低碳鋼主要透過在電弧爐中熔化廢鋼來生產，與原生鋼相比，可減少三分之二的排放。

 

全球每年生產超過18億公噸的鋼鐵，預計在發展中國家需求將會加速成長，但在基礎設施已建設完善的歐洲和北美，需求成長則相對較少，由於鋼鐵是全球排放強度最高的行業，就占了約7%的溫室氣體排放，確保這些成長來自零排放的過程是至關重要的。

 

世界基準聯盟（WBA）在最新的鋼鐵、水泥和鋁業研究顯示，公司需要在未來五年內將努力程度提增三倍，以降低排放強度並加大對尚未成熟技術的投資，才能按計劃在2050年前實現淨零排放。

 

鋼鐵製造傳統上分兩個步驟進行－首先使用冶金煤將鐵礦石還原為鐵，冶金煤既作為驅動反應的熱源，也用來從礦石中提取氧氣，然後，在第二個熔爐中將鐵轉化為鋼，這種方法平均每生產一噸鋼會排放2.3噸二氧化碳。

 

全球約30%的鋼鐵生產具有較低的碳排放，這些鋼鐵是通過在電弧爐中熔化廢鋼生產的（即所謂的二次鋼鐵生產），這種方法可以將排放量減少三分之二，但其中大部分使用來自化石能源電網的電力，需要巨大的財政支持來使該行業為淨零未來做好準備，這不僅僅是公司自己去做，但如果一家公司對其2050年的戰略有明確的認識，他們就知道現在需要投資什麼。

 

然而，目前只有5家鋼鐵公司設立或承諾近期（2030年）的科學目標倡議；只有3家公司承諾設立淨零排放目標。

 

使用綠色氫（由可再生能源製造）而不是煤來減少鐵礦可以使初級鋼鐵生產幾乎零排放，由此產生的直接還原鐵（DRI）被輸送到電弧爐中生產鋼鐵。歐洲正在引領這條路線；瑞典鋼鐵生產商SSAB、鐵礦生產商LKAB和能源公司Vattenfall通過其Hybrit技術開拓了這條道路，並正在生產批量的無化石鋼供客戶測試，這些客戶願意為清潔鋼支付額外的費用。

 

中東的鋼鐵製造商已經開始使用天然氣而不是煤來減少鐵礦，一些歐洲製造商也在考慮這個方向，因為他們正在等待綠色氫能夠提供並且價格可負擔，然而，人們對這可能將氣體鎖定在其中的問題存在著很大的擔憂。

 

ArcelorMittal已經獲得了歐洲多個政府提供的超過15億歐元的補助金，該公司表示，綠色氫的成本必須每公斤1至1.5美元（而當前的成本為6美元）才能與天然氣競爭，他們對於在2030年歐洲能夠以所需的價格獲得氫信心不足。

 

綠色氫的一個巨大障礙是，這條無化石的途徑需要龐大的能源，一項估計表明，生產足夠的氫以完全使鋼鐵行業實現脫碳將需要比目前全球所有能源來源的總產量多20%的電力，LKAB估計，到2050年，當其完全轉型其運營時，將需要每年70太瓦時（TWh）的清潔能源。

 

美國最大的鋼鐵生產商Nucor與微軟和谷歌合作，集結他們對於技術的需求，例如: 綠色氫的長時間存儲，這將有助於平衡電網，並在沒有太陽能和風能時填補缺口。

 

今年三月，美國政府宣布對氫的鋼鐵製造進行10億美元的投資，SSAB的美國部門是其中的受益者之一，根據通貨膨脹減少法案，氫氣生產也獲得了慷慨的補貼。另外，美國能源部高級研究計劃署（ARPA-E）將提供2800萬美元的資金，支持開發新技術，這些技術有可能以與今天的高爐相同的成本實現零排放的鐵鋼生產。

 

ARPA-E的受益者之一是位於科羅拉多州博爾德的綠色鐵礦初創公司Electra，該公司的低溫電化學過程可以利用現今被礦業視為廢棄物的低品位鐵礦，除了降低能源需求外，Electra表示其系統可以啟動和停止，以利用間歇性可再生能源。根據ARPA-E的說法，如果項目成功，生產的鐵將用於綠色鋼鐵，其溫室氣體排放將減少80%，成本將是現有基於化石燃料的工藝的一半。

鋼材是最容易回收和再利用的材料，隨著各國進行脫碳，對廢鋼的需求將會增加，美國70%的鋼鐵生產已經是通過這種二次路線進行的，並且轉向可再生能源作為能源將進一步降低排放，亞洲許多國家已經限制了廢鋼的出口，而新的歐洲立法將從2027年開始限制出口。

 

英國工業擔心歐盟的立法將在英國鋼鐵製造商選擇關閉高爐的同時，增加對其鋼材廢料的需求，因為這些廢料將越來越需要在國內使用。

 

增加回收的另一個障礙是，二次鋼會積累雜質，例如為了滿足不同行業需求而添加的銅和其他合金，能源和氣候政策分析師克里斯·巴塔伊爾（Chris Bataille）建議，通過改善廢鋼分類和發展閉環系統，可以減少對初級鋼的需求。

 

例如，德國汽車製造商大眾預計將成為其鄰居Salzgitter AG計劃中的低碳鋼的首批客戶，兩家公司都打算在它們的兩家工廠之間發展鋼的閉環回收。

 

EU ETS下的限制收緊將增加鋼鐵製造商接受更清潔生產方法的壓力，當歐盟碳邊界調整機制（CBAM）從2026年開始生效時，許可權將完全消失。

 

CBAM旨在防止生產和排放向氣候政策不那麼嚴格的國家轉移，希頓表示，這促使海外行業思考如何在歐盟市場競爭。

 

希頓補充說，由於添加廢鋼可以降低排放，“如果公司只要求產品中的體積排放，那麼就會出現很多漂綠行為。”因此，ResponsibleSteel的標準使得每家鋼廠都可以在同等基礎上進行比較，以推動整個行業的進步，從而實現全球排放減少。

 

資料來源：
Reuters（2024.6.3）Steel companies 'yet to prove their mettle' in race for net zero