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日本和美国钢铁业的脱碳行动
信息来源:世界金属导报2024-10-22F02      时间:2024-10-22 00:00:00

2023年,从美国实施《通胀削减法案》(IRA)到欧盟开始实施碳边境调节机制(CBAM),各国政府和钢铁行业一直在采取减排行动,但钢铁行业要想达到碳中和目标,还须付诸更多努力。

全球钢铁行业需要继续投资并制定相关脱碳政策

钢铁行业每年排放的温室气体占全球总量的11%,脱碳势必继续成为行业、政府和社会关注的重点领域。有机构预测,到2050年,全球钢铁需求预计将增长30%,为实现气候目标,钢铁排放强度必须下降93%-100%。随着需求增加,为了在2050年前实现净零排放,全球需要在2030年前新建70家绿色钢铁厂,同时行业和政府也需要继续投资并制定相关政策。

氢气生产在短期内仍将以化石燃料(灰氢和蓝氢)为基础,从而使气候减排变得不确定。部分钢铁企业反对碳定价和可再生能源上网电价激励政策。

日本的脱碳规划与行动

2023年底,日本制铁宣布拟收购美国钢铁公司。当全球都在努力应对脱碳的迫切需求时,这一决策无疑将会影响美国钢铁行业,进而影响对可持续未来的共同承诺。

日本是世界第三大钢铁生产国,其钢铁工业近75%的生产依赖煤炭。未来几年,日本钢铁制造商将决定是否对全国20座总产能为1.25亿吨/年的高炉进行换炉或退役。在这些高炉中,至少有11座高炉自上次重新换衬以来已运行了12年以上,因此日本钢铁制造商很快将面临重大抉择。

作为日本最大的两家钢铁制造商,此前日本制铁和JFE钢铁公司一直推行煤基战略,推迟了所需的转型。2023年,日本制铁还对煤矿进行了新投资,作为合资企业的一部分在印度投资了新高炉,并坚持认为在未来几十年内,煤基钢铁生产仍然是必不可少的。其脱碳计划包括在高炉中使用氢气和碳捕集技术。JFE正在借助碳捕集、利用和封存(CCUS)技术从高炉中进行碳回收。不过,该公司也开始在日本关闭高炉,并用新的电弧炉取代高炉,同时计划进口天然气基直接还原铁,以减少碳排放。

2022年,日本政府将其脱碳计划重新命名为“绿色转型”或“GX”政策,旨在将经济和社会系统转变为由清洁能源驱动的结构。不过,GX政策侧重于协调现有化石燃料基础设施与2050年净零排放国家目标之间的关系,其中包括在煤基高炉中喷吹氢气,以及广泛采用CCUS技术。业内分析师认为这些计划成本高昂、不可行,且减排量不足。脱碳电网对于减少电弧炉的排放和生产绿色氢气至关重要,但日本的GX政策采用氨气作为能源,受到了其他G7成员国的批评,因为氨气生产严重依赖化石燃料。

根据日本政府的“碳捕集与封存长期路线图”规定,到2050年,每年的二氧化碳封存能力为1.2亿-2.4亿吨。钢铁行业的脱碳战略依赖于碳捕集,到2050年将需要约4700万吨/年的封存能力。在日本国内运输和封存大量二氧化碳的物流问题仍有待解决,大部分二氧化碳可能会出口到东南亚,这将产生额外成本和可行性问题。

另一方面,钢铁下游客户对脱碳表现并不积极。以丰田汽车公司为首的许多汽车制造商抵制电气化,也没有计划解决供应链排放问题。但本田汽车公司是个例外,其与韩国浦项钢铁公司签署了一项广泛的协议,积极推行脱碳战略。归根结底,日本必须做出艰难的选择,因为各行业如果继续采用燃料转换和CCUS既不可行,也负担不起。可再生能源必须大规模部署,绿色氢气应优先用于炼钢和其他工业用途。分析人士建议,日本可与包括澳大利亚在内的铁矿石供应商合作,共同建立氢直接还原供应链,以完全取代煤炭,进而实现近零排放炼钢。

美国的脱碳规划与行动

美国钢铁制造商也迎来了引领绿色钢铁生产的独特机遇。《通胀削减法案》和《两党基础设施建设法案》提供的资金可助力美国钢铁制造商在全球绿色钢铁竞赛中取得领先地位。汽车制造商越来越多地表示出对绿色钢材的旺盛需求。转型的时机已经成熟,但还需要大型钢铁企业发挥领导力,做出与气候政策一致的决策。

大量的联邦资金是向清洁炼钢转型的起点。此前,美国能源部公布下63亿美元的工业示范项目资金,并优先考虑了钢铁项目。该计划将有助于为美国低碳钢铁厂的发展铺平道路。

美国新建的氢气枢纽旨在创建连接氢气生产商、消费者和当地基础设施的网络,从而提高氢气输送和储存的效率。如果氢气枢纽能生产出可再生能源氢气,就能推动美国向绿色钢铁转型,但各地区则建议目前依赖于甲烷进行碳捕集与封存。此外,工人和社区的参与以及增加绿色氢气的供应都是向绿色钢铁公正、公平转型的先决条件。

美国汽车企业纷纷表示需要大量绿色钢材来净化供应链。如果钢铁行业不进行投资,就会错失绿色钢材溢价,并有可能将客户拱手让给绿色的外国竞争者。联邦资助和绿色钢材需求增加所带来的动力凸显了转型的潜力。不过,由于美国钢铁行业对煤基高炉的依赖,这已经对实现气候目标和满足市场需求构成了重大威胁。虽然目前高炉生产仅占美国钢铁产量的30%,但却要产生近70%的碳排放。为了确保在不断变化的环境中占有一席之地,美国钢铁制造商必须加快对近零排放钢铁的投资。

可持续钢铁生产转型需要全产业链通力合作

未来十年,低碳排放钢的需求预计将增长113%,到2032年将达到3645亿美元的规模。为了减少重工业领域的碳排放,钢铁生产商需要制定并实施转型计划,使其摆脱污染严重的生产方式,这意味着要投资于减排效果最显著的技术,如直接还原铁和绿色氢气。同样重要的是,高炉钢铁生产商无法回避使用CCS和CCUS技术。

为了将全球升温控制在1.5℃以内,需要采取更多行动,而全球对低碳排放钢的需求激增,因此现在正是可持续钢铁生产转型的良机,迫切需要全球政府与钢铁企业和下游用户通力合作。

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