中国铁合金网讯：近年来，全球气候变化问题持续受到关注，各国陆续公布“碳中和”目标计划。钢铁工业作为能源密集型行业，是碳排放大户，低碳发展势在必行。一直以来，全球范围内的主要钢铁企业都十分关注低碳发展，并纷纷制定中长期低碳减排目标，参与低碳政策研讨，布局前沿低碳技术等，积极探索低碳发展路径。《世界金属导报》特别开设“洞悉·钢铁企业低碳发展路径”专栏，分析全球范围内各主要钢铁企业在低碳发展方面已经实现的效果以及未来的布局、路径等，以期为行业企业提供相关参考。

 

1 企业概况

安赛乐米塔尔由原安赛乐集团和米塔尔钢铁公司在2006年重组而来，在随后的13年时间里其粗钢产量一直位居全球第一。2019年，安赛乐米塔尔粗钢产量为8980万吨，被中国宝武集团超越，位居全球第二位。2020年，安赛乐米塔尔粗钢产量为7150万吨。

安赛乐米塔尔在四大洲的17个国家拥有炼钢业务，联合钢铁厂和小型钢厂共有38家（出售其美国公司之后）。欧洲对碳减排的持续关注推动安赛乐米塔尔在低碳发展道路上不断探索。2019年底，安赛乐米塔尔宣布到2030年将其欧洲业务的碳排放量减少30%的目标（以2018年为基准），2020年9月30日，安赛乐米塔尔宣布在2050年整体实现净零碳排放的发展目标。

 

2 低碳发展回顾

2.1碳排放强度

根据安赛乐米塔尔2019年首次发布的气候行动报告，自2007年以来安赛乐米塔尔的碳排放强度在波动中下降。2018年，安赛乐米塔尔所有炼钢线路总体平均碳排放强度为吨钢2.12吨CO2，碳排放总量为1.94亿吨（仅钢铁生产业务）。值得关注的是，2018年安赛乐米塔尔的厂区数量较2007年增加了6%，而且出于对结构性市场需求变化的反应，长流程炼钢在其生产中的占比从73%增加到78%。长流程炼钢碳排放强度远高于短流程炼钢，因此，碳排放的波动下降从侧面反映出安赛乐米塔尔的能效水平有所提升，排放水平有所降低。2019年，安赛乐米塔尔吨钢碳排放维持在2018年水平。根据世界钢铁协会的数据，2019年全球钢铁业平均碳排放强度为吨钢1.83吨CO2。安赛乐米塔尔的平均碳排放强度更高，与其生产中长流程占比高关系较大。根据已有数据，2018年安赛乐米塔尔78%的钢材生产采用长流程工艺，而全球平均占比约71%。

2.2 碳效率

钢铁生产依赖于一些影响碳排放强度的外部因素。安赛乐米塔尔认为，这些因素主要与市场和政府政策有关，企业改变的能力有限。为此，安赛乐米塔尔在2007年创建了一个内部评价指标——碳效率，在指标计算过程中，将影响碳排放的主要外部因素标准化，如原材料质量、废料和炉渣的再利用以及用电排放强度等。在没有这些因素的情况下，碳效率指标可以监测钢厂能够直接控制的因素，例如员工管理和利用能源的方式及技术等，从而表征集团内部各个钢厂的表现。

数据显示，2007年至2018年安赛乐米塔尔各厂区总体碳效率提高了9%，这比在受外部因素影响下评估安赛乐米塔尔的总体平均碳排放强度显示出的结果有所提高。

 

3 低碳发展战略分析

基于公司的中期及远期碳减排目标，安赛乐米塔尔制定了一系列措施并已经实施诸多项目，总体来说分为智能碳路线和创新的直接还原铁（DRI）路线。从长远来看，这两种路线都将受益于向氢能源的转变，但就中期来看，智能碳路线更具商业可行性，且可以为低碳循环经济带来附加值。安赛乐米塔尔相信这两条路线的同时推进将塑造其低碳发展之路的巨大优势，到2030年其Scope1碳排放将显著减少，欧洲地区（不包括里瓦钢铁公司）的Scope1碳排放将较2018年降低30%（2018年安赛乐米塔尔欧洲公司吨钢碳排放1.6吨）。此外，安赛乐米塔尔还将开发新方法增加长流程炼钢中的废钢用量。在中期目标的实现中，智能碳路线和增加废钢用量将作出更多贡献。

创新的DRI路线，特别是使用绿氢的DRI技术也有巨大的潜力，但其成本要比智能碳路线高得多，在2030年前难以取得足够进展以发挥有意义的作用。

此外安赛乐米塔尔认为，向清洁能源的转变将贯穿于上述两种路线的发展之中，并将循环碳、清洁电力以及碳的捕集与存储（CCS）归结为清洁能源实现的三种形式。

循环碳是指依靠地球的自然碳循环，利用可持续发展的林业和农业残留物等生物废料来生产用于炼钢的生物能源，从而实现碳中和。此外，利用废塑料作为能源，结合CCS技术，可以将原本以CO2形式排放的碳转化为液态烃类（乙醇）或固体（塑料）。如果欧洲钢铁工业转向使用生物能源，每年将需要大约2亿-2.5亿吨的生物质和废弃物。如果钢铁工业采用碳中和方式进行生产，将能够满足塑料需求的30%。投资方面，使整个欧洲钢铁工业转向生物能源，对清洁能源体系的投资估计为500亿-700亿欧元。

清洁电力是来自太阳能和风能等不排放CO2的能源，是一种碳中性能源。钢铁工业可以利用清洁电力电解水以提取H2，然后用H2还原铁矿石。尽管创新会逐步降低成本，但仍需较长时间才能使清洁电力和H2达到惠及钢铁行业的规模和成本。如果使欧洲钢铁工业完全转向清洁电力，将意味着电力消耗增加15%，所需的能源基础设施投资将达到4500亿-7000亿欧元。

CCS技术能够捕集CO2，将其运输并安全地储存在地下，避免化石燃料的排放。据估计，仅北海盆地就有高达30万吨的CO2储存能力。长远来看，将CCS与循环碳结合起来，可以使钢铁工业超越碳中性。如果整个欧洲钢铁工业通过CCS实现碳中和，估计每年将有1.5亿-2亿吨CO2的运输和储存需求，需要1000亿-1500亿欧元的基础设施投资。

3.1智能碳路线

智能碳路线就是通过在炼铁的高温控制还原环境中利用所有可用的清洁能源探索碳中和钢铁生产，由于用于还原铁矿石的高温气体可以是碳或氢，因此这一路线可以灵活适应外部能源基础设施的发展。此外，这条路线不仅可以提供碳中性钢，还可以提供碳中性水泥和碳中性生物材料。在这一路径中，CCS技术将被应用以确保整个生产过程的碳中和。

现阶段，智能碳路线将侧重于利用废物流中的循环碳源，然后捕集由此产生的碳排放，存储或重复使用。在这一阶段，CH4可以作为比煤炭低碳的能源使用。中期之后，随着氢经济的发展和具有成本效益的H2成为可能，将过渡到使用H2。据悉，在安赛乐米塔尔欧洲公司部署智能碳路线的成本为150亿-250亿欧元。此外，还需要投资150亿-300亿欧元建设清洁能源基础设施，以实现基于生物能源和CCS的智能碳。

智能碳路线包含许多互补的技术，这些技术能够实现渐进的发展，并可以互相结合提供额外的价值，具体项目有Carbalyst？、IGAR 、Torero及3D（DMXTMDemonstration in Dunkirk）等。

Carbalyst是收集碳气体，并将其转化为化学物质。其中的首个商业产品项目是安赛乐米塔尔在欧盟地平线2020Steelanol支持下，与其合作伙伴Lanzatech共同开发，将废气转化为生物乙醇的项目。安赛乐米塔尔正在比利时的根特厂建设工业规模示范厂，完工后将每年收集厂内15%的废气，并将其转化为8000万升生物乙醇。这一结果将相当于每年减少10万辆电动汽车或600次跨大西洋航班的CO2排放量。据相关研究，与化石燃料相比，这种生物乙醇可以减少高达87%的CO2，因此能够支持运输部门脱碳，作为全面电气化过渡期间的中间解决方案。这个耗资1.65亿欧元的项目预计将于2022年完工，安赛乐米塔尔表示，将在未来进一步扩大Carbalyst产品系列至其他生物化学品和生物材料。

IGAR是从高炉捕集CO2，将其转换成合成气（由CO和H2构成），注入到高炉中代替化石燃料，以还原铁矿石。这一过程通过降低炼钢的煤炭和焦炭用量减少CO2排放。初期，采用等离子体火炬将废弃的CO2与CH4加热到非常高的温度，即干燥重整，获得合成气。未来，考虑用生物气或废塑料代替CH4，进一步促进循环碳的使用。同时，随着等离子体火炬使用清洁能源，整个过程的碳排放可以进一步降低。目前安赛乐米塔尔正在法国的敦刻尔克建设一个耗资2000万欧元的工业规模试点项目，该项目得到了法国环境与能源控制署（ADEME）的支持，用于建造等离子体火炬。同时，为测试使用等离子体火炬产生的热合成气，在同一家钢厂同时开展了另外一个试点项目。

Torero是从废木材中生产生物煤（循环碳的一种），以取代目前注入高炉的化石燃料煤。安赛乐米塔尔正在其比利时根特厂建设一个耗资5000万欧元的大型示范工厂，目标是每年将12万吨废木材转化为生物煤，预计将于2022年底投入运营。未来，项目将会使循环碳的来源扩大到其他生物基废物和塑料垃圾。

3D为碳捕集试点项目，目前安赛乐米塔尔正在其法国敦刻尔克厂建设该项目，该技术预计可实现每小时从废气中捕集0.5吨CO2。在碳捕集、存储与利用方面，安赛乐米塔尔还参与了Carbon2Value项目，北极光（North Lights）和波托斯（Porthos）的碳运输和储存项目等。

完全实施智能碳路线后，生产1吨碳中和钢材可产生250千克碳中和水泥、200千克碳中和生物材料。生产成本方面，与目前相比，在安赛乐米塔尔欧洲公司主要运用循环碳和CCS的中期智能碳路线将使生产成本增加30%，主要运用绿氢的远期智能碳路线将使生产成本增加60%。

3.2 创新的DRI路线

创新的DRI路线将逐渐从DRI（采用CH4生产）-EAF生产路线缓慢过渡到DRI（采用H2生产）-EAF生产路线，但发展速度取决于技术的成熟度，以及可供使用的H2性价比是否足够高。与此同时，为实现完全的碳中和，仍然需要通过使用可持续的生物质生产生物能源，即在这一过程中加入循环碳。与智能碳路线不同，氢基DRI路线不会产生任何其他碳中性产品，如水泥和生物材料等。安赛乐米塔尔预计，在恰当的资金支持下，其将在2025年左右在欧洲建立首个氢基DRI示范工厂，但在2030年前不太可能实现大规模的工业生产。与目前相比，在安赛乐米塔尔欧洲公司主要运用蓝氢和CCS的DRI路径将使生产成本增加50%，主要运用绿氢的DRI路线将使生产成本增加80%。安赛乐米塔尔创新的DRI碳减排路线如图2所示。为实现2050年净零碳排放的远期目标，安赛乐米塔尔正在设计和投资一个用氢代替CH4直接还原铁矿石的工业规模项目，它采用“变压吸附”从现有工厂的废气中分离出纯度95%以上的H2，目标是在2025年左右达到工业和商业成熟，最初每年的生产规模为10万吨。

 

4 管理与政策建议

为有效部署气候行动发展战略，安赛乐米塔尔建立了完善的管控与风险应对制度。公司对气候变化的应对由集团气候变化和环境委员会（CCEC）在高层管理层进行协调和推进。部门计划的更新由集团CO2技术委员会提供，利益相关者的期望和参与由集团沟通、企业责任、战略、商业和政府事务等团队提供。

政策方面，安赛乐米塔尔基于对相关发展路径的研究与评估，提出了钢铁行业低碳发展的相关建议。

一是建立全球公平的竞争环境，以避免碳泄漏的风险。这是为了确保承受碳减排较高运营成本的钢铁企业产品，能够与来自高排放钢铁企业的进口产品竞争。

二是获得充足且负担得起的清洁能源。让钢铁行业获得充足且负担得起的可再生电力的政策，将是扩大清洁能源途径的关键。

三是促进必要的能源基础设施建设。除了丰富的可再生电力，还需要政策支持对氢基础设施的投资，以推进大规模的氢工艺。对于采用CCS途径的化石燃料，实施政策对于加快碳运输、储存基础设施和服务的发展也很重要。

四是为低排放炼钢提供可持续融资。低碳挑战要求加快技术开发和推广，需要将突破性的炼钢技术确定为公共资金支持的关键优先领域。

五是加快向循环经济转型。物料政策应改变填埋和焚烧的废物流。应该推动所有废物的循环利用和再用，并鼓励将废物作为制造过程的投入物，鼓励产品具有可重用性和可回收性。

针对欧洲地区，安赛乐米塔尔还提到要注意绿色边界调整，改革欧盟排放交易制度第四阶段的免费分配基准方法，使之在技术上可行等。

安赛乐米塔尔牵头组建ResponsibleSteeTM，这是钢铁行业第一个多方利益相关者的全球认证计划，旨在让企业和消费者相信，在这个标准下认证的钢铁已经在供应链的各个步骤（从采矿、生产过程，到最后的销售）负起责任。认证标准包括碳排放、水责任、生物多样性、人权、劳动法、地方社区、商业诚信和供应链管理等方面的要求。

 

文章来源：《世界金属导报》