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      920億美元減碳計劃!鋼鐵巨頭為何押寶綠氫戰略

      2023-07-06 08:47:46 環球零碳

      鋼鐵是世界上最重要的工業、工程和建筑材料,在我們的生活中無處不在,但鋼鐵也是世界上污染最嚴重的行業之一。

      2020年,全球生產了約18.64億噸鋼,由于煉鋼所用的能源大約75%來自煤炭,因此生產每噸鋼時向大氣中排放約1.9噸二氧化碳,鋼鐵行業碳排放量占全球排放總量的 7% 以上。

      從全球范圍看,海外鋼鐵行業脫碳行動已經開始全面加速,綠色鋼鐵行動正在迅速展開。在歐洲,歐洲鋼鐵聯盟已經制定了一套明確的路徑方案,確保歐洲能夠繼續走在符合《巴黎氣候協定》要求的軌道上,同時也使歐洲鋼鐵適應清潔、低碳的未來。

      在亞洲,作為全球最大的鋼鐵制造廠商之一,連續13年榮膺“世界最具競爭力鋼鐵公司”的韓國浦項制鐵集團(簡稱POSCO)也在綠色可持續發展方面大動作頻頻。

      7月3日,韓國鋼鐵巨頭浦項制鐵集團宣布到2030年投資121萬億韓元(約合920億美元)打造坐擁鋼鐵、二次電池、氫能源等核心業務的“綠色未來材料百年企業”。

      集團會長崔正友3日在集團總部出席“浦項制鐵廠一期設備綜合竣工五十周年”紀念活動并發表上述投資計劃。他表示,與過去50年通過鋼鐵業務推動國家經濟增長一樣,集團今后將繼續通過鋼鐵、電池材料、氫能源等核心業務發展成為引領人類可持續未來的全球商業領導者。

      除了主打的鋼鐵業務之外,浦項制鐵集團還將對引領未來移動出行產業的二次電池材料和旨在實現“2050年碳中和目標”的氫能源板塊進行集中投資。雖然此次未提供更多細節,但我們從浦項制鐵的技術研究和產業布局中,可發現其碳中和之路大多押寶在綠氫煉鋼工藝之上。

      01

      鋼鐵巨頭的凈零排放計劃

      早在2020年12月,浦項制鐵便宣布到2050年要實現“凈零碳排放”,成為了第一家宣布“到2050年實現凈零排放”的亞洲鋼鐵制造商。浦項制鐵設定的目標是以2017年至2019年的平均碳排放量為基線,到2030年實現減排10%,到2040年實現減排50%,到2050年實現凈零碳排放。

       


      圖說:浦項制鐵凈零碳愿景

      來源:POSCO

      今年7月2日,浦項制鐵集團旗下大宗商品貿易部門浦項國際(韓國最大的貿易公司)公布了其最新的2050 年凈零排放計劃,計劃到 2030 年將二氧化碳當量排放量從 2021 年的 516 萬噸削減至 324 萬噸,即到 2030 年將碳排放量從 2021 年的水平減少 37%。浦項制鐵表示,這符合政府的 2030 年國家溫室氣體 (GHG) 減排目標。韓國的目標是到 2030 年將溫室氣體排放量較 2018 年減少 40%。

      圖說:企業溫室氣體排放的范圍劃分

      來源:BritishSteel

      浦項制鐵的 2050 年凈零計劃針對的是溫室氣體排放最多的國內工作場所和子公司,該計劃分為兩個部分。第一部分涉及減少直接運營產生的范圍 1 排放,第二部分涉及減少電力使用產生的范圍 2 排放。

      浦項制鐵的范圍 1 計劃依靠燃料轉換和碳捕獲和封存技術(CCS)來直接減少碳排放。該公司的目標是將其仁川聯合循環發電廠的 3.4GW 燃氣發電轉換為氫共燃設施。該公司還計劃應用CCS技術來減少發電廠的殘余碳排放。浦項制鐵一直在加快海外CCS項目的開發,重點關注澳大利亞、馬來西亞和美國的項目。

      對于范圍2,浦項制鐵的目標是擴大其可再生能源業務,增加風力發電能力,以確??稍偕茉醋C書制度下的碳信用額。到2050年,將確保新增海上風力發電總量為2.5GW。這還不包括全羅南道新安縣目前運營的14.5MW太陽能發電和62.7MW陸上風力發電。

      02

      全流程氫冶金技術推動綠色發展

      浦項制鐵低碳戰略包括三部分:綠色工藝、綠色產品、綠色伙伴。綠色工藝依賴的技術手段涵蓋多領域措施:包括智能化改造、在現有工藝裝備基礎上提高氫還原鐵比例和廢鋼比例、碳捕集和循環利用或儲存(CCUS)、以及全氫冶金。

      第一階段計劃通過智能化改造提升能源利用效率,實現10%的減排目標;第二階段計劃三線并行,一是通過在長流程轉爐中增加廢鋼比例,實現10%-15%減排目標,二是在現有的還原爐或高爐中注入富氫氣體,包括焦爐煤氣、爐頂煤氣、重整天然氣、綠氫,以實現10%的減碳目標,三是同步發展碳捕集技術;第三階段則是全流程氫冶金(簡稱“HyREX”技術),該項目計劃在未來10-20 年逐漸轉向綠氫直接還原鐵-電弧爐工藝,以實現碳中和的目標。


      圖說:高爐、FINEX、HYREX、豎爐直接還原等工藝對比

      來源:POSCO

      HyREX工藝是一種無碳氫直接還原煉鐵工藝,是在浦項自主研發的鐵水生產工藝FINEX基礎上,利用細粒鐵礦石和氫氣制造鋼鐵的一種專利技術,尋求用流態化還原爐取代現有的使用煤炭的高爐,不需要燒結廠和焦化廠來生產鋼鐵。一旦綠氫成熟可供,HyREX將實現可持續方式生產鋼鐵。

      2023年6月,浦項在位于慶尚北道的浦項廠動工建設一座年產30萬噸氫基直接還原中試工廠,計劃于2026年投產。該中試工廠將是世界上第一個使用流化床還原反應器(HyREX)的工廠。根據POSCO規劃,2031年,POSCO將在浦項廠附近的垃圾填埋場建成氫基直接還原廠。到2032年,在光陽廠開工建設氫基直接還原廠。

      03

      產業布局加快綠色轉型步伐

      除了技術變革,浦項制鐵也通過產業布局加快綠色轉型的步伐。

      近年來,以控股公司浦項制鐵集團及其關聯公司POSCO FutureM為主導,浦項制鐵大力投資二次電池材料,已成功從傳統鋼鐵公司轉型為綜合材料公司。浦項制鐵與SK On、LG Energy Solution、GS Energy等公司開展二次電池業務合作,并在鋰、鎳、正極和負極材料等領域進行了廣泛布局。

      此外,浦項制鐵在2022年7月開始設計氫還原煉鋼示范工廠并計劃于 2026 年將其現有的碳基煉鋼設施轉換為氫還原煉鐵設施 HyREX,目標是到 2030 年實現商業化。為了按計劃將浦項和光陽鋼廠的熔爐改為氫還原鋼,該公司每年需要500萬噸氫氣。浦項制鐵計劃到2050年每年生產700萬噸氫氣來滿足需求,為此其圍繞綠色鋼鐵的一系列的投資活動在全球迅速展開。

      2022年1月,印度上市企業Adani Enterprises在提交給孟買證券交易所的相關資料中顯示,阿達尼集團已經和韓國鋼鐵企業浦項制鐵簽署諒解備忘錄。浦項制鐵擬在印度投資50億美元,建立一個綠色的、環境友好的鋼廠。

      2022年3月,POSCO與澳大利亞資源開發公司Hancock簽署了一份協議(HoA),以調查在澳大利亞珀斯開展HBI熱壓鐵塊生產項目的商業可行性。通過協議的簽署,兩家公司計劃在建立HBI工廠、開發澳大利亞鐵礦、投資制氫試點設施等領域進行詳細的可行性研究。

      2022年7月,沙特公共投資基金旗下的 ACWA Power Co.與韓國浦項制鐵集團控股公司浦項制鐵控股公司簽署了諒解備忘錄(MoU),旨在生產綠色氫和氨,幫助浦項制鐵集團的發電及其鋼鐵制造過程脫碳,以支持浦項制鐵集團到2030年在全球生產50萬噸氫的目標。

      2022年8月,韓國浦項制鐵與巴西鐵礦石供應商淡水河谷對外宣布將擴大在低碳鋼鐵原料供應鏈上的合作。協議中提到了使用低碳還原技術生產HBI熱壓鐵塊。

      2022年9月,POSCO Holdings與印度第二大可再生能源公司Greenko簽署諒解備忘錄,計劃在印度推廣基于可再生能源和抽水蓄能水電(PSH)的綠色氫/氨生產項目。

      2022年12月,浦項制鐵集團董事長崔正宇在與澳大利亞總理阿爾巴尼斯會面時表示,到2040年,浦項制鐵集團將與其當地合作伙伴在澳大利亞總計投資400億美元,其中,在可再生能源和水電解制氫領域投資280億美元,在綠色鋼鐵領域投資120億美元。

      2023年6月,由浦項制鐵牽頭的財團獲得67億美元的合作,計劃在阿曼杜庫姆生產綠氫。浦項制鐵在該財團的合資企業中持有28%的多數股權,該交易也是浦項制鐵投資綠氫生產的最新舉措。與此同時,浦項國際與丹麥的哥本哈根基礎設施伙伴公司(CIP)簽署了一份諒解備忘錄(MoU),在海上風電和綠色氫氣業務發展方面進行合作。

      在綠色產品方面,2023年6月,浦項控股集團在韓國推出了首款碳減排品牌產品“Greenate認證鋼”,作為一種質量衡算(Mass Balance)型碳減排產品,主要通過引進低碳生產工藝、使用低碳鐵源材料等途徑實現碳減排。與此同時,浦項制鐵發布了其碳減排鋼材產品計劃陣容:2023年可再生能源鋼(提供可再生能源認證書)以及Greenate認證鋼,2026年Greenate碳減排鋼(分為電爐型和其他型),2030年Greenate碳減排鋼(HyREX型:采用氫還原煉鐵HyREX工藝技術)。

      04

      寫在最后

      實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,是對生產、消費、技術、經濟和能源體系的一次歷史性革命。

      時至今日,對于碳排放密集程度最高、最難脫碳行業之一的鋼鐵行業,碳減排也已是大勢所趨。正如浦項制鐵董事長所說:“碳中和不僅將決定我們公司的成敗,還將決定全球鋼鐵企業的未來走向。”

      在邁向低碳鋼鐵生產體系的轉型過程中,唯有主動出擊,方能占據競爭優勢。




      責任編輯: 李穎

      標簽: 碳排放 鋼鐵行業

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