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中國(guó)鐵合金網(wǎng)訊：
Andrew Purvis, 安全、環(huán)境與技術(shù)部部長(zhǎng)，世界鋼鐵協(xié)會(huì)
溫達(dá)興, 公共交流與事務(wù)部部長(zhǎng)，世界鋼鐵協(xié)會(huì)
在許多方面，工業(yè)史是我們社會(huì)的反映。工業(yè)革命以來(lái)，鋼鐵生產(chǎn)一直以煤炭作為能源。但是現(xiàn)在，這種情況正在改變。
像其他行業(yè)一樣，鋼鐵行業(yè)也在轉(zhuǎn)型，鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)所要面對(duì)的是一個(gè)大幅降低二氧化碳和其它溫室氣體排放的未來(lái)。
關(guān)于這種轉(zhuǎn)型，相關(guān)用語(yǔ)尚未明確，因此不同利益方使用的表述方式存在很大差異。
這些表述方式往往可以互換，但有時(shí)，其所指向的東西卻截然不同。 關(guān)于“綠色鋼材”，我們?cè)撊绾慰创@一表達(dá)日益多樣化的使用呢？對(duì)一部分人而言，“綠色鋼材”只是一個(gè)營(yíng)銷術(shù)語(yǔ)，既沒(méi)有定義，也沒(méi)有范圍。還有另一個(gè)極端，一部分人認(rèn)為，“綠色鋼材”是一個(gè)需要認(rèn)證的術(shù)語(yǔ)，這個(gè)術(shù)語(yǔ)需要覆蓋可持續(xù)發(fā)展的全部范疇。
然而，問(wèn)題還不僅僅是“綠色鋼材”。我所指的“綠色鋼材”，是不是你所指的“潔凈鋼”或“零碳鋼”？“凈零碳鋼”、“零碳鋼”以及“低碳鋼”之間的分界線究竟在哪里？
在世界鋼鐵協(xié)會(huì)，我們正在制定一些定義，以便在討論這些話題時(shí)，澄清我們所表達(dá)的含義。
我們的行業(yè)以及我們的會(huì)員單位正在努力開(kāi)發(fā)和啟動(dòng)一個(gè)全新的鋼鐵產(chǎn)品系列，與過(guò)去相比，該系列產(chǎn)品產(chǎn)生的碳負(fù)荷將低得多。采用科學(xué)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)的低碳排放鋼，相比傳統(tǒng)方式污染物的排放顯著降低。
2021年，雖然大部分鋼材都使用化石燃料作還原劑進(jìn)行生產(chǎn)，
巴西綠色鋼鐵公司正在使用百分百木炭，生產(chǎn)低碳排放鋼鐵產(chǎn)品。
安賽樂(lè)米塔爾公司正在比利時(shí)根特興建一處大型設(shè)施，將鋼廠的廢氣轉(zhuǎn)化為乙醇，轉(zhuǎn)化后的乙醇用途廣泛，可用于生產(chǎn)合成燃料等。2018年，中國(guó)首鋼集團(tuán)也開(kāi)始運(yùn)營(yíng)一處類似的商業(yè)性設(shè)施，第一年就生產(chǎn)出3000萬(wàn)升可用于銷售的乙醇。
位于阿聯(lián)酋的酋長(zhǎng)國(guó)鋼鐵公司，每年從煉鐵工廠產(chǎn)生的二氧化碳富集煤氣中捕獲80萬(wàn)噸二氧化碳，然后將其注入成熟的油田進(jìn)行永久封存。
耶弗拉茲集團(tuán)設(shè)在美國(guó)科羅拉多州的洛基山鋼鐵公司正在從煤炭轉(zhuǎn)向太陽(yáng)能。它將成為該國(guó)規(guī)模最大的就地配套的太陽(yáng)能發(fā)電廠，專門為單一客戶服務(wù)。
河鋼集團(tuán)，作為中國(guó)一家領(lǐng)先的鋼鐵企業(yè)，正在興建一座120萬(wàn)噸/年產(chǎn)能的氫冶金直接還原鐵示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目將使用綠氫和藍(lán)氫技術(shù)，為鋼鐵生產(chǎn)工藝探索一條零碳排放路線。
紐柯鋼鐵公司在美國(guó)密蘇里州興建的小型鋼鐵廠，是美國(guó)首個(gè)以風(fēng)能作為能源的鋼鐵廠。該廠是紐柯鋼鐵公司與當(dāng)?shù)毓檬聵I(yè)公司的合作項(xiàng)目，在雙方達(dá)成電力采購(gòu)協(xié)議后，將為鋼鐵廠供應(yīng)電力。
塔塔鋼鐵公司正在通過(guò)HIsarna項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)新式熔融冶煉技術(shù)。HIsarna技術(shù)可在不使用煉焦?fàn)t或燒結(jié)設(shè)施的情況下生產(chǎn)鐵，并且產(chǎn)生的二氧化碳富集煤氣完美地適合CCS技術(shù)。
蒂森克虜伯公司和日本制鐵兩家公司已經(jīng)啟動(dòng)一系列高爐氫利用的測(cè)試，目的是大幅降低鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳。
所有上述采用科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)的鋼材都可以視為低碳排放鋼材，當(dāng)然隨著法規(guī)、社會(huì)期望值以及科技的變化，今天的低碳排放鋼可能與2050年的低碳排放鋼不可同言而語(yǔ)。
除此之外，在行業(yè)和利益相關(guān)方內(nèi)部，還存在許多其他的表述方式，用于表達(dá)采用新一代生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的鋼鐵產(chǎn)品。
世界鋼鐵協(xié)會(huì)傾向于使用“低碳鋼”（low-carbon steel），如同“低碳電”一樣，我們認(rèn)為該術(shù)語(yǔ)更加方便直觀理解，并且含義清晰。
許多團(tuán)體也在使用和闡述“綠色鋼”，通常在營(yíng)銷環(huán)保意識(shí)更強(qiáng)的新款產(chǎn)品時(shí)使用。它主要指采用突破性技術(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，以及通過(guò)購(gòu)買碳排放指標(biāo)或碳匯生產(chǎn)的傳統(tǒng)鋼材。鑒于“綠色鋼”自身含義的不確定性和多樣性，世界鋼鐵協(xié)會(huì)將不采用“綠色鋼”這種表述方式。
要實(shí)現(xiàn)真正的“零碳”，鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中將不能排放任何二氧化碳。這是一個(gè)門檻極高的標(biāo)準(zhǔn)，難以想象在2021年會(huì)有某一生產(chǎn)技術(shù)能夠達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。
許多技術(shù)雖然正在朝著這個(gè)方向發(fā)展，但“零碳”過(guò)于絕對(duì)，如果不使用碳匯來(lái)抵消殘余的碳排放，那么很有可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在供應(yīng)鏈中，由于使用含碳電極，或者關(guān)聯(lián)工藝中使用天然氣，可能會(huì)產(chǎn)生殘余的碳排放。
最后，鋼最終還需要含有部分碳，這也是鋼材與純鐵的區(qū)別。雖然這種核心的合金化碳可以取自非化石能源，然而碳的存在足以表明所謂“零碳鋼”這一術(shù)語(yǔ)的不恰當(dāng)性。
不過(guò)，如果鋼材生產(chǎn)時(shí)排放到大氣中的溫室氣體與利用碳匯設(shè)施從大氣中收集的排放物能夠取得平衡，那么這種鋼材就可以被稱作“凈零碳鋼”或“碳中和鋼”。
為實(shí)現(xiàn)真正意義的碳中和，“凈零碳鋼的”生產(chǎn)可能需要在其他部門進(jìn)行抵償。如果生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)為自己實(shí)現(xiàn)了碳中和，那么就要保證自己生產(chǎn)邊界的透明、統(tǒng)計(jì)方法系的透明以及所采用的抵償辦法的高質(zhì)量和高可信度，這一點(diǎn)至關(guān)重要。
少數(shù)幾家鋼鐵企業(yè)已在開(kāi)始推廣“零化石燃料鋼”。所謂“零化石燃料鋼”，指鋼材生產(chǎn)過(guò)程中，既沒(méi)有使用任何化石燃料（例如煤炭或天然氣），也沒(méi)有使用任何化石燃料的衍生能源。
所有“零化石燃料鋼”都是低碳鋼材，但不是所有低碳鋼材都可以被稱為“零化石燃料鋼”。例如，對(duì)于采用碳捕獲和碳存儲(chǔ)技術(shù)（CCS）生產(chǎn)的低碳鋼材，它可能仍在使用天然氣或煤炭，但沒(méi)有排放二氧化碳。如果采用生物質(zhì)能，則要確保生物質(zhì)能是負(fù)責(zé)任的采購(gòu)[1]。
“潔凈鋼”是鋼鐵行業(yè)使用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，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。這個(gè)詞已經(jīng)普遍使用，世界鋼鐵協(xié)會(huì)曾在2004年《潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)》中使用，并且含義特定。因此，在氣候變化背景下，世界鋼鐵協(xié)會(huì)沒(méi)有使用“潔凈鋼”一詞。
“零碳鋼”也是一個(gè)難以處理的詞，無(wú)論如何，不含碳的鋼就是鐵，為達(dá)到特定批次對(duì)鋼材屬性的要求，鋼材的碳含量要精確控制。氫還原鐵需要添加碳，這樣才能通過(guò)精煉工藝，把鐵變成鋼。
在氣候變化對(duì)話中，往往談到社會(huì)的脫碳需求。世界鋼鐵協(xié)會(huì)一般不會(huì)使用“脫碳”一詞表示鋼鐵生產(chǎn)，因?yàn)橹挥袖摬纳a(chǎn)過(guò)程中的排放物需要消除溫室氣體/二氧化碳，而不是鋼材生產(chǎn)工藝本身需要消除溫室氣體/二氧化碳。
許多有前途的突破性技術(shù)還要使用碳作為化學(xué)還原劑，但要防止有害的溫室氣體被排入大氣。所以，雖然我們行業(yè)的排放物將最終脫碳，但煉鐵工藝本身可能不會(huì)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。目前正在開(kāi)發(fā)的突破性技術(shù)包括：氫還原技術(shù)、CCS應(yīng)用技術(shù)、鐵礦石電解技術(shù)、碳捕獲、利用和存儲(chǔ)成套技術(shù)（CCUS）以及其他新的冶煉還原工藝等。
氫是一種關(guān)鍵的媒介物質(zhì)，可以顯著降低鋼鐵行業(yè)的溫室氣體排放，世界鋼鐵協(xié)會(huì)許多會(huì)員企業(yè)都在探索該技術(shù)方案。根據(jù)氫的減碳能力，氫往往被賦予某種顏色。
當(dāng)世界鋼鐵協(xié)會(huì)提及低碳?xì)鋾r(shí)，我們具體指：
綠氫：使用可再生電力，通過(guò)電解水產(chǎn)生。
藍(lán)氫：綜合使用蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)和CCS技術(shù)，利用天然氣制成。
另外，還有使用其他低碳電力（例如，核電），利用電解作用生產(chǎn)的氫，或者使用CCS技術(shù)生產(chǎn)的氫。我們也把這一工藝作為低碳工藝考慮。
化石氫：利用無(wú)衰減化石燃料生產(chǎn)的氫，主要有：
灰氫：使用蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化工藝，利用天然氣生產(chǎn)的氫；由于該工藝不使用CCS技術(shù)，因此二氧化碳被排入大氣。
棕氫或黑氫：使用煤炭氣化技術(shù)生產(chǎn)的氫，這種顏色的氫產(chǎn)生的溫室氣體顯著高于其他顏色的氫。
“能效升級(jí)”項(xiàng)目是世界鋼鐵協(xié)會(huì)制定的一個(gè)4步驟效率評(píng)估流程。該項(xiàng)目旨在提高目前的鋼鐵生產(chǎn)效率，幫助會(huì)員企業(yè)達(dá)到世界優(yōu)秀績(jī)效廠區(qū)的水平。“能效升級(jí)”項(xiàng)目是一個(gè)過(guò)渡性計(jì)劃，并不能為鋼鐵行業(yè)提供應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)的解決方案。
[1] 關(guān)于生物質(zhì)能的負(fù)責(zé)任購(gòu)買，存在許多認(rèn)證方案，例如，林業(yè)管理委員會(huì)認(rèn)證：主頁(yè) | 林業(yè)管理委員會(huì)（fsc.org）
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