□ 李靜 鄒紅
全球氣候變化已經成為人類可持續發展的巨大挑戰。面對日益嚴峻的氣候變化挑戰,國際社會達成共識,呼吁共同行動控制溫室氣體排放,保護人類生存環境。《聯合國氣候變化框架公約》《京都議定書》《巴黎協定》是全球應對氣候變化的制度性文件,提出明確的減排目標和靈活的實施路徑,要求締約方履行減少溫室氣體排放的責任和義務,在本世紀下半葉實現氣候中性。據統計,鋼鐵行業排放的二氧化碳約占全球溫室氣體排放總量的4%-5%,是實現全球氣候中性的重要行業,也是最有潛力的行業。中國鋼鐵工業約占全國二氧化碳排放總量的15%,是制造業31 個門類中碳排放量最大的行業,是中國實現“3060”目標(2030 年前實現碳達峰,2060 年前實現碳中和)的關鍵領域。近年來,全球優秀鋼鐵企業圍繞實現碳中和開展了一系列實踐活動,并且取得了階段性成果,為行業推動綠色低碳發展提供了借鑒與啟發。
以實現碳中和為目標,安賽樂米塔爾、浦項、中國寶武等全球優秀鋼鐵企業超前研發低碳冶金突破性工藝技術,利用清潔能源替代化石能源,發展循環經濟,開發氫能產業等。
總部位于盧森堡的安賽樂米塔爾集團是歐洲最大、全球第二的鋼鐵制造服務商。該集團提出遵守《巴黎協定》規定,到2030 年二氧化碳排放量較2018 年減少30%,到2050 年大幅度降低碳排放,歐洲鋼廠實現碳中和。探索了兩條突破性的碳中和技術路徑:一是智能碳,二是創新性直接還原鐵技術。主要舉措如下:
制定氣候行動戰略。涉及能源效率、廢鋼使用、技術創新和政策參與等四個部分。全面披露氣候行動相關信息,自2010 年起,每年向CDP(Carbon Disclosure Project,國際非營利組織)遞交年度氣候變化報告,全面報告二氧化碳排放范圍和方式。2019 年5 月,按照TCFD(Task Force on Climate-Related Financial Disclosures)推薦的格式,首次公開發布氣候行動報告,內容涉及公司治理、戰略以及風險管理。
建立職責明確的公司治理和風險管理體系。董事會負責公司治理和戰略方向,包括氣候變化影響。集團下設投資分配委員會、氣候與環境工作組、全球突破性技術理事會和政府事務委員會,負責集團有關氣候變化和排放的風險管理、戰略規劃制定、低排放技術項目協調、集團氣候行動等。
加強與政府溝通,開展政策分析,參與政策制定。在綠色邊境調整、清潔能源基礎設施的建設與分配、公共與私人投資支持、建設碳運輸和儲存基礎設施、社會含碳廢棄物的收集等方面提出政策建議。
開展低排放技術研發。自2017年以來,累計投入2.5億歐元,在歐洲各類鋼廠開展低碳冶金突破性技術開發和示范項目建設,部分項目實現工業化運營。這些項目分別采用循環碳、清潔能源以及配套碳捕集和封存技術的化石燃料等新能源技術,通過碳的閉路循環助力實現低排放冶金。
采用節能新技術改造現有生產設備和流程。2018年投資2.47 億美元,實施26 個提高能效項目,2017-2019 年三年累計投入7.28 億美元。
開發高強鋼,為用戶提供實現低碳方案。為建筑商提供新一代高性能建筑和施工技術,2018 年發布Steligence㊣系列產品,這種超薄、超輕、高性能的產品能夠減少建筑物38%的嵌入式碳足跡。自2010 年起,為汽車制造商提供輕量化、高強汽車鋼,在確保車輛安全可靠前提下,在鋼材全生命周期內的碳排放量減少14.5%;實施XCarbTM計劃:為用戶提供 XCarbTM綠色鋼材證書、“XCarbTM回收和可再生”的創新型產品以及“XCarbTM創新資金”,幫助用戶實現間接減排。
安塞樂米塔爾探索碳中和的實踐可以歸納為:在碳中和戰略引領下,開展低碳冶金突破性工藝技術創新、加大提高能效投資、持續研發推出綠色低碳產品、參與政府碳中和政策的制定等。
韓國浦項鋼鐵公司是全球最具競爭力的鋼鐵公司,2010-2021 年連續12 年穩居WSD 排名榜首。在亞洲鋼鐵企業中,浦項是首家宣布2050 年實現碳中和的高爐流程企業。提出超前行動實施碳減排,塑造未來競爭優勢。主要舉措如下:
制定低碳戰略。提出碳減排目標,到2030 年,減碳20%;到2040 年,減碳50%;到2050 年,實現碳中和。重點聚焦綠色制造、綠色產品和綠色伙伴關系。綠色制造,開發應用低碳冶金技術,向氫基冶金流程轉換;綠色產品,擴大高績效、輕量化、高能效、環境友好產品的供應,如高屈服強度鋼材、高效率鋼材(超級)、高耐蝕鋼材等;綠色伙伴關系,積極參與全球氣候行動和低碳技術研發,披露氣候行動信息,鞏固與利益相關者的伙伴關系。
提出到2050 年實現碳中和的路線圖,以2017-2019 年碳排放量的平均值為基準,通過智能化改造→部分采用氫還原→增加廢鋼量→采用CCUS 技術→氫基冶金技術商業化應用,到 2050 年實現零碳排放。
開發氫能產業。制定氫能戰略,提出成為推動全球綠氫經濟發展的引領者,到2040 年綠氫產能達到200萬噸,從制造、銷售、集團投資等三個維度提出行動措施。制造:擴大副產品氫的產量,形成7 萬噸/年產能;開發海外藍氫資源,形成50 萬噸/年藍氫產能;搶先占領國內市場,形成200 萬噸/年綠氫產能。銷售:開發初期需求,如氫能車、氫能發電等,創造未來需求,如氫冶金。集團投資:發揮集團協同效應,開發海外氫資源,從事氫能發電,參與氫能城市建設。
浦項探索碳中和的實踐可以歸納為:碳中和戰略引領下,構建綠色制造、綠色產品、綠色伙伴關系的低碳發展體系,開發氫能產業,助力實現碳中和。
中國寶武鋼鐵集團是全球最大的鋼鐵制造服務商,提出成為全球鋼鐵業引領者。2020 年生產粗鋼1.15 億噸,實現規模引領。在引領低碳發展方面,中國寶武是國內首家發布碳減排宣言的鋼鐵企業,提出2023 年力爭實現碳達峰、2025 年具備減碳30%工藝技術能力、2035 年力爭減碳30%、2050 年力爭實現碳中和。主要舉措如下:
以科技創新打通鋼鐵行業低碳發展路徑。創立全球低碳冶金創新聯盟,打造面向全球的低碳冶金創新技術交流平臺;建立1+N 開放式研發創新模式,開展鋼鐵工業前瞻性、顛覆性、突破性創新技術的研究;建設面向全球的低碳冶金創新試驗基地,促進鋼鐵上下游產業鏈的技術合作,助推鋼鐵工業可持續發展。
以智慧化、精品化實現極致的碳利用效率。以數智化系統打破時空邊界、跨越管理邊界、推動工序互聯共享,實現資源能源高效利用,為社會提供更綠色更優質鋼鐵及相關新型材料。
把“降碳”作為源頭治理的“牛鼻子”,優化能源結構,加大節能環保技術投入。不斷提高天然氣等清潔能源比例,加大風能、太陽能、生物質能等可再生能源利用,布局氫能產業,推進能源結構清潔低碳化;不斷提高爐窯熱效率,深挖余能回收潛力,提升能源轉換和利用效率,大幅降低能源消耗強度,嚴控能源消耗總量。
樹立全員減碳意識。推動全體員工低碳生活養成,鼓勵綠色出行、光盤行動、垃圾分類、植樹造林、視頻會議等低碳行動。
中國寶武探索碳中和的實踐可以歸納為:在戰略引領下,探索高爐低碳冶金技術,創立全球低碳冶金創新聯盟,打造極致能效,優化能源結構,開發氫能產業,創建低碳企業文化等。
安賽樂米塔爾、浦項和中國寶武基于碳中和的探索實踐,可以給國內鋼鐵企業帶來如下啟示。
面對日益嚴峻的氣候問題,聯合國呼吁全球共同行動,到本世紀下半葉實現氣候中性,世界多數國家制定了實現碳中和的時間表。在這種背景下,作為二氧化碳排放大戶的鋼鐵行業,加快綠色低碳發展成為必然選擇。在實現碳中和的進程中,全球優秀鋼鐵企業依靠技術、管理、人才優勢,超前行動,開發應用突破性低碳冶金工藝技術,開發氫能、儲能、生物質能等新能源,發展循環經濟,打造低碳經濟時代的競爭優勢,引領全球鋼鐵行業可持續發展。
凡事預則立,不預則廢。企業戰略具有前瞻性的引領作用,明確企業發展的方向和路徑。鋼鐵企業推進綠色低碳發展是全局性、長期性的系統工程,涉及技術變革、管理創新、觀念更新、人才培養、文化培育等,不可能一蹴而就,需要總體謀劃、循序推進。能夠引領企業氣候行動的綠色低碳發展戰略,要有明確的企業愿景、總體和階段目標、路線圖、行動舉措和試點項目,還要確定項目預算以及資金籌措渠道,同時需要從組織創新、科研體制創新、專業人才培養、低碳文化培育等方面制定促進戰略實施的保障措施。
綜合全球優秀鋼鐵企業的實踐,實現碳中和路徑涵蓋變革工藝技術、創新能源管理、優化工藝流程、提升系統能效、智能化改造、發展循環經濟等。在這些路徑中,有的屬于前瞻性技術的研發應用,譬如無碳冶金技術、可再生能源替代化石燃料的煉鐵工藝、氫基直接還原或者非高爐煉鐵工藝等,技術難度高、風險大,資金投入大,適合于綜合實力強、行業領先的企業集團。有的屬于現有工藝技術的完善和創新,譬如實行能源合同管理、采用廢鋼預熱、提高能源利用效率、發展循環經濟、物流綠色轉型等,對技術、資金的要求相對較低,適合于行業普通企業。待突破性低碳冶金技術成熟并且實現工業化應用之后,普通企業再通過引進技術實現深度脫碳。
到2050 年,全球廢鋼供應量低于煉鋼需求的50%,因此以鐵礦石為主要原料的鋼鐵流程仍占主導地位,這種狀況將持續到本世紀末。因此,圍繞基于鐵礦石為主導原料的低碳冶煉工藝技術開展創新,具有重要性和迫切性。一是低排放工藝技術,涉及清潔電力、循環碳、碳捕集和存儲、富氧高爐、微波燒結、氫能直接還原鐵等低碳冶金技術。二是提高用能效率,對全流程進行智能化改造技術。三是循環經濟技術,涉及二氧化碳捕集、儲存和利用技術,含碳氣體轉化為化工產品技術,鋼鐵與化工、水泥行業之間協同減碳技術等。四是基于產品全生命周期理論開發長壽命無碳高值高效綠色鋼鐵產品等。
實現碳中和政策性強、涉及面廣、資金投入大。據安賽樂米塔爾測算,達到EU ETS 規定的排放標準,噸鋼邊際制造成本預計增加約50 元,潛在累計成本增加約50 億歐元。大規模資金投入增加企業附加成本,削弱企業競爭力,加大經營風險,因此需要政府及社會提供資金支持。比如,安賽樂米塔爾投入2.5 億歐元開展低碳冶金技術研發,曾獲得歐盟的資助。因此,構建以鋼鐵企業為核心的綠色生態圈協同推進碳中和具有重要意義。在這個生態圈中,鋼鐵企業是龍頭,承擔應用型低碳冶金工藝技術的研發、提供中試基地,為下游行業提供無化石燃料綠色鋼材;原燃料供應商承擔為鋼鐵企業提供清潔能源、低碳原料,與鋼鐵企業合作減少碳足跡等;下游用戶研發利用無碳綠色鋼材的工藝技術;政府負責制定政策、標準,營造企業公平競爭的市場環境,提供公共資金支持,建立碳排放權交易市場,建設清潔能源制造及配套基礎設施,碳捕集及運輸、貯存設施等;科研院所承擔實現碳中和關鍵共性技術的研發以及應用推廣,引導企業少走彎路。