雖然工業(yè)革命以來，鋼鐵生產(chǎn)一直以煤炭作為能源，但像其他行業(yè)一樣，鋼鐵行業(yè)也在向著大幅降低二氧化碳和其它溫室氣體排放的未來轉(zhuǎn)型。然而有關(guān)轉(zhuǎn)型的用語尚未明確，有時候不同的表述方式可以互換，有時候?qū)τ谕粋€詞，也可能出現(xiàn)“我覺得”和“你覺得”截然相反的情況。

　　比如經(jīng)常能看到的“綠色鋼材”，對一部分人而言，它只是一個營銷術(shù)語，既沒有定義，也沒有范圍，想用就用。

　　但另一部分人認為，“綠色鋼材”是一個需要認證的術(shù)語，要使用這個術(shù)語，得覆蓋可持續(xù)發(fā)展的全部范疇。

　“綠色鋼材”？

　　Image by Tibor Janosi Mozes from Pixabay

　　雖然這兩部分人都有些極端，但是究竟多“綠”才能稱作“綠色鋼材”？

　　我口中的“綠色鋼材”，是不是你所說的“潔凈鋼”或“零碳鋼”？

　　“凈零碳鋼”、“零碳鋼”以及“低碳鋼”之間的分界線究竟在哪里？

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　　如果不解決這些模棱兩可的問題，不難想象有關(guān)討論會陷入怎樣的境地。

　　為了使我們討論的這些話題概念更加清晰，世界鋼鐵協(xié)會正在對一些術(shù)語的含義進行規(guī)范。

　　“低碳鋼”    

　　2021年，雖然大部分鋼材依舊使用化石燃料作為還原劑進行生產(chǎn)，但包括我們的會員單位在內(nèi)的許多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)或正在開發(fā)一些能夠顯著降低核心鋼鐵工藝碳排放的技術(shù)，它們代表的是一個全新的鋼鐵產(chǎn)品系列——低碳排放鋼材。例如：

　　蒂森克虜伯公司和日本制鐵兩家公司已經(jīng)啟動一系列高爐氫利用的測試，目的是大幅降低鋼鐵生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳。

　　位于阿聯(lián)酋的酋長國鋼鐵公司，每年從煉鐵工廠產(chǎn)生的二氧化碳富集煤氣中捕獲80萬噸二氧化碳，然后將其注入成熟的油田進行永久封存。

　　河鋼集團，作為中國一家領(lǐng)先的鋼鐵企業(yè)，正在興建一座120萬噸/年產(chǎn)能的氫冶金直接還原鐵示范項目。該項目將使用綠氫和藍氫技術(shù)，為鋼鐵生產(chǎn)工藝探索一條零碳排放路線。 

　　安賽樂米塔爾公司正在比利時根特興建一處大型設(shè)施，將鋼廠的廢氣轉(zhuǎn)化為乙醇，轉(zhuǎn)化后的乙醇用途廣泛，可用于生產(chǎn)合成燃料等。2018年，中國首鋼集團也開始運營一處類似的商業(yè)性設(shè)施，第一年就生產(chǎn)出3000萬升可用于銷售的乙醇。

　　紐柯鋼鐵公司在美國密蘇里州興建的小型鋼鐵廠，是美國首個以風(fēng)能作為能源的鋼鐵廠。該廠是紐柯鋼鐵公司與當(dāng)?shù)毓檬聵I(yè)公司的合作項目，在雙方達成電力采購協(xié)議后，將為鋼鐵廠供應(yīng)電力。

　　耶弗拉茲集團設(shè)在美國科羅拉多州的洛基山鋼鐵公司正在從煤炭轉(zhuǎn)向太陽能。它將成為該國規(guī)模最大的就地配套的太陽能發(fā)電廠，專門為單一客戶服務(wù)。

　　巴西綠色鋼鐵公司正在使用百分百木炭，生產(chǎn)低碳排放鋼鐵產(chǎn)品。

　　塔塔鋼鐵公司正在通過HIsarna項目，開發(fā)新式熔融冶煉技術(shù)。HIsarna技術(shù)可在不使用煉焦?fàn)t或燒結(jié)設(shè)施的情況下生產(chǎn)鐵，并且產(chǎn)生的二氧化碳富集煤氣完美地適合CCS技術(shù)。

　　采用上述新技術(shù)生產(chǎn)的鋼材都可以視為低碳排放的鋼材，盡管隨著法規(guī)、社會期望以及科技的巨變，今天的“低碳”可能與2050年的“低碳”含義有所不同。如何稱呼這些采用新一代技術(shù)生產(chǎn)出來的鋼材，業(yè)內(nèi)和相關(guān)機構(gòu)存在不同的表達方式，下面一一列舉。世界鋼鐵協(xié)會傾向于使用“低碳鋼”（low-carbon steel），如同“低碳電”一樣，我們認為該術(shù)語更加方便直觀理解，并且含義清晰。

　　“綠色鋼材”    

　　回到文章開頭提出的問題，許多團體也在使用和闡述“綠色鋼材”，通常在營銷環(huán)保意識更強的新款產(chǎn)品時使用。它主要指采用突破性技術(shù)生產(chǎn)的鋼材、利用廢鋼生產(chǎn)的鋼材、再利用和再制造的鋼材，以及通過購買碳排放指標(biāo)或碳匯生產(chǎn)的傳統(tǒng)鋼材。

　　鑒于“綠色鋼材”自身含義的不確定性和多樣性，世界鋼鐵協(xié)會將不采用“綠色鋼材”這種表述方式。

　　“零碳鋼”    

　　要制造真正的“零碳鋼”，鋼鐵生產(chǎn)過程中將不能排放任何二氧化碳，難以想象在2021年會有某一生產(chǎn)技術(shù)能夠達到這一嚴格的標(biāo)準(zhǔn)。許多技術(shù)雖然正在朝著這個方向發(fā)展，但“零碳”過于絕對。在供應(yīng)鏈中，由于使用含碳電極，或者關(guān)聯(lián)工藝中使用天然氣，可能會產(chǎn)生殘余的碳排放，如果不使用碳匯來抵消殘余的碳排放，那么很有可能無法實現(xiàn)。

　　更何況，碳是鋼鐵的核心成分，它將鋼材與純鐵區(qū)別開，即使這種合金化的碳可以取自非化石能源，碳的存在足以表明所謂“零碳鋼”這一術(shù)語的不恰當(dāng)性。

　　“凈零碳鋼”/“碳中和鋼”    

　　不過，如果鋼材生產(chǎn)時排放到大氣中的溫室氣體與利用碳匯設(shè)施從大氣中收集的排放物能夠取得平衡，那么這種鋼材就可以被稱作“凈零碳鋼”或“碳中和鋼”。

　　為實現(xiàn)真正意義的碳中和，“凈零碳鋼”的生產(chǎn)可能需要在其他部門進行抵償。如果生產(chǎn)企業(yè)認為自己實現(xiàn)了碳中和，那么就要保證自己生產(chǎn)邊界的透明、統(tǒng)計方法系的透明以及所采用的抵償辦法的高質(zhì)量和高可信度。

　　“零化石燃料鋼”    

　　少數(shù)幾家鋼鐵企業(yè)已在開始推廣“零化石燃料鋼”。所謂“零化石燃料鋼”，指鋼材生產(chǎn)過程中，既沒有使用任何化石燃料（例如煤炭或天然氣），也沒有使用任何化石燃料的衍生能源。

　　所有“零化石燃料鋼”都是低碳鋼材，但不是所有低碳鋼材都可以被稱為“零化石燃料鋼”。例如，對于采用碳捕獲和碳存儲技術(shù)（CCS）生產(chǎn)的低碳鋼材，它可能仍在使用天然氣或煤炭，但沒有排放二氧化碳。如果采用生物質(zhì)能，則要確保生物質(zhì)能是負責(zé)任的采購才符合定義1。

　　“潔凈鋼”    

　　“潔凈鋼”是鋼鐵行業(yè)使用的一個術(shù)語，指含有較低水平雜質(zhì)、氧化物、摻雜物的鋼材，或者含有較低或超低水平金屬溶解碳的鋼材。

　　這個詞已經(jīng)普遍使用，世界鋼鐵協(xié)會曾在2004年《潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)》中使用，并且含義特定。因此，在氣候變化背景下，世界鋼鐵協(xié)會沒有使用“潔凈鋼”一詞。

　　“脫碳”    

　　在氣候變化對話中，往往談到社會的脫碳需求。世界鋼鐵協(xié)會一般不會使用“脫碳”一詞表示鋼鐵生產(chǎn)，因為只有鋼材生產(chǎn)過程中的排放物需要消除溫室氣體/二氧化碳，而不是鋼材生產(chǎn)工藝本身需要消除溫室氣體/二氧化碳，這和不使用“零碳鋼”的理由相近。

　　許多有前途的突破性技術(shù)還要使用碳作為化學(xué)還原劑，但要防止有害的溫室氣體被排入大氣。所以，雖然我們行業(yè)的排放物將最終脫碳，但煉鐵工藝本身可能不會脫碳。

　　突破性技術(shù)    

　　有別于傳統(tǒng)的高爐、直接還原鐵或電爐技術(shù)，突破性技術(shù)以完全不同的方式生產(chǎn)低碳排放鋼材。目前正在開發(fā)的突破性技術(shù)包括：氫還原技術(shù)、CCS應(yīng)用技術(shù)、鐵礦石電解技術(shù)、碳捕獲、利用和存儲成套技術(shù)（CCUS）以及其他新的冶煉還原工藝等。

　　“五顏六色”的氫    

　　氫是一種關(guān)鍵的媒介物質(zhì)，可以顯著降低鋼鐵行業(yè)的溫室氣體排放，世界鋼鐵協(xié)會許多會員企業(yè)都在探索該技術(shù)方案。根據(jù)氫的減碳能力，氫往往被賦予某種顏色。

　　當(dāng)世界鋼鐵協(xié)會提及低碳氫時，我們具體指：

　　綠氫：使用可再生電力，通過電解水產(chǎn)生。

　　藍氫：綜合使用蒸汽甲烷重整工藝和CCS技術(shù)，利用天然氣制成。

　　另外，還有使用其他低碳電力（例如核電）電解生產(chǎn)的氫，或者使用CCS技術(shù)生產(chǎn)的氫。我們認為這些也屬于低碳氫。

　　化石氫指的是利用化石燃料卻不使用減碳工藝生產(chǎn)的氫，主要有：

　　灰氫：使用蒸汽甲烷重整工藝，利用天然氣生產(chǎn)的氫；由于該工藝不使用CCS技術(shù)，因此一同產(chǎn)生的二氧化碳會被排入大氣。

　　棕氫或黑氫：使用煤炭氣化技術(shù)生產(chǎn)的氫，這種顏色的氫產(chǎn)生的溫室氣體顯著高于其他顏色的氫。

　　“能效升級”項目    

　　“能效升級”項目是世界鋼鐵協(xié)會制定的一個四步走效率評估流程。該項目旨在提高目前的鋼鐵生產(chǎn)效率，幫助會員企業(yè)達到世界優(yōu)秀績效廠區(qū)的水平。“能效升級”項目是一個過渡性計劃，并不能為鋼鐵行業(yè)提供應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)的解決方案。

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