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欧洲钢企：豪掷千亿欧 猛攻碳中和
2021-01-30 09:50:46 点击数：
刘献东
目前，欧洲的主要钢厂均确定了在2050年前实现碳中和的目标。SSAB(瑞典钢铁集团）提出“到2045年实现无化石燃料冶金、2026年投放无化石燃料钢铁产品”的总体目标；Liberty Group（利百得钢铁集团）更为超前，提出到2030年实现碳中和的目标。不过，尽管目标宏伟，但欧洲钢铁行业普遍认为，实现碳中和需要巨大的投资，预计成本将较当前水平提高35%~100%。据初步预算，为实现这些目标，欧洲钢铁行业将投入上千亿欧元资金。
欧洲钢企斥巨资减少碳排放
钢铁行业投资情况
安赛乐米塔尔（下称“安米”）估计，要实现2050年的目标，其“智能碳使用”路线的碳中和成本为150亿欧元~250亿欧元，起步阶段使用CCS（碳捕集与封存）技术，并最终过渡到氢气直接还原技术。同时，安米还需要投资150亿欧元~300亿欧元建设清洁能源基础设施。迄今为止，安米已在碳中和技术研发方面投资了约3亿欧元。欧洲投资银行已向安米提供了7500万欧元的贷款，支持其开展两个具有开创性的碳减排项目——Steelanol（钢铁醇）项目和Torero（托雷罗）项目。这两个项目总投资额为2.15亿欧元，主要通过将废弃物转化为有价值的新产品以减少碳排放。其中，Steelanol项目总投资额为1.65亿欧元，旨在有效捕获高炉中的废气并利用生物技术将其转化为可再生的生物乙醇，生物乙醇在混合后可被用作液体燃料。
蒂森克虏伯预计其实现气候目标的投资总额在100亿欧元左右，其中德国联邦政府资助7500万欧元。蒂森克虏伯认为，将生产转变为气候中立的决定不是由经济逻辑决定的，而是由气候逻辑决定的。
SSAB计划在2026年向市场提供第一批无化石燃料钢铁产品，并计划与其合作伙伴LKAB（瑞典基律纳铁矿公司）、Vattenfall（瑞典大瀑布电力公司）共同进行大规模投资，并积极寻求公共资金支持。其HYBRIT（突破性氢能炼铁技术）试验项目和氢基项目工厂的成本为1.8亿美元~2.4亿美元。
目前，塔塔钢铁已经公布了耗资3亿欧元的“路线图+”环境改善计划。Dillinger（德国迪林格钢铁集团）的法国子公司近期获得法国政府180万欧元的国家补贴，将用于加快其脱碳步伐。
如果欧洲钢铁行业通过碳捕集与封存技术实现碳中和，估计每年需要运输和封存1.5亿吨~2亿吨的二氧化碳，需要1000亿欧元~1500亿欧元投资于清洁能源基础设施；如果欧洲钢铁工业全部使用生物能源、消化2亿吨~2.5亿吨的生物质废弃物、消化30%的废弃塑料，则整个欧洲钢铁工业在生物能源转化的投资估计为500亿欧元~700亿欧元。
氢产业链投资情况
除了钢铁自身技术突破的投资外，绿色电力和氢气的规模和成本可能需要数十年才能真正在钢铁行业体现实用价值，并且需要投资4500亿欧元~7000亿欧元用于清洁电力能源基础设施建设，从而满足欧洲钢铁行业的“绿氢”需求。
IHS Markit（埃信华迈数据咨询公司）判断，到2023年，全球每年在“绿氢”能源方面的投资预计将超过10亿美元，并且呈加速趋势。2020年~2030年，预测欧洲5个主要国家（法国、德国、意大利、葡萄牙和西班牙）将投资440亿美元于“绿氢”和“蓝氢”项目。
巴克莱银行估计，在未来30年中，仅“绿氢”和“蓝氢”领域生产设备的全球投资就可能达5000亿美元，包括分销网络在内的基础设施方面的额外投资则可能再增加一倍，达到1万亿美元。
欧共体在其发布的氢路线图中预计，到2050年，欧洲对可再生氢的累计投资可能高达1800亿欧元~4700亿欧元，而低碳化石燃料方面的投资则在30亿欧元~180亿欧元。
欧盟将在未来两年内招标装机容量为15吉瓦的可再生能源项目，预计投资250亿欧元。由欧洲投资银行管理的一个100亿欧元的基金也将为可再生能源和“绿氢”项目提供贷款。
碳中和目标下钢铁生产的成本竞争力评估
“绿色氢基DRI-电炉”是实现碳中和目标的终极技术路线，这已成为欧洲钢铁行业的普遍共识。同时，在此过程中要结合“智能碳使用”技术路线。“绿氢”的成本、两条技术路线的投资成本将推高碳中和钢铁产品的制造成本。欧盟钢铁行业实现工艺路线转型后，预计每年将产生200亿欧元以上的额外生产成本（即使采用现有最佳技术升级现有工厂）。
预计到2025年“绿氢”成本将进一步下降40%
欧盟目前“灰氢”（化石燃料基）的生产成本最便宜为1.5欧元/千克；“蓝氢”为2欧元/千克；“绿氢”则高达5.5欧元/千克（最低的估计值为2.5欧元/千克）。“灰氢”生产成本在很大程度上取决于天然气价格。
2015年以来，欧盟“绿氢”生产成本已下降了40%，预计到2025年将进一步下降40%。可再生能源成本的减少占“绿氢”成本减少的2/3，另外1/3来自电解设备成本的减少。
基于成本的变化与碳税（约为60欧元/吨）情况，判定“蓝氢”（低碳氢）生产成本可与化石燃料“竞争”。由于“绿氢”的成本正在迅速下降，若2030年“绿氢”成本降至1.64欧元/千克以下，则将形成较强的竞争能力。
在氢气传输环节，以管网方式传输氢气的成本低于以电力方式传输氢气。氢气每传输1千瓦/100公里，以电力方式的投资成本为230欧元，而以管网方式的投资成本仅为9欧元~11欧元。
预计氢基冶金生产成本将大幅增加
氢基冶金的经济可行性在很大程度上取决于电价和二氧化碳价格，以及工艺路线转型所需的投资成本。到2050年，估计钢铁生产的年总成本（包括资本和运营支出）在800亿欧元~1200亿欧元。SSAB认为氢基冶金的运营成本将比目前的煤基冶金增长20%~30%，而奥钢联则认为可能会增长80%。
以氢为基础的直接还原工艺，每吨钢水需要消耗3.48兆瓦时的电能，主要用于电解制氢。根据电力和二氧化碳价格以及使用的废钢量，估计吨钢生产成本在361欧元~640欧元。如果电价在40欧元/兆瓦时左右，二氧化碳价格为34欧元/吨~68欧元/吨，氢基冶金则有可能具备与煤基冶金相当的成本竞争力。
欧盟钢铁生产商不仅面临欧盟碳排放交易机制的合规成本（2020年8月二氧化碳价格为25欧元/吨~28欧元/吨，而2021年1月创下35欧元/吨的历史新高），还面临新技术研发和替代材料的资本及运营成本。而这些研发和运营成本可能使碳减排成本增加10倍以上。
欧盟多举措降低绿色钢铁生产成本
在欧盟钢铁行业转型过程中，根本性变革包括投资前沿突破性技术、加快对扩大产业规模新方法的探索和创新、建立相关监管体系、加强跨部门合作、优化清洁能源系统5个方面。
为尽可能降低碳中和目标下的钢铁生产成本，欧盟正在建立碳边境调整机制，开发资源丰富且成本合理的清洁能源，获得低碳冶炼的可持续融资，加快向循环经济转型。
建立碳边界调整机制。欧洲议会环境委员会在2020年10月宣布，碳边界调整机制将自2023年开始实施，涵盖向欧盟进口的电力和能源密集型产品，包括金属和化学品，预计碳边境措施的年收入可达5亿欧元~14亿欧元。
欧钢联建议欧盟在过渡时期引入与世界贸易组织规则兼容的《碳边境措施》，将直接排放与间接排放都纳入考虑范围；在中长期加强与贸易有关的措施，引入最低二氧化碳排放标准（基于在欧盟市场上销售的所有钢铁产品必需的碳足迹计算），以逐步淘汰钢铁市场上碳足迹高的产品。
提供公共财政支持。公正过渡机制（JTM）是《欧洲绿色新政》的一项关键行动计划，其目的是确保碳密集型产业以公平的方式向气候中性经济过渡。该机制提供了有针对性的支持，将帮助受影响最大的领域在2021年~2027年期间筹集至少1000亿欧元资金。公正过渡机制将包括3个主要的筹资来源：公正过渡基金、InvestEU（投资欧洲）的公正过渡计划、欧洲投资银行。
此外，欧盟委员会将成立创新基金，向低碳创新技术提供10亿欧元的资金支持。
提供相关研发基金支持。由欧洲煤炭和钢铁研究基金会（RFCS）资助的为期2年的“低碳未来”项目将于2020年3月底结束。作为该项目的延续，欧洲煤炭和钢铁研究基金会于今年初又启动了一个为期18个月的新项目——GREEN STEEL（绿色钢铁）。
此外，欧洲钢铁技术平台（European Steel Technology Platform，ESTEP）于2021年启动欧盟清洁钢铁合作（Clean Steel EU Partnership，CSP）计划。CSP计划基于“欧洲地平线计划”（2021年~2027年），其单个项目费用为1000万欧元~1亿欧元，总预算为14亿欧元，预计低碳冶炼技术研发和应用总投入约25.5亿欧元。CSP计划的目标为：到2030年实现低碳创新技术开发，并对关键的新技术进行工业级的检验，确保达到较高的技术成熟度；到2050年，欧盟钢铁生产所需的二氧化碳排放量与1990年相比减少80%~95%。
《中国冶金报》（2021年1月29日 02版二版）
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