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2020年，全球鋼鐵行業總產量達到18.6億噸，上千億美元。鋼鐵的強度與重量比高，生產成本相對較低，是建筑和汽車等許多行業的寶貴材料。然而，在氣候危機的背景下，由于依賴碳密集型化石燃料（主要是煤炭），該行業受到越來越多的審查。全球鋼鐵產量約占全球碳排放總量的8%，對煤炭的渴求繼續推動著挖掘。每生產一噸采用傳統綜合工藝方法生產的液態鋼，就會燃燒770公斤煤和焦炭，向大氣中釋放1.8噸二氧化碳，這意味著鋼鐵行業實際上比鋼鐵行業更生產二氧化碳。
近年來，世界各國政府一直在尋找實現2015年《巴黎氣候協定》目標的方法，因此，該行業脫碳的政治壓力也在加大。
但壓力不僅僅是政府。碳價格等日益加劇的財政壓力，以及環境、社會和治理的普及率和可信度的提高，在希望將資金投入道德境界的年輕、更環保的一代投資者中，這既增加了這種壓力，也提供了越來越有力的激勵措施，使該行業脫碳。
在此背景下，一些小型的"綠色鋼鐵"項目開始在歐洲和其他地區出現。其中之一是Primetals技術公司在奧地利多納維茨的沃斯塔平鋼鐵廠進行的氫基細礦減少（HYFOR）試點項目。
經過多年的開發和兩個月的初步測試，HYFOR于6月開始運營，此后，其創新的鐵礦石精礦直接減排工藝吸引了業內許多人的注意，這是世界上首創的此類工藝。HYFOR的氫氣為100%提供動力，可將排放量減少90%，試點計劃至少在未來兩年內投入使用。
"全球75%的鋼鐵生產能源來自碳，其余來自天然氣和電力。我們唯一可以改變的是去除煤炭，"Primetals技術公司生態解決方案主管亞歷山大·弗萊尚德爾博士告訴歐洲工業。
“然而，我們還需要從鐵礦石中去除氧氣，這給我們留下了三種選擇。我們可以燃燒碳，釋放二氧化碳。我們可以使用氫氣，氫釋放水。或者第三種選擇是使用電子，將鐵礦石轉化為直接電解的鋼，而這種技術還處于起步階段。”
弗萊尚德爾博士認為，能源效率或工藝優化是該行業脫碳的第一階段。
使用現有資產實現脫碳的機會很多。它們應該被利用，否則它們最終會成為擱淺的資產。您可以優化燒結廠、顆粒廠和高爐。你可以注入氣體，從天然氣開始，也可以注入氫氣。您可以實施其他能效解決方案，如廢熱回收，從渣渣中回收熱量。大多數客戶仍未實施此類解決方案。
弗萊尚德爾博士說，其原因通常是投資回報率。“大多數客戶希望在一兩年內得到回報。這些解決方案需要五到六年的時間才能有回報。盡管如此，將來還是強制性的。”
廢鋼回收也將在一定程度上減少排放。他補充說，問題在于可用性。
問題是，生產率高于可刮庫存。如果我們展望2050年，我們估計將有大約9億噸廢料需要回收利用，但我們將生產超過20億噸的鋼鐵。因此，我們仍要縮小10億噸以上的缺口，以消除來自鐵礦石的原始飼料。
雖然能源效率和循環經濟舉措的進步在鋼鐵綠化中起著重要作用，但它們只能做這么多工作——最多減少30%左右的碳足跡。碳捕獲和儲存（CCS）看起來也肯定會在該行業減少排放的努力中發揮重要作用，從而允許將部分碳封存起來。
然而，隨著全球需求的上升，將煉鋼量降至凈零將需要技術的根本轉變。這就是海福的用武之地。Donawitz的試點工作重點是繼續開發HYFOR技術，使其準備擴大為第一個工業原型，預計今年年底將作出決定。
弗萊尚德爾博士說，HYFOR與綠色鋼鐵同行的分離，是它賴以養活的。
“我們直接以鐵礦石罰款和超精礦為原料，等等。我們可以避免受益-顆粒切片步驟-并直接飼料礦石罰款。它取消了投資顆粒化工廠的要求，而顆粒化工廠是一項沉重的負擔資產。”
“另一件事是運營成本。在進食前，您可以避免對顆粒進行加熱和冷卻的化石燃料需求。通過使用鐵礦石罰款和超罰款，您可以輕松地完全、更快地減少這些礦石顆粒，保持較低的降低溫度和工藝壓力意味著更多的能源效率。”
這是弗萊尚德爾博士所說的"轉型階段"的一部分，這是鋼鐵在過程優化后脫碳的下一步。他預計，未來將有更多的電弧爐和更少的高爐，這些電弧爐將用廢料和直接減鐵來喂養。
"現在重要的是讓未來能夠逐漸從天然氣轉向氫氣的工廠，"他指出，俄羅斯最近有一個項目，Primetals在2月份參與了該項目。
它位于俄羅斯庫爾斯克州的熱列茲諾戈爾斯克，由米哈伊洛夫斯基HBI公司經營，是世界上最大的熱鋼（HBI）工廠。那里的生產將從使用天然氣開始，但"只要有可能"就會轉向氫氣。
不過，他警告稱，盡管有許多有希望的跡象顯示，最大的工業排放國之一正開始，但全球還有很長的路要走。在歐盟，歐盟委員會正在研究如何利用碳定價作為降低碳排放的工具。此外，來自歐洲投資基金和復蘇基金的支持也可以在歐洲部分發揮作用。
然而，歐洲的鋼鐵產量僅占全球鋼鐵產量的8%左右，這個數字更有可能下降，而不是增加。他說，一些主要的鋼鐵生產國還有很長的路要走，他舉了印度為例。
2019 年，印度的鋼鐵產量為 1.11 億噸，預計 2030 年將達到 3 億噸。
他說，問題在于印度沒有政策。它沒有碳稅，也不打算在未來幾年內這樣做。印度仍在試運行新的高爐，因為印度知道這些高爐會持續50到60年左右。印度的中期解決方案可能是碳捕獲和儲存。
盡管如此，弗萊尚德爾博士說，HYFOR將繼續向前發展。
"看到一家使用低質量鐵礦石飼料的直接減排廠，在電力冶煉廠生產熱金屬和礦渣，然后通過行業認證，用于水泥行業，以推動循環經濟。這將有助于我們逐步前進。我們需要使用綠色氫氣和碳捕獲儲存和利用，我們需要用可再生能源為電弧爐供電。這將讓我們在未來接近零碳足跡，因為我們期待2050年。”
Tips：
亞歷山大·弗萊尚德爾博士是可持續鋼鐵生產的知名專家，涵蓋脫碳、廢氣清潔、能源效率、副產品管理和廢水處理。他擁有奧地利格拉茨理工大學的博士學位，擁有約100項專利。2013年，他被授予西門子年度發明家。
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