碳排放鋼對(duì)下游用戶的減排效果,SSAB充分利用自身在鋼材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼材成型、鋼材焊接(連接)、工程技術(shù)專(zhuān)家支持等方面長(zhǎng)期積累的實(shí)力,與下游用戶合作并提出綜合性解決方案。
  薩爾茨吉特:為降低鋼鐵生產(chǎn)流程碳排放,薩爾茨吉特策劃實(shí)施了薩爾茨吉特風(fēng)電制氫項(xiàng)目(Wind H2)。該項(xiàng)目采用風(fēng)力發(fā)電,電解水制氫和氧,氫氣輸送給冷軋工序作為還原性氣體,氧氣輸送給高爐使用。2016年4月份,薩爾茨吉特正式啟動(dòng)GrInHy1.0項(xiàng)目;2019年1月份開(kāi)展了GrInHy 2.0項(xiàng)目,采用高溫電解水法,即通過(guò)鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的余熱資源生產(chǎn)蒸汽,再用蒸汽與綠電生產(chǎn)滿足鋼鐵生產(chǎn)需要的氫氣。在整合WindH2項(xiàng)目和GrInHy2.0的基礎(chǔ)上,薩爾茨吉特還系統(tǒng)地提出了低碳排放鋼項(xiàng)目——SALCOS?項(xiàng)目(Salzgitter Low CO2 Steelmaking)。在用戶服務(wù)層面,薩爾茨吉特是德國(guó)典型的小而精冷軋汽車(chē)板生產(chǎn)企業(yè),可以為汽車(chē)用戶提供零部件解決方案。在與汽車(chē)用戶如梅賽德斯奔馳開(kāi)展輕量化合作的基礎(chǔ)上,薩爾茨吉特于2023年底參加了歐洲白車(chē)身會(huì)議(Euro Car Body)展覽,全面展示SALCOS?低碳排放鋼及汽車(chē)用鋼解決方案,并表示未來(lái)將與更多汽車(chē)、家電等用戶開(kāi)展解決方案方面的合作,以推進(jìn)低碳排放鋼的有效利用,為下游企業(yè)和德國(guó)碳減排貢獻(xiàn)薩爾茨吉特的價(jià)值。薩爾茨吉特在低碳排放鋼方面的研發(fā)起步較早,并且穩(wěn)步推進(jìn)氫冶金工藝路線落地,一大批歐洲用戶搶先與之簽署供貨協(xié)議、預(yù)訂資源。
  蒂森克虜伯:蒂森克虜伯鋼鐵業(yè)務(wù)部門(mén)計(jì)劃采用氫氣直接還原工藝逐步取代現(xiàn)有高爐工藝,大幅降低鋼鐵生產(chǎn)流程的碳排放,并將其低碳排放鋼總體戰(zhàn)略定名為tkH2SteelTM。目前,蒂森克虜伯氫氣直接還原項(xiàng)目已在德國(guó)杜伊斯堡工廠開(kāi)工建設(shè),首座工廠直接還原鐵產(chǎn)能為250萬(wàn)噸/年,計(jì)劃于2026年投產(chǎn)。在推進(jìn)氫氣直接還原項(xiàng)目的同時(shí),為滿足下游用戶對(duì)低碳排放鋼的迫切需求,蒂森克虜伯也開(kāi)展了高爐噴氫、高爐用直接還原鐵、廢鋼電爐冶煉等低碳冶煉工藝驗(yàn)證和應(yīng)用。蒂森克虜伯在其官網(wǎng)設(shè)立了可持續(xù)鋼鐵產(chǎn)品頁(yè)面,全面介紹蒂森克虜伯低碳戰(zhàn)略、低碳鋼鐵項(xiàng)目、低碳產(chǎn)品、下游企業(yè)合作等方面的內(nèi)容。2021年秋季,蒂森克虜伯推出了低碳排放鋼品牌——bluemite?。在用戶推廣方面,蒂森克虜伯積極與歐洲區(qū)域用戶開(kāi)展低碳排放鋼合作,已經(jīng)與汽車(chē)及零部件生產(chǎn)企業(yè)、鍍錫板用戶、變壓器企業(yè)等開(kāi)展了合作。
  安賽樂(lè)米塔爾:為實(shí)現(xiàn)自身碳中和目標(biāo),安賽樂(lè)米塔爾在2021年提出了兩條技術(shù)路徑:一是智能碳(Smart Carbon)技術(shù)路徑,采用現(xiàn)有設(shè)備高爐噴氫、碳捕集與利用、生物質(zhì)碳利用、可再生能源電力利用等工藝或技術(shù),降低現(xiàn)有工藝的碳排放;二是氫氣直接還原技術(shù)路徑,采用可再生能源發(fā)電、電解制氫、氫氣直接還原煉鐵、電爐煉鋼等工藝路線,同時(shí)配備碳捕集與利用,革新現(xiàn)有生產(chǎn)工藝路線,降低鋼鐵生產(chǎn)工藝碳排放。安賽樂(lè)米塔爾成立了標(biāo)志性低碳排放品牌——XCarb?。2023年2月份,安賽樂(lè)米塔爾提供的低碳排放XCarb?冷軋板材,與英國(guó)涂鍍板生產(chǎn)企業(yè)CCC(Cooper Coated Coil)公司、瑞士涂料生產(chǎn)企業(yè)ILAG聯(lián)合面向市場(chǎng)供應(yīng)綠色健康的不粘鍋涂層,與意大利烘烤盤(pán)生產(chǎn)企業(yè)(Guardini)合作生產(chǎn)出了XBake系列低碳不粘系列烤盤(pán)。今年巴黎奧運(yùn)會(huì)期間,安賽樂(lè)米塔爾聯(lián)合法國(guó)的研發(fā)中心和生產(chǎn)廠,采用XCarb?為巴黎2024年奧運(yùn)會(huì)設(shè)計(jì)制作的火炬及其他奧運(yùn)標(biāo)志讓其低碳排放產(chǎn)品廣受關(guān)注。其推出的XCarb?不僅是低碳排放鋼品牌,更是低碳排放鋼綜合解決方案體系。在這一體系下,安賽樂(lè)米塔爾設(shè)立了總額達(dá)6億美元的XCarb?低碳投資基金,支持原創(chuàng)性低碳工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)和初創(chuàng)企業(yè)發(fā)展。這也為其開(kāi)創(chuàng)第3條潛在低碳鋼生產(chǎn)工藝路徑——電冶金技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。近期,安賽樂(lè)米塔爾在前期投入研發(fā)的SIDEWINER電解生產(chǎn)鐵板(iron plate)技術(shù)基礎(chǔ)上,籌劃在西班牙利用可再生電力建設(shè)直接電解鐵礦石生產(chǎn)線。
  日韓鋼企
  日本制鐵:日本制鐵認(rèn)為生產(chǎn)低碳排放鋼需要具備3個(gè)外部條件:綠色低成本氫氣穩(wěn)定供應(yīng)、綠色電力低成本穩(wěn)定供應(yīng)、碳捕集技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。日本制鐵認(rèn)為在低碳排放鋼生產(chǎn)工藝方面面臨3項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù),包括高爐噴氫還原技術(shù)、氫基豎爐直接還原技術(shù)和大型電爐生產(chǎn)高品質(zhì)鋼技術(shù)。在推進(jìn)低碳排放鋼研發(fā)及鋼鐵企業(yè)低碳排放方面,2022年11月份,日本制鐵從低碳排放鋼生產(chǎn)減排、低碳排放鋼產(chǎn)品減排以及為社會(huì)減碳等方面進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì),發(fā)布了基于質(zhì)量平衡法則的低碳排放鋼品牌NSCarbolexTM。質(zhì)量平衡法則的實(shí)質(zhì)是利用現(xiàn)有的資源降低某一批次鋼材產(chǎn)品的碳排放水平。其碳排放值經(jīng)過(guò)了挪威船級(jí)社(Det Norske Veritas,DNV)認(rèn)證,可以向用戶提供產(chǎn)品碳排放信息。2022年11月1日,日本制鐵在官網(wǎng)設(shè)置了低碳排放鋼專(zhuān)頁(yè),從低碳排放鋼產(chǎn)品與解決方案、支持用戶、社會(huì)碳減排等方面,全方位推介日本制鐵有助于社會(huì)減少碳排放的高性能產(chǎn)品和解決方案。在產(chǎn)品方面,日本制鐵可以向社會(huì)提供汽車(chē)、家電、能源、建筑、機(jī)械等行業(yè)用的110余個(gè)品種低碳排放鋼產(chǎn)品,可以減少下游制造業(yè)用戶生產(chǎn)及最終用戶使用產(chǎn)品過(guò)程中的碳排放,為日本社會(huì)碳減排貢獻(xiàn)價(jià)值。在具體實(shí)施方面,日本制鐵依托在材料開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具開(kāi)發(fā)等方面的能力,借助已創(chuàng)立的新一代解決方案品牌推介低碳排放鋼。
  浦項(xiàng)控股集團(tuán):2022年11月份,浦項(xiàng)控股集團(tuán)在其舉辦的材料創(chuàng)新論壇上正式發(fā)布碳中和主導(dǎo)品牌Greenate(Green+ate),從頂層設(shè)計(jì)上規(guī)劃了浦項(xiàng)低碳發(fā)展體系。該體系包括低碳排放鋼、低碳工藝技術(shù)、支持體系3個(gè)方面,通過(guò)低碳產(chǎn)品供應(yīng)、低碳生產(chǎn)工藝應(yīng)用及低碳支持體系為實(shí)現(xiàn)鋼鐵下游用戶、社會(huì)用戶和社會(huì)的減排目標(biāo)貢獻(xiàn)“浦項(xiàng)力量”,并提出為綠色地球貢獻(xiàn)力量的口號(hào)。浦項(xiàng)控股集團(tuán)將Greenate低碳品牌陣容劃分為采用可再生能源減排型、經(jīng)認(rèn)證型、碳減排型和未來(lái)采用HyREX直接還原低碳排放鋼4種,分階段為用戶和社會(huì)提供低碳排放鋼。在具體為下游用戶服務(wù)方面,該集團(tuán)將Greenate品牌與已經(jīng)推出的建筑用鋼結(jié)解決方案品牌“INNOVILT”、電動(dòng)汽車(chē)解決方案品牌“e Autopos”、綠色能源用鋼鐵解決方案品牌“Greenable”相結(jié)合,從低碳產(chǎn)品、低碳工藝和低碳支持體系方面為用戶、社會(huì)提供減碳解決方案。2023年6月份,該集團(tuán)正式推出經(jīng)過(guò)認(rèn)證的低碳排放鋼——Greenate認(rèn)證鋼,該產(chǎn)品通過(guò)第三方產(chǎn)品認(rèn)證??蛻粲纱丝色@得產(chǎn)品保證書(shū)及采購(gòu)認(rèn)證書(shū),證書(shū)詳細(xì)記錄了碳減排信息,客戶從原材料采購(gòu)開(kāi)始就可以獲得碳減排保證。同月,該集團(tuán)首批200噸Greenate認(rèn)證鋼產(chǎn)品成功供應(yīng)給LG電子。此外,三星電子已與浦項(xiàng)控股集團(tuán)簽署了3年供貨協(xié)議,其中包括低碳排放鋼。
  作者淺思
  綜合整理上述資料發(fā)現(xiàn),為了應(yīng)對(duì)氣候變化,多數(shù)國(guó)際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)、跨國(guó)鋼鐵企業(yè)相繼出臺(tái)了中期減排目標(biāo)和遠(yuǎn)期碳中和目標(biāo),并從技術(shù)研發(fā)、工藝技術(shù)應(yīng)用、典型項(xiàng)目推進(jìn)等方面實(shí)施,逐步顯現(xiàn)鋼鐵企業(yè)在碳減排方面履行社會(huì)責(zé)任的擔(dān)當(dāng)。在此進(jìn)程中,政府支持可有效推動(dòng)低碳項(xiàng)目進(jìn)程。以蒂森克虜伯杜伊斯堡廠的直接還原鐵項(xiàng)目為例,自有資金投入為18億歐元(約合20.3億美元),歐盟和德國(guó)政府支持的資金達(dá)到約20億歐元(約合22.25億美元),項(xiàng)目包括制氫、直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)施和熔煉爐以及公輔設(shè)施等內(nèi)容,粗略計(jì)算直接還原鐵的成本為742歐元/噸(約合822美元/噸)。低碳項(xiàng)目尤其是新建的氫氣直接還原鐵項(xiàng)目投入往往都比較大。安賽樂(lè)米塔爾、蒂森克虜伯、薩爾茨吉特及SSAB等企業(yè)的低碳冶金項(xiàng)目都爭(zhēng)取到了本國(guó)政府以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)體的直接資金支持。H2GS在瑞典博登的項(xiàng)目采取市場(chǎng)融資方式,也得到了政府的債券信貸支持。
  日本制鐵、浦項(xiàng)控股集團(tuán)及安賽樂(lè)米塔爾在低碳排放鋼研發(fā)方面的做法值得肯定。這3家企業(yè)低碳戰(zhàn)略的共同點(diǎn)在于從鋼鐵產(chǎn)品、低碳生產(chǎn)工藝、低碳社會(huì)貢獻(xiàn)3個(gè)方面進(jìn)行品牌化策劃,結(jié)合企業(yè)宣傳口號(hào),全面推介企業(yè)在實(shí)現(xiàn)碳減排方面所采取的措施和所取得的效果,很好地將企業(yè)低碳發(fā)展實(shí)踐、服務(wù)下游、貢獻(xiàn)社會(huì)減碳價(jià)值三者結(jié)合在一起。
  此外,對(duì)比上述資料可以發(fā)現(xiàn),全球低碳鋼工藝路徑大致趨同。在現(xiàn)有條件下,為了保障生產(chǎn)的連續(xù)性,各大企業(yè)都在增加廢鋼資源的利用比例,采用廢鋼和電爐工藝,利用綠色電力生產(chǎn)低碳排放鋼,以滿足下游用戶的急切需求。同時(shí),各大企業(yè)都在加大力度推進(jìn)突破性工藝——?dú)湟苯鸸に囇邪l(fā),以及相關(guān)工程項(xiàng)目建設(shè),為未來(lái)真正實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展奠定基礎(chǔ)。此外,實(shí)力強(qiáng)大的企業(yè)強(qiáng)化對(duì)初創(chuàng)型冶金技術(shù)的投資和支持,例如氧化物熔融電解、低溫電解生產(chǎn)鐵板技術(shù),提出了新的冶金工藝路線,可能會(huì)提高能源利用效率,同時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)低碳化發(fā)展。
  更值得關(guān)注的是,目前全球范圍內(nèi)典型鋼鐵企業(yè)紛紛進(jìn)行低碳排放鋼品牌化運(yùn)作,與已有的解決方案相結(jié)合,擴(kuò)大低碳排放鋼品牌價(jià)值。在推進(jìn)低碳排放鋼發(fā)展方面,典型鋼鐵企業(yè)將低碳、綠色和企業(yè)傳統(tǒng)標(biāo)識(shí)相結(jié)合,提出了各具特色的低碳排放鋼品牌或項(xiàng)目標(biāo)志。品牌化、特色化推廣企業(yè)低碳排放鋼鐵產(chǎn)品、低碳鋼鐵工藝技術(shù)和所取得的成效。在自媒體時(shí)代,引起公眾注意力尤為重要。安賽樂(lè)米塔爾、薩爾茨吉特、日本制鐵等在推出低碳排放鋼品牌的同時(shí),借助已經(jīng)形成的解決方案實(shí)力,配合低碳排放鋼產(chǎn)品市場(chǎng)推廣,可以有效增強(qiáng)行業(yè)用戶黏性,提高各自企業(yè)低碳排放鋼及品牌的市場(chǎng)認(rèn)可度。在市場(chǎng)推廣層面,企業(yè)積極主動(dòng)與世界知名的認(rèn)證機(jī)構(gòu)合作,在推進(jìn)低碳排放鋼生產(chǎn)的同時(shí),獲得市場(chǎng)和第三方的認(rèn)可,提高低碳排放鋼減排效果的市場(chǎng)認(rèn)可度。

  《中國(guó)冶金報(bào)》(2024年09月04日 03版三版) 

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編輯:宋玉錚

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