我們行業(yè)的歷史在許多方面反映了我們經(jīng)營所在的社會,自工業(yè)革命以來,鋼鐵生產(chǎn)一直以煤炭為動力。?現(xiàn)在這種情況正在發(fā)生變化,鋼鐵行業(yè)與社會其他部門一樣,正在轉型,以在二氧化碳和其他溫室氣體排放量大幅減少的未來提供產(chǎn)品和服務。
與這種轉變相關的語言仍在發(fā)展中,因此,不同的利益相關者正在使用各種各樣的表達方式。?這些表達通常可以互換使用,但有時可能意味著截然不同的事物。對于生鐵這種越來越多樣化的用法,我們該怎么做?對某些人來說,它只是一個沒有定義或邊界的營銷術語。
在另一個極端,有些人認為這是一個需要認證的術語,涵蓋整個可持續(xù)性領域的廣度。問題不僅僅在于綠色鋼。我的綠色鋼是您的清潔鋼還是零碳鋼?凈零鋼、零碳鋼和低碳鋼之間的界限在哪里?
在國際鋼鐵協(xié)會,我們正在制定一些定義,這些定義將使我們在談論這些主題時的意思更加清楚。我們的行業(yè)和我們的成員正在努力開發(fā)和推出新的鋼鐵產(chǎn)品系列,其生產(chǎn)的碳負荷比過去低得多。這種低碳鋼是使用技術和實踐制造的,其排放量顯著低于傳統(tǒng)生產(chǎn)。
2021 年,大多數(shù)鋼鐵將使用基于化石燃料的還原劑生產(chǎn);然而,許多鋼鐵制造商已經(jīng)實施或正在開發(fā)可顯著減少核心煉鋼過程排放的技術。
鋼鐵行業(yè)低碳技術的發(fā)展例子:
- A?o Verde do Brasil使用 100% 木炭生產(chǎn)低碳鋼鐵產(chǎn)品。
- 安賽樂米塔爾正在比利時根特建造一座大型設施,將鋼廠廢氣轉化為乙醇,乙醇可用于廣泛的應用,包括生產(chǎn)合成燃料。一個類似的商業(yè)設施于 2018 年在中國首鋼開始運營,在運營的第一年生產(chǎn)了 3000 萬升乙醇用于銷售。
- 在阿拉伯聯(lián)合酋長國的阿聯(lián)酋鋼鐵公司?,每年從煉鐵廠的富含CO2的氣流中捕獲多達800kt的CO2,然后再注入成熟的油田進行永久存儲
- E?VRAZ位于科羅拉多州的落基山鋼鐵公司正在從煤炭過渡到太陽能。EVRAZ 發(fā)電廠將成為該國最大的專為單一客戶服務的現(xiàn)場太陽能發(fā)電廠。
- 中國領先的鋼鐵制造商河鋼集團正在建設一個 1.2 噸容量的氫冶金直接還原鐵示范項目。該項目將使用綠色和藍色氫技術探索實現(xiàn)鋼鐵制造過程中二氧化碳零排放的途徑。
- 紐柯位于密蘇里州塞達利亞的微型鋼廠是美國第一家使用風能的鋼鐵廠。該工廠是鋼鐵公司和當?shù)毓檬聵I(yè)公司之間的合作伙伴關系,在公司之間達成購電協(xié)議后將為工廠供電。
- 塔塔鋼鐵公司?通過其HIsarna項目正在開發(fā)創(chuàng)新的新型冶煉技術。HIsarna技術可以在沒有焦爐或附聚設施的情況下生產(chǎn)鐵,從而生產(chǎn)出非常適合CCS的富含CO2的廢氣流。
- 蒂森克虜伯鋼鐵公司?和新日鐵公司已經(jīng)對在工作中的高爐中使用氫氣進行了一系列測試,目的是顯著減少煉鋼過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放量。
使用所有這些技術生產(chǎn)的鋼可以被視為低碳鋼,盡管到 2050 年,當法規(guī)、社會期望和技術完全改變時,現(xiàn)在被認為是低碳鋼的東西可能會有所不同。
我們的行業(yè)內(nèi)和利益相關者使用了許多其他表達方式來指代使用這些下一代生產(chǎn)技術生產(chǎn)的鋼鐵。
國際鋼鐵協(xié)會更喜歡并使用低碳鋼,因為它就像“低碳電力”一樣,我們覺得它在直覺上更容易理解,其含義也很明確。
綠色鋼鐵?被許多不同的人使用和解釋為不同的東西,通常是在營銷新的更具環(huán)保意識的產(chǎn)品的背景下。它曾被用來指使用突破性技術制造的鋼、由廢鋼、再利用和再制造鋼生產(chǎn)的鋼,以及通過碳單位或配額的報廢抵消排放的常規(guī)鋼。鑒于這種固有的不明確性和含義的多樣性,“綠色鋼鐵”不是國際鋼鐵協(xié)會使用的表達方式。
要真正實現(xiàn)零碳,鋼鐵的生產(chǎn)必須完全不排放任何二氧化碳。這是一個非常高的門檻,很難想象一種可以在2021年實現(xiàn)這一目標的生產(chǎn)技術。
許多人可能正在朝著這個方向發(fā)展,但零是絕對的,如果不使用殘余碳排放的抵消,可能無法實現(xiàn)。這些殘余排放可能出現(xiàn)在供應鏈中,來自于使用含碳電極或在相關過程中使用天然氣。
最終鋼需要包含一些碳,因為這是它與純鐵的區(qū)別。雖然這種基本的合金碳可以來自非化石來源,但它的存在使得“零碳”鋼有些用詞不當。
然而,如果能夠在生產(chǎn)鋼鐵時排放到大氣中的溫室氣體與通過匯從大氣中排出的排放之間實現(xiàn)平衡,則所產(chǎn)生的鋼鐵可以被稱為凈零或碳中性鋼。
凈零鋼的生產(chǎn)可能需要其他部門的抵消才能實現(xiàn)真正的中和,重要的是,如果生產(chǎn)商聲稱碳中和,就必須對邊界、他們的會計方法以及所使用的任何抵消的質量和可信度保持透明。
一些鋼鐵公司開始銷售無化石?鋼材。無化石鋼是指在不使用任何化石燃料(如煤或天然氣)或任何化石燃料衍生能源的情況下制造的鋼。
所有的無化石鋼都是低碳的,但并不是所有的低碳鋼都可以說是無化石的。例如,在采用碳捕獲和儲存 (CCS) 的設施中生產(chǎn)的低碳鋼可能仍然使用天然氣或煤,但可以防止二氧化碳排放到大氣中。如果生物質能發(fā)揮作用,那么確保其來源可靠就很重要[1]。
潔凈鋼是鋼鐵行業(yè)中使用的一種技術表達,指的是含有低水平雜質、氧化物、夾雜物或溶解在金屬中的低或超低水平碳的鋼。這個短語很常用,包括國際鋼鐵協(xié)會在我們 2004 年“清潔鋼鐵研究”中的用法,表示特定的含義。因此,國際鋼鐵協(xié)會在氣候變化的背景下并未提及“清潔鋼鐵”。
無碳也是一個很難與鋼聯(lián)系起來的表述,畢竟沒有碳的鋼就是鐵,精確控制鋼的碳含量,以達到特定批次所要求的性能。為了通過精煉過程將其轉變?yōu)殇摚枰獙⑻继砑拥綒溥€原的鐵中
氣候變化對話通常是根據(jù)社會脫碳的需要進行的。世界鋼鐵協(xié)會通常不使用這個表達方式來指代鋼鐵生產(chǎn),因為需要不含溫室氣體/二氧化碳的是鋼鐵生產(chǎn)的排放,而不是過程本身。
許多有前途的突破性技術仍將使用碳作為化學還原劑,但可以防止有害的溫室氣體排放到大氣中。因此,雖然我們行業(yè)的排放最終會脫碳,但煉鐵過程本身可能不會。
突破性技術以與傳統(tǒng)高爐、直接還原鐵或電弧爐技術截然不同的方式生產(chǎn)低碳鋼。正在開發(fā)的突破性技術的例子包括氫還原、CCS 的應用、鐵礦石的電解、一套碳捕獲使用和儲存 (CCUS) 技術以及新的冶煉還原工藝。
氫是顯著減少鋼鐵行業(yè)溫室氣體排放的關鍵載體,世界鋼鐵協(xié)會的許多成員正在探索這種技術選擇。氫通常被賦予一種顏色,這取決于它的低碳證書。
當國際鋼鐵協(xié)會談到低碳氫時,我們的意思是:
- 綠氫是通過電解水產(chǎn)生的,由可再生電力驅動。
- 藍氫是以天然氣為原料,通過蒸汽甲烷重整結合CCS工藝制得。
- 還可以使用其他低碳電力來源(如核電或 CCS)通過電解來生產(chǎn)氫氣。我們也認為這是低碳的。
化石氫由未減少的化石燃料制成,主要是:
- 灰氫由天然氣通過蒸汽甲烷重整過程制成,沒有 CCS,因此 CO2 會排放到大氣中。
- 棕色或黑色氫氣是通過煤氣化制造的,導致溫室氣體排放量明顯高于其他色調(diào)。
加強是國際鋼鐵協(xié)會的 4 階段效率審查流程。旨在提高現(xiàn)在鋼鐵生產(chǎn)的效率,支持我們的成員以與世界上最高效的站點相稱的性能水平運營他們的站點。升級是一項過渡計劃,不應被視為為鋼鐵行業(yè)應對氣候變化挑戰(zhàn)提供了解決方案。