鋼鐵行業的「減碳」挑戰

鋼鐵行業的「減碳」挑戰

政府需要推動對

氫能

技術的必要投資。

大家不妨猜一下,航空和

鋼鐵

,哪個行業的碳排放量更大?如果你猜的方向是萊特兄弟的發明,而非貝塞麥(Henry Bessemer)的發明,那你就錯了。

鐵生產大約貢獻了總碳排放量的7%-10%,是航空旅行的2倍。鋼鐵業的領軍企業已經在嘗試採用新技術減少排放,但挑戰不小。實際上,鋼鐵行業的現狀也反映了為何扭轉碳排放趨勢如此之難。鋼鐵生產中的脫碳不僅需要新技術,還需要新的監管法規、價格調整以及商業創新,可以說,這是政府和企業面臨的更廣泛氣候挑戰的一個縮影。

鋼鐵因為堅固耐久且用途廣泛,已成為現代經濟的核心要素。但鍊鋼過程中有多個步驟都涉及碳排放。最大的排放階段是還原過程,即對天然

鐵礦石

進行脫氧、煉出生鐵的過程,然後,生鐵要與其他材料結合,煉成

鋼材

。鐵礦石的脫氧過程需要與

焦炭

(由煤製成)結合,這個化學反應會釋放二氧化碳。而且,這個過程只能在極高溫度下發生,因此會耗費大量能源,通常也會產生更多碳排放。

我們已經可以用其他方法生產所謂的「綠鋼」,但成本更高。正如比爾蓋茨在其新的氣候書籍中所述:「我們為什麼要用這種方式?因為它便宜,而且在我們還沒開始擔憂氣候變化問題時,我們沒有動力選擇其他方式。」據蓋茨估算,製造綠鋼的額外成本為16%-29%,不能說微不足道,但也不能說不可逾越。

因此,這個問題就變成了綠鋼會以多快的速度普及開來的問題。不論是對於企業還是地球而言,這裡都牽扯很多利害關係。據國際能源署(International Energy Agency)預測,從現在到2050年,全球的鋼需求量將增長三分之一。而據諮詢公司麥肯錫(McKinsey)估算,如果全球鋼鐵企業無法降低對環境的影響,它們的企業價值將平均損失14%。麥肯錫的結論是:「脫碳應成為企業的重中之重,否則,它們不但難以保持經濟層面的競爭力,還可能失去繼續在該行業經營下去的通行證。」

目前領軍鋼鐵企業採用三種基本途徑生產綠鋼。第一種是減少熔鐵高爐的碳足跡,例如用生物質製品取代焦炭為鐵礦石脫氧,或捕獲焦炭使用過程中釋放的二氧化碳。這些步驟可有效減少排放,但只改變高爐這一個環節還不足以實現鋼鐵生產的淨零排放。

第二種途徑是使用電弧鍊鋼爐,將廢鋼重新打造為新的鋼鐵製品。如果使用可再生能源為鍊鋼爐供電,這個途徑可顯著減少排放。但獲取足夠的可再生能源(並進行儲存)和廢鋼並不容易。

最後一種途徑是使用氫能還原鐵礦石,併為電弧鍊鋼爐供電。當使用氫能代替焦炭為鐵礦石脫氧時,副產品是水,而非二氧化碳。而且氫能可利用可再生資源生產,所以它有望成為穩定的綠色能源。此項技術已經開始,但生產成本仍居高不下。

全球決策者將重點放在了減少汽車、飛機和發電廠的排放上面。但要成功實現淨零排放,他們還必須關注一些不太受人矚目的問題,包括如何改變我們的鍊鋼方式。

儘管大部分工作都會發生在私營領域,但政府也需要有所作為。特別是在氫能領域,氫能除了事關鋼鐵的未來,還有望廣泛應用於緩解許多其他氣候問題。目前來看,氫能在多個領域的大規模普及仍需要政府的大力協助,包括推動研發和大規模投資,以及確保與排放有關的監管法規(可能包括碳定價)對轉型發揮促進作用。

今年將有格拉斯哥氣候變化大會,鋼鐵業的例子為我們揭示了一個重要事實:實現淨零排放不僅需要政治意願,也需要新技術,而許多技術都涉及氫能。——Peter R。 Orszag;譯:程璽

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