觀察|全球鋼鐵巨頭在滬集結,綠鋼之路上如何“領先又保生存”?

每年約有19億噸鋼鐵材料投入全球的建築、汽車、機械等各應用領域。在世界鋼鐵協會會長、韓國浦項控股CEO崔正友看來,鋼鐵是人類造出的最完美的材料,截至目前也沒有可滿足年19億噸需求的代替材料出現。

在近日於上海舉行的第十二屆中國國際鋼鐵大會暨2023年全球低碳冶金創新論壇上,崔正友同時提到,鋼鐵行業正面臨著在燃原料、技術、市場等價值鏈層面的全方位創新,背後的驅動因素則疊加氣候變化、經濟和社會結構變化、技術創新等多重因素。

中國鋼鐵產量占全球的半壁江山。回望中國鋼鐵在過去近40年的發展,中國鋼鐵工業協會黨委書記、執行會長何文波表示,城鎮化、市場化、國際化三大進程造就了當今中國鋼鐵的發展基礎。而當下的新課題是,中國鋼鐵行業與世界鋼鐵一樣,正在全面實施面向未來的低碳轉型計劃。

中國鋼鐵工業協會黨委書記、執行會長何文波。

“我們已經認識到,鋼鐵產業綠色低碳轉型是一個系統工程、社會工程,而不僅僅是一個行業任務。”何文波認為,中國鋼鐵將成為全球鋼鐵實現綠色低碳轉型的促進者和驅動者。

但他同時指出,“鋼鐵業面臨著很多共性問題和挑戰,不是哪個企業或哪個國家可以獨立應對、可以獨立解決的。”在他看來,全球鋼企需要坐在一起討論的問題很多:綠色鋼鐵到底是什麼?怎麼定義?誰來定義?據此定義所設定的碳導向和碳激勵政策,真的會讓減排貢獻最大的主體受益嗎?生態性與經濟性怎樣平衡?成本大幅度增加的低碳鋼鐵產品真的是社會需要的嗎……

安賽樂米塔爾集團是全球鋼鐵巨頭,其副總裁、首席技術官貝納金·肖巴爾表示,面對綠色低碳轉型,安賽樂米塔爾也會面臨一些獨特的挑戰,而一些原則可視作“全球通用”。

貝納金·肖巴爾補充道,首先需要有一些激勵措施去推動淨零排放;第二,因為市場是全球性的,因此必須有公平的競爭環境;第三,面對脫碳鋼鐵確實是一個非常艱難的行業,所以我們的目標要放長遠,這就需要我們在進行投資的時候,可能要看到20年後、20年、30年後,而不是幾年之後,因此必須要有金融方面的支持去進行創新,以及去引入新的技術與脫碳;第四,我們需要足夠的清潔和綠色的電的供應。

世界鋼鐵協會總幹事埃德溫·巴鬆表示,中國是鋼鐵大國,在所有的鋼鐵生產大國中,中國的產量是最大的,占全球鋼鐵產量的一半。“中國鋼鐵過去二十多年的發展非常讓人震撼,未來希望在世界鋼鐵行業中繼續扮演非常重要的領導作用。全球鋼鐵行業當前面臨共同的挑戰,尤其是綠色低碳轉型挑戰非常大,沒有人能夠獨善其身,需要通力合作去一起解決問題。”

埃德溫·巴鬆認為,儘管這條道路非常艱難,但目標一定能夠實現。其同時強調,全球鋼鐵行業在扮演好自己的角色實現綠色低碳發展的同時,還要去幫助其它產業的轉型,“比如交通、能源行業,幫助這些同樣面臨低碳轉型挑戰的行業找到解決方案,提供更為低碳的材料。”

世界鋼鐵協會總幹事埃德溫·巴鬆。

綠色低碳發展:鋼企應對未來不確定性的最大確定性

2020年9月,中國宣佈將提高國家自主貢獻力度,採取更加有力的政策和措施,力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。這是中國首次明確提出碳中和目標,也是中國經濟低碳轉型的長期政策信號,引起國際社會廣泛關注。

作為能源消耗高密集型行業,鋼鐵行業是製造業31個門類中碳排放量的大戶。近年來,儘管鋼鐵行業在節能減排上付出很大努力,碳排放強度逐年下降,但由於體量大和工藝流程的特殊性,碳排放總量控製壓力仍十分巨大。

實際上,對鋼企而言,綠色低碳並不是一個全新的概念。首鋼集團有限公司董事長趙民革感慨,“實際上,在上個世紀八九十年代,首鋼就已經感覺到環保的壓力。”首鋼始建於1919年,其老廠區位於北京天安門往西18公里、占地近8.63平方公里,曾被譽為“十里鋼城”,是京西最重要的地標性建築群。而在本世紀初,首鋼進行了“鋼鐵大搬遷”,到220公里之外的渤海之濱“另起爐灶”。

談到“雙碳”背景下企業的應對,湖南鋼鐵集團有限公司副總經理謝究圓則概括出三點,“第一,低碳綠色發展應該說是企業應對未來不確定性的最大確定性。”餘下兩點則是,“第二是誰抓住了低碳經濟的機遇,誰就能夠生存發展;第三就是只有加強合作才能完成我們共同的使命。”

這一最大的確定性已經日漸逼近企業的切實經營,歐盟的“碳關稅”是擺在眼前的一道現實挑戰。歐盟碳邊境調節機制(Carbon Border Adjustment Mechanism,簡稱“CBAM”)是全球的首個“碳關稅”,已於今年的10月1日開始實施,不過目前還處於過渡階段,真正涉及“真金白銀”是在2026年,並在2034年之前全面實施。

按照新規,CBAM在初期覆蓋水泥、電力、化肥、鋼鐵、鋁和氫6個行業相關產品。歐盟進口商現在開始必須報告相關商品生產過程中的溫室氣體排放量,從2026年1月1日起,進口商必須購買排放證書,其價格基於在歐盟境內生產這些商品時所需支付的碳價來製定。

“從短期來看,對我們中國鋼鐵工業的衝擊不是很大,應該說是風險可控。”河鋼集團有限公司副總經理李毅仁提到,以2022年中國直接出口到歐盟的鋼材產量來計算,這個比例還不到國內全部鋼材的6%。但從長遠來看,李毅仁強調,歐盟CBAM正式實施以後,無形之中向所有的鋼鐵企業釋放出一個強烈的信號,“綠色低碳不再僅僅是一個理念,不再停留在口號上,而是實實在在通過立法來推進整個綠色低碳貿易的新格局。”其同時建議,所以作為出口商,“我們希望中國也盡快將鋼鐵納入碳交易體系。”

何文波則提到中國的相關計劃。其表示,在清潔生產方面,中國計劃在2025年之前完成占現有鋼鐵80%產能的超低排放改造計劃,“改造後高標準的綠色產能將足以支撐未來幾十年中國對鋼鐵材料的全部需求。”

何文波同時表示,在低碳發展方面,中國政府已經頒布了明確的發展願景和目標,中國鋼鐵業肩負重任,“包括寶武集團在內的一批先行企業,已經部署和展開了一系列探索突破性低碳技術的研發投入和世界最新低碳生產流程的工程化實踐。”其認為,這些新探索和新項目聚焦於中鋼協此前提出的八大前沿低碳共性技術領域,而其中每一項的突破都將對世界鋼鐵低碳工作作出貢獻。

核心問題:生態性與經濟性怎樣平衡?

綠色低碳是必走之路,但怎麼走?依靠何種技術?何時走?諸多問題仍然沒有確定的答案。

趙民革明確提到,“從今天我們鋼鐵業的從業者來講,從首鋼角度來講,我們現在在思考,我們現在的綠色轉型有兩個至關重要,綠色轉型是方向,這是至關重要的,還有一個是保持競爭力,也就是節奏,也非常至關重要。”

謝究圓坦言這是鋼鐵企業的一場“自我革命”,背後的經濟成本則是巨大的。作為地方省屬的國有鋼企,湖南鋼鐵的業績處於行業領先地位。過去的2022年,湖南鋼鐵以2000萬噸以上粗鋼產能規模實現營收2201億元,實現利潤150.3億元,在利潤排行榜上僅次於“鋼鐵航母”中國寶武。但其銷售利潤率達到6.8%,在去年大幅虧損的鋼鐵行業里,該數據高出全行業6.4個百分點,高出重點鋼企5.3個百分點。

但如今面臨低碳綠色發展的新趨勢,湖南鋼鐵表現如何?謝究圓表示,“過去我們在傳統的鋼鐵製造流程這個環節上面做出了一些成績,在未來低碳綠色這一塊,我們還能不能保持競爭力?實際上這是我們現在非常迷茫和糾結的一個問題。”

其提出兩大擔憂和難點。“第一,新的綠色低碳技術研發和今後的配套建設,實際上是需要巨額的投資,由單獨的一家企業來投入這麼大,這是第一個難點。”謝究圓提到的第二大難點則是新技術背後傳統鋼企的“自我革命”,“‘自我革命’帶來巨額資產的沉沒,由此導致財務壓力也是非常大的。”其進一步解釋稱,傳統高爐煉鋼下的很多資產、很多產線可能就用不了了,而這一塊資產占鋼企總值比例則是非常高的。

謝究圓表示,企業轉型確實會面臨非常困難的情況,而如果行業、企業沒有一個合理的利潤水平,做這個事情則會更難。

何文波則同時拋出了諸多問題,他認為這些都是鋼鐵業目前面臨著的很多共性問題和挑戰。其尤其強調,核心問題是生態性與經濟性怎樣平衡?“成本大幅度增加的低碳鋼鐵產品真的是社會需要的嗎?如果是,成本誰來分擔,怎樣分擔?”

中國鋼鐵工業協會會長、鞍鋼集團有限公司董事長譚成旭也在上述大會上表示,通過產能減量置換,進一步促進裝備升級和產業佈局的優化,大力推動了結構調整、品種升級和低碳轉型,“超大規模的產能更新從根本上改變了中國鋼鐵的格局和麵貌。”

其進一步提到,中國鋼鐵正以世界最嚴苛的汙染物排放標準,投入巨大成本,堅定不移加快超低排放規劃。數據顯示,截至今年9月,中國約3.46億噸粗鋼產能已經完成了全流程超低排放改造,噸鋼改造投資約431元/噸。

譚成旭還提到一點,近期一些發達國家均明確提出,通過政府、銀行和基金等機構,投入了大量的資金支持低碳技術的進步,促進綠色轉型發展,其中鋼鐵是重點的支持領域。

中國鋼企:綠色低碳技術的全球輸出者?

和其它大部分工業領域類似,中國鋼鐵工業起步較晚,眼下全球拉開的綠色低碳大幕,則讓全球鋼企站在了新的起點上。

北京建龍重工集團有限公司董事長、總裁張誌祥表示,綠色低碳是全球發展的需要,作為製造業中碳排最多的鋼鐵行業面臨著巨大的挑戰,但這對中國鋼鐵工業來說也有著巨大的機遇。“在綠色低碳中,中國鋼鐵成為引領者、成為綠色低碳技術的全球輸出者,應該是有可能的。”

其認為背後的支撐在於:第一,在基礎科研能力方面,中國的冶金工程學已經連續5年排名世界第一;第二,在產業基礎方面,中國鋼鐵工業規模已經佔據世界半壁江山;第三,中國有著良好的生態條件,電動汽車、風電、光伏等鋼鐵下遊產業都圍繞著低碳發展,這些產業在全球也處於領先的位置。

據澎湃新聞記者瞭解,目前我國低碳技術開發也已陸續啟動。據統計,河北最大鋼企河鋼、鋼鐵央企寶武的氫基豎爐示範項目,央企鞍鋼的流化床氫冶金中試項目,以及首鋼、建龍、酒鋼等50多個低碳冶金技術研發項目正在積極推進。

中國寶武鋼鐵集團有限公司董事長胡望明在此次大會上詳細介紹了中國寶武碳中和冶金技術的探索和相關計劃。2021年1月,中國寶武在鋼鐵業內率先宣佈了其碳減排目標:2021年發佈低碳冶金路線圖,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。

中國寶武鋼鐵集團有限公司董事長胡望明。

胡望明重點介紹了兩條主要技術路徑,即富氫碳循環氧氣高爐HyCROF和氫還原電熔煉工藝HyRES。

第一條技術路徑為富氫碳循環氧氣高爐HyCROF,是中國寶武開發的基於高爐流程的低碳工藝技術,旨在通過碳循環來實現碳化學能的完全利用,從而達到大幅降碳的目標。值得一提的是,“以氫代碳”是鋼鐵冶金去碳化的有效措施之一,但由於高爐內同時有碳和氫存在,理論研究表明,兩者存在競爭關係。

2022年,中國寶武430立方米富氫碳循環氧氣高爐HyCROF試驗平台投入,持續進行了最佳富氫比例探索、噴吹位置試驗、還原煤氣電加熱嚐試、工藝穩定性提升等大量的試驗工作。今年6月6日,中國寶武在試驗的基礎上啟動了2500立方米HyCROF商業化示範裝置改造。隨後的9月28日,2500立方米 HyCROF商業化項目點火成功。

這標誌著寶武低碳冶金技術研發全面進入商業化運作階段。胡望明透露,按照計劃,10月下旬投入二氧化碳脫除裝置,切換為富氫碳循環操作模式,2500立方米HyCROF商業示範裝置的二氧化碳檢測效果和經濟技術指標則將在今年12月下旬對外公佈。

胡望明表示,目前HyCROF工藝在已分離二氧化碳未得到處理的條件下能夠實現30%左右的減碳能力。寶武同時也正在積極佈局綠電資源,力爭通過更多技術手段實現約70%的工藝減碳,並結合CCUS(碳捕獲、利用與封存)技術最終實現高爐冶煉流程的碳中和。

第二條主力技術路徑則是氫還原電熔煉工藝HyRESP,是一種將氫和電高效協同、資源適應性更廣的氫冶金工藝。“以礦石為原料的氫冶金將日益重要,是面向未來的鋼鐵碳中和終極方案,也是寶武碳中和路線圖中的重要技術方向。”

胡望明強調,氫冶金技術的落地面臨兩大技術挑戰,一是氫在還原鐵礦過程中會大量吸熱,需要進行補熱來確保高還原效率;片面提高溫度,又會導致鐵礦石的熔爐粘接,破壞反應過程。“因此如何實現低耗加熱、氫氣與鐵礦的高效換熱、固態高效還原,是氫冶金的一大關鍵技術挑戰。”二是高品位鐵礦石資源偏少,鐵品位高於66%的鐵礦只占鐵礦石資源總量的3%,難以滿足DRI電爐流程大規模發展的需要,需要開發中低品位礦高效氫冶金技術。“這兩個問題如果沒有解決方案,氫冶金的大規模應用是很難得到推廣的。”

基於上述的認識,中國寶武提出氫冶金解決方案,即氫還原電熔煉工藝HyRESP。“包括兩個技術分支,針對高品位礦石,通過氫還原電爐工藝來連接下遊的軋鋼工序;針對中低品位的礦石,通過氫還原加電熔分爐工藝得到鐵水和渣,鐵水進轉爐以後,再連接下遊的軋鋼工序,爐渣可以用於生產礦棉、微晶玻璃等產品。”

就該技術探索,去年的2月15日,寶鋼股份湛江鋼鐵百萬噸級全氫豎爐試驗平台開工建設,將於今年12月點火投運。同時,與全氫豎爐配套的高效電爐將於年底開工建設。

據悉,“氫基豎爐+高效電爐”將形成一條年產能達180萬噸、以生產高等級汽車板為主的淨零碳生產線,預計於2025年投產,將為下遊用戶提供低碳、零碳產品。

胡望明指出,鋼鐵行業的碳中和對全球應對氣候變化行動具有重要作用,全行業必須凝聚綠色低碳轉型共識,以科技創新為驅動,大力推進國際交流與合作,積極開展低碳綠色轉型行動,為構建鋼鐵綠色低碳生態圈而努力。其同時強調,要實現鋼鐵行業的碳中和,絕不是靠一兩項技術就可以實現的,“所有降低鋼鐵碳排放的努力都應該得到承認和鼓勵。”

崔正友也同樣指出,到2030年仍難以獲取充足的綠色能源和含鐵原料,脫碳技術商用化也需要較長時間,多種技術及生產方式的復合應用將不可避免。但他反複強調,19億噸壓倒性消費量證明了鋼鐵材料經濟性量產材料的價值,“鋼鐵具備優秀的經濟性和可用性,是低碳經濟轉型的最佳材料。”

崔正友提醒,未來鋼鐵競爭力取決於綠色原料和綠色能源,“作為綠鋼生產核心原料,廢鋼、DR球團、再生能源等需求將急劇增加。”

印度鋼鐵管理局有限公司董事長阿馬倫杜·普拉卡什當天也出現在大會現場。實際上,當前及未來一段時間,印度鋼鐵的發展潛力也是全球關注的焦點,而和其他國家鋼鐵工業曾經曆過的發展曆程不同,印度在高速發展的同時多了低碳這一變量。

阿馬倫杜·普拉卡什說,“全世界所有國家都採取了不一樣的做法,我們在看發展的步調。”在具體的措施方面,其提到,除了綠色的可再生能源外,印度也在關注廢鋼,把廢鋼作為未來一個重要的原料來源。“當然,如果拿中國和印度對比,中國在脫碳方面已經領先印度幾十年,廢鋼行業我們肯定也落後中國20-25年。”

他表示,印度在廢鋼領域起步晚,目前廢鋼也沒有那麼多,但印度政府也推出相關的政策,增加廢鋼的供應,也隨後繼續投入鋼鐵行業。阿馬倫杜·普拉卡什舉例提到一項有意思的政策,即要求汽車在15年的生命週期結束後重新回收利用,“在減排的同時也能夠提供更多的廢鋼。”

何為綠鋼?低碳排放鋼評價亟待科學合理

值得關注的是,在這場全球鋼鐵巨頭聚集的大會上,一個概念性的問題仍引起了廣泛討論。

何文波即提到,鋼鐵業面臨的諸多問題中,首先就是業內天天討論的綠色鋼鐵。“綠色鋼鐵到底是什麼?怎麼定義?誰來定義?據此定義所設定的碳導向和碳激勵政策,真的會讓減排貢獻最大的主體受益嗎?噸鋼碳排放最低和噸鋼碳排放貢獻最大的產品和流程是等同的嗎?”

阿馬倫杜·普拉卡什同樣提到這一問題,“綠鋼的定義到底是什麼?”他認為這是一個懸而未決的問題,“我們怎麼去評估我們的結果?實現了減排以及這些綠色的技術之後又如何去評估發揮了作用?”

胡望明則分享了中國寶武在低碳排放鋼評價方法上面的思考。“低碳排放鋼的評價方法是否科學合理,關係到鋼鐵行業本身及下遊用戶,很大程度上會對鋼鐵的低碳轉型發展產生重大影響。”

當前,國際上對低碳排放鋼的評價方法大體可分為兩類,一類是滑動比例法,重點考慮長、短流程的差異性,以及未來長期依賴長流程工藝的可能性;另一類是絕對值法,不區分流程和冶煉工藝。胡望明提到,這兩種方法均有其合理性和科學性,但整體上看呈現出碎片化、多元化的趨勢,不同評價方法的核算方法、覆蓋邊界等存在差異,尚未形成統一的或者相互認可的方法論。

胡望明表示,考慮到國家與區域間發展階段的差異、資源能源稟賦的差異、技術發展水平與產業結構轉型實踐的差異,秉持共同但有區別的責任這一原則,中國寶武與中國相關鋼鐵企業、科研院所共同成立了專門的研究團隊,正在進行碳排放鋼評價方法的研究。

“我們認為科學合理的低碳排放高溫評價方法應具有以下特徵,一是支持巴黎協定碳預算控製要求,兼顧不同國家的可持續發展和低碳轉型要求;二是隨著技術的突破,減碳速度是非平滑梯度變化的,並區分鐵礦石冶煉工藝和廢鋼冶煉工藝,承認所有減碳的努力和貢獻;三是引入技術標籤,鼓勵各種鋼鐵減碳技術路徑發展;四是評價和方法應定期完善修訂,具有時效性。”

胡望明同時指出,低碳排放鋼評價方法是一個系統工作,“非寶武一家所能完成,希望廣大企業積極參與。同時我們將加強與國際相關評價方法編製方的交流與互認,爭取達成方法論的共識。”

當然,除了中國鋼鐵在綠色低碳發展中的積極主動和作為,何文波也談到了中國鋼鐵現階段的問題。“坦率地說,現階段的中國鋼鐵與世界發達國家和經濟體的鋼鐵產業有差距,關鍵可能未必是在綠色低碳技術領域發展水平上,而是在經營觀念上的轉變。”

其進一步解釋,中國鋼鐵行業要主動從需求總量持續擴張環境下形成的思維慣性中走出來,“連續40多年的需求總量擴張,造就了一個全新且強壯的中國鋼鐵行業,也固化了一些人的思維方式,這種轉變的難度絕不亞於綠色低碳,這是思維方式上的‘軟缺陷’。” 與這種“軟缺陷”相伴的還有一個“硬缺陷”,“中國龐大的鋼鐵市場生產主體集中度明顯偏低,靠市場主體的自然行為不足以支撐理性的市場秩序。”

何文波指出,“兩大缺陷一軟一硬,對中國鋼鐵的高效運行和高質量發展形成了製約。”但他同時強調,這兩者也都是發展中的問題,是必然要經過的曆史階段,而不是中國當前特有的問題。

何文波最後表示,“世界鋼鐵面臨的共同挑戰我們是清楚的,需要在一些共性課題,特別是普遍性技術問題上展開全球性合作也是清楚的,至少在座各位是清楚的。”然而問題在於,從世界範圍來看,各個國家和地區,特別是對全球有影響力的國家和地區所製定出台的貿易和投資政策,是否是在真正促進這種作用,是否有利於問題的解決?

“我們主張,要在世界範圍內建設性而非破壞性地逐步構建導向鋼鐵產業綠色發展的貿易投資政策環境和發展環境,而不是與之相反。促進和推動合作符合全球發展和技術進步的需要,任何由地緣政治目的出發、人為性設置障礙,不僅是不明智的,而且是不道德的。”何文波強調。