杨悦 12月5日—6日，世界钢协第一届低碳钢铁技术发展大会在阿联酋阿布扎比召开。来自世界各地的20多位钢铁产业链专家学者，聚焦全球范围内低碳钢铁生产技术的发展现状与趋势，围绕碳减排、碳循环利用、氢冶金及电气化等话题展开了深入交流。 12月5日，普锐特冶金技术公司全球创新与信息技术负责人，高级副总经理亚历山大·弗莱彻德尔（Alexander Fleischanderl）做的题为《绿色在行动——铁原料遇见可再生能源》的报告吸引了全场参会人员的广泛关注。 亚历山大表示，可再生能源机构数据显示，到2030年，全球71%的高炉需要全面翻新，投资者必须在翻新现有熔炉和改用电弧炉之间做出选择。未来10年内影响钢铁行业低碳转型的因素有很多，包括碳边境调节机制（CBAM）、可再生能源的可用性及价格、原材料品质、绿氢的充足供应等。他认为，钢铁行业实现低碳转型需要经历包括优化、过渡，以及最终建立新的生产标准、实现“绿钢”商业化规模化生产3个阶段。 亚历山大列举了钢铁行业实现“净零排放”的3个主要途径：电气化，直接避免碳排放（CDA），碳捕集、利用与封存工艺（CCUS）。 他表示，目前全球电炉数量不断增加，清洁能源使用比例不断提高，绿氢逐渐替代碳基还原剂，这些都是钢铁行业通过电气化改造实现“净零排放”的主要表现。直接避免碳排放是一种基于氢气和绿色电力实现零碳排放的钢铁生产方式，企业采用此方式需要建立并完善氢气生态系统。碳捕集、利用与封存工艺在钢铁行业有不少成功应用案例。例如，日本三菱重工采用“KM CDR”工艺（一种二氧化碳回收工艺），通过“KS-1”胺基溶液捕集二氧化碳，该工艺二氧化碳捕集率可达95%。来自新西兰的创新公司LanzaTech NZ利用先进的气体发酵技术捕集工业废气中的碳，并将这些碳转化为“碳智能（Carbon Smart）”产品，包括乙醇、乙二醇等。 “全球钢铁工业低碳转型的规模巨大，虽然我们目前还没有掌握技术方面的‘灵丹妙药’，但已经确定了主要途径。”亚历山大表示，“到2050年，利用低碳技术生产的钢铁总量占比将从目前的26%增长至60%以上。这意味着到2050年，全球‘绿钢’的产量将增加8.5亿吨以上。因此，除现有低碳技术外，钢铁行业还需要研发新的低碳技术。” 亚历山大介绍，围绕低碳转型项目，欧洲在直接还原铁（DRI）、电弧炉（EAF）和熔炉（Smelter）方面表现最为活跃。截至目前，欧洲地区已经公布的直接还原铁厂有37座、电弧炉项目有63个、熔炉项目有6个。 “未来30年～50年，全球配备直接还原工艺的工厂数量将大量增加。”亚历山大表示，2016年—2022年，全球共运营16座直接还原工厂；2021年—2025年，预计运营11座直接还原工厂、推进3个直接还原项目；2026年—2030年，预计推进5个直接还原项目，并宣布建设25个直接还原工厂。 与之相伴而来的是直接还原铁产量的增长和生产方式的变化。亚历山大表示，到2030年，全球直接还原铁产量预计达到1.8亿吨，全部采用以天然气作为还原剂的方式进行生产；到2040年，全球直接还原铁产量将达到2.68亿吨，其中包括以天然气为还原剂生产的1.74亿吨、以天然气为还原剂并配合CCUS工艺生产的1400万吨、以100%氢气为还原剂生产的8000万吨；到2050年，全球直接还原铁产量将达到5.40亿吨，包括以天然气为还原剂生产的1.62亿吨、以天然气为还原剂并配合CCUS工艺生产的3700吨、以100%氢气为还原剂生产的2.13亿吨。 从原料来看，亚历山大预测，2019年—2030年，直接还原用铁矿石产量将由1.19亿吨增长至1.82亿吨，高炉用废钢产生量将由2.08亿吨增长至2.25亿吨，电炉用废钢产生量将由5.27亿吨增长至3.92亿吨。同时，全球海运铁矿石贸易量将由15.45亿吨下降至12.85亿吨。其中，中国海运铁矿石贸易量将下降3.26亿吨，印尼将下降3900万吨，中东将增长2200万吨，印度将增长1200万吨，亚洲其他国家将增长4900万吨，欧盟将增长1600万吨，其他国家或地区将增长600万吨。 亚历山大认为，一方面，铁矿石品位变化将决定未来钢铁冶炼流程选择，目前全球直接还原用铁矿石资源是有限的，仅占目前海运铁矿石贸易量的4%；另一方面，能源成本将成为电气化改造和氢能生态系统建设的主要驱动力。 亚历山大还预测了2030年以后全球氢气市场发展情况。他认为，2030年以后，氢气产量高且可用于出口的国家及地区包括智利、阿根廷、西班牙、意大利、加拿大、澳大利亚、中东和北非；能够做到自给自足的国家有中国、印度、美国、巴西；氢气需求量大但产量低需要依靠进口的国家有韩国、日本、荷兰、法国、德国、英国；而挪威、新西兰等则属于资源禀赋不高且需求量不大的国家。 亚历山大介绍，钢铁行业实现低碳转型，在生产工艺方面需要经历从碳基生产工艺到去碳化、以天然气+氢气为主的生产工艺，再到以冶炼废钢为基础的生产工艺的转变；在原材料方面需要经历从以中低品位铁矿石为主到以高品位铁矿石为主，再到以废钢为主的转变。目前，已经实现商业化规模化应用的低碳生产工艺有MIDREX工艺（用氢气和天然气还原球团矿），处于试验阶段的有Finored（基于气体的流化床直接还原）工艺、HyREX（基于流化床反应的氢还原铁）工艺、HYFOR（氢基粉矿还原）工艺。其中，Finored工艺、HyREX工5艺用氢气和天然气还原烧结料，HYFOR工艺用氢气还原铁矿粉。 围绕影响“绿钢”加速研发的因素，亚历山大表示：“废钢加工商的逆向整合、废钢供应和质量、直接还原用铁矿石资源供不应求、廉价能源可能促使炼铁和炼钢业脱钩等因素都有可能产生影响。未来‘绿钢’将出现供不应求的局面，预计2025年后将出现每吨300美元～500美元的溢价，但存在区域差异。此外，新的钢铁企业和商业模式也将崭露头角。” 《中国冶金报》（2023年12月15日 02版二版）
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