绿钢要起步 绿能须跟上

　　【科技创新世界潮】

　　◎本报记者 刘 霞

　　钢和铁的生产是碳含量最高的两个行业，钢铁制造业产生的温室气体约占全球排放总量的8%，钢铁生产脱碳至关重要。国际能源署(IEA)的数据显示，到2050年，钢铁行业的排放量必须减少50%，然后持续下降，才能实现全球气候目标。

　　但如何才能实现这一目标呢？绿色钢铁或是答案。

　　据英国《新科学家》杂志网站报道，瑞典H2绿钢公司将于2025年底开始商业化生产绿色钢铁。而该公司只是众多对大规模生产绿色钢铁感兴趣的公司之一。

　　尽管绿色钢铁的大规模生产有望“梦想照进现实”，但要在没有化石燃料的情况下生产这么多钢铁，需要巨量可再生能源，这是一个极大的挑战。

　　“绿氢”助力绿钢

　　从本质上讲，绿色钢铁是在不使用化石燃料的情况下制造的钢铁。

　　钢铁行业难以脱碳的原因在于，化石燃料不仅为这一过程提供动力，而且是其中的一部分。铁矿石主要由氧化铁组成，氧化铁在熔炉中与碳反应，产生铁和二氧化碳。

　　世界经济论坛网站去年6月22日曾报道，有几家全球钢铁制造巨头正计划增加电炉以减少其碳足迹。但非政府组织“全球能源监测”的一份报告称，从传统高炉到电弧炉的转变正“停滞不前”，而且进度大大落后于脱碳目标。目前仅31%的炼钢产能使用电炉，且只有28%的在建产能将使用该技术。报告指出，钢铁产业需要停止对煤基高炉设备的投资，加快向电弧炉炼钢的转变。

　　最环保的替代方案是使用氢气将铁矿石还原为铁，副产品只有水。一些工厂已利用来源于天然气的氢气和一氧化碳来还原铁矿石，但利用天然气每生产1吨钢铁，仍会产生约1.4吨二氧化碳。

　　“绿氢”被寄予厚望。利用太阳能、风能等可再生能源发电，再用这些电来电解水生成的氢就是“绿氢”。整个过程不产生二氧化碳，因此被视为实现碳中和的最佳方式。而使用化石燃料和碳捕获、利用与储存技术生产氢气，也是低碳的，则被称为“蓝氢”。

　　大规模生产或将到来

　　瑞典正成为绿色钢铁的先锋，目标是在2035年前，绿色钢铁技术在全国钢铁行业应用相对成熟，逐步实现碳零排放。

　　据《新科学家》杂志网站报道，H2绿钢公司将于2025年底开始商业化生产绿色钢铁。该公司计划使用电解槽，利用可再生或低碳电力将水分解为氢气和氧气。利用这一工艺，生产每吨钢铁排放出的二氧化碳将低于0.2吨。他们的目标是建造一个700兆瓦的欧洲最大电解槽。今年6月，该公司已获准在瑞典北部的博登建造计划中的工厂。

　　不过，有志于绿色钢铁生产的并非独此一家。瑞典技术攻关项目“突破性氢能炼铁技术”由3家行业巨头——瑞典钢铁公司(SSAB)、欧洲最大铁矿石生产商LKAB公司和瑞典大瀑布电力公司合资创建的HYBRIT公司专门负责落实。在其新工艺中，用氢代替了煤炭，而这些氢气是由当地百分之百可再生能源电力所生产的，最终可以将二氧化碳排放量减少90%。

　　2021年，SSAB成为全球第一家脱碳钢铁生产企业。去年，他们向客户供应了500吨绿钢，其目标是在2026年能够进行商业化生产。SSAB技术总监马丁·裴表示，预计到2030年，该公司的生产经营将全部脱碳。

　　世界经济论坛的“先行者联盟”是一个致力于钢铁等工业部门去碳化的全球倡议组织。该联盟中有55家公司和9个国家承诺，从使用近零或零碳解决方案的供应商那里购买一定比例的工业材料和运输服务。

　　可再生能源缺口巨大

　　人们或许很快就能看到绿色钢铁以商业规模生产，但前途并非一马平川。

　　首先，H2绿钢的年产量为500万吨，仅是全球近20亿吨钢铁年产量的一小部分。

　　此外，三菱重工集团一位技术官员指出，绿色钢铁大规模生产的真正障碍之一是低碳氢气的可用性，扩大这项技术的规模将需要大量绿色或蓝色氢气。

　　去年的一份报告显示，要在没有化石燃料的情况下生产这20亿吨钢铁，需要约2000吉瓦的可再生能源，相当于目前全球可再生能源产能的2/3。这将是一个巨大的挑战。