當前，向低碳生產轉型已經成為全球主要鋼鐵生產企業的戰略重點，將對其長期競爭力產生積極影響。不過，受制于技術開發、監管政策、成本和資金等方面的不確定性，鋼鐵行業脫碳戰略的實施還存在一定風險。

一般來說，電弧爐生產商比高爐生產商更有優勢，因為后者的工藝碳排放更高。另一個決定碳排放的重要因素是動力源，使用可再生電力、工藝副產煤氣利用率高的工廠碳排放更少。

預計2030年后才會出現實質性技術轉變，因此，近幾年內對企業運營的影響可能有限。對鋼鐵生產商的中長期影響則取決于企業的財務狀況、現有鋼鐵生產方式和所在地區的監管政策。

脫碳將給企業帶來一定的財務壓力

向碳中和鋼鐵生產工藝轉型可能會給企業的財務狀況帶來挑戰。對于采用高爐工藝的生產企業，基于現有資金結構，全面轉型所需的巨額投資可能會在長期內產生債務危機。

規模較大、杠桿率低、財務靈活性較高的鋼鐵企業更有能力消化這些額外成本。目前美國鋼鐵企業因為主要采用了以廢鋼或直接還原鐵（DRI）為原料的電弧爐生產工藝，因此處于更有利的地位。

隨著碳成本上升或在全球范圍內引入碳成本，加之能源成本居高不下，脫碳需求將會繼續增加。因此，還需要向利用可再生能源和碳減排轉變，從而鞏固長期競爭力，并在長期成本曲線中占據更可持續的地位。

隨著 2026 年歐盟碳邊境調節機制（CBAM）的逐步引入，歐洲生產企業可能面臨碳排放配額成本飆升和免費分配逐步取消所帶來的壓力。

預計至少在中期內，其他地區的鋼鐵企業受到的影響仍然較小，因為環境監管并不太嚴格，且碳成本較低。不過，從長期來看，如果實施碳定價，排放量較低的鋼鐵企業將從中受益。

碳定價加速脫碳

能源價格的飆升和碳成本居高不下無疑將支持脫碳方案的可行性，并加速向低碳生產轉型。

根據英國商品研究所（CRU）的數據，與采用化石燃料的傳統工藝相比，為了讓低碳技術具有成本競爭力，目前碳價情況如下：碳捕集與封存（CCS）為 152歐元/噸CO₂，從長流程煉鋼工藝向氫還原DRI-EAF工藝轉型為213歐元/噸CO2（基于名義價格）。不過，在當前能源價格偏高的環境下，使用氫氣生產 DRI 更為可行，其減排成本約為 150歐元/噸CO₂。

歐盟排放交易體系（ETS）價格前期跌至60歐元/噸CO₂，這主要歸因于該地區經濟活動疲軟、可再生能源和核能發電增加，以及提前出售一些補貼以資助“REPower EU”能源計劃。預計這種下降只是暫時的，因為歐盟即將在2026年推出CBAM，并減少市場上的補貼數量。

轉型成本高且具不確定性

當前各種無碳煉鋼方案在技術路徑選擇、潛在成本和所需投資等方面存在較大的不確定性。使用氫氣和二氧化碳捕集與封存（CCS）技術方案也存在風險和不確定性，而且一些項目正處于中試階段。所有生產綠色鋼材的技術都需要基于可再生能源，這些能源應該是可獲得和可負擔得起的，雖然目前還不充足，但正在逐步增加。

預計鋼鐵企業迫切需要依靠政府參與，以直接資助和調整監管政策等形式來推進綠色轉型。這是因為鋼鐵行業具有周期性和不穩定性，生產企業的現金流在經濟周期中會出現大幅波動。目前美國和歐盟都相繼出臺了支持綠色轉型的框架。在美國，根據《通脹削減法案》，政府將以綠色經濟稅收減免的形式向企業和家庭提供3690億美元支持。歐盟正在通過“綠色協議工業計劃”制定大規模的支持框架，但該計劃的具體資助措施有限。不過，目前還有其他資助機制用于支持工業脫碳項目。

根據歐洲鋼鐵協會（Eurof er）的估算，歐盟在2030年前啟動的60多個低碳項目將消除三分之一的直接和間接碳排放，而這需要310億歐元的資本支出。

安賽樂米塔爾公司宣布，要實現其2030年全球減排25%的目標，將需要100億美元的投資，其中35%的資本支出將部署到2025年，其余部分將在下個十年部署。該公司預計，政府將承擔這些資本成本的一半，如法國17億歐元的脫碳項目和加拿大18億加元計劃。在歐盟，低碳項目的部分資金將由歐盟創新基金提供，其資金來自歐盟ETS的收入。到2030年，歐盟創新基金計劃投資100億歐元。

在正常情況下，鋼鐵生產企業的利潤率相對較低。如在歐洲地區，息稅、折舊及攤銷前利潤率（EBITDA率）的中位數通常約為3%。

不過，部分用于碳轉化的投資可被視為正常現代化升級資本支出的一部分，例如，廢舊高爐被新高爐取代，或更有可能被DRI-EAF設施取代。有別于同行競爭對手，瑞典鋼鐵公司（SSAB）宣布能夠利用內部現金流為其未來十年的脫碳計劃提供資金。

據國際能源署（IEA）估計，綠色鋼材的額外生產成本在10%-50%之間，成本的增加可能會嚴重削減生產企業的利潤。不過，隨著運營方面的改進，成本將繼續降低。此外，向新設施的轉型將降低維護成本。預計綠色鋼材的價格也將高于傳統碳鋼，從而減輕部分成本壓力。

鋼鐵行業是二氧化碳排放大戶

鋼鐵行業約占全球二氧化碳排放量的7%。由于采用冶金煤還原鐵礦石，而且很大一部分煉鋼設施依賴燃煤發電，因此，整個生產過程是高度碳密集型的。

鋼材完全可以回收再利用，但目前廢鋼數量不足以滿足鋼材生產需求，而且廢鋼中含有大量雜質，因此需要不斷進行初級煉鋼。

由于新的綠色基礎設施需要大量鋼材，盡管在生產過程中二氧化碳排放量較高，但預計鋼材仍將是能源轉型的關鍵材料之一。根據聯合國負責任投資原則組織（UN PRI）提出的預測政策情景（FPS）假設，到2050年，全球鋼鐵產量將比2020年增長13%，而CRU預計同期將增長21%。

排放觀點

按生產工藝劃分的排放量

根據CRU基于范圍1、2、3的數據，全球每生產1噸粗鋼平均排放1.76噸CO₂。電弧爐煉鋼廠的平均排放量為每噸粗鋼排放0.2-1.5噸CO₂。除少數效率低的煤電設施外，電弧爐鋼廠均位于CRU全球排放曲線的第一四分位數。高爐-轉爐鋼廠平均每噸粗鋼的排放量達到1.8-2.8噸CO₂。

電弧爐的碳排放量在很大程度上取決于電弧爐所用的電力來源和工藝中使用的還原劑。預計無化石的電弧爐將依靠可再生能源和綠色氫氣，部分企業也在考慮將核能作為低碳能源。如奧托昆普公司正在考慮在其位于芬蘭的一家工廠安裝小型模塊化反應堆。預計工業規模的綠色制氫要在2030年之后才能實現。

高爐-轉爐工藝的粗鋼產量約占全球粗鋼產量的70%，其余30%主要通過電弧爐工藝生產。從長遠來看，電弧爐煉鋼的比例還會增大。對于未來的工藝分工有各種預測（見圖1和圖2），這將取決于技術的發展及其成本效率。

要實現碳中和的初級煉鋼工藝，則需要對技術進行重大變革。目前有兩條主要的脫碳途徑：DRI-EAF以及碳捕集與封存（CCS）技術。

CRU預計，到2050年，電弧爐煉鋼的比例將達到55%，而FPS情景則假設電弧爐煉鋼的比例將達到68%。

根據FPS假設，37%的傳統高爐-轉爐生產設施將被DRIEAF裝置所取代，包括氫基設施，而CRU預測為25%。對高爐-轉爐的技術發展有各種假設，包括使用碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術或使用 DRI 熔化生產鐵水，然后將其送入轉爐設施。

目前正在開發各種可供選擇的高爐-轉爐工藝減排的途徑，包括熔融氧化物電解、鐵精礦閃速熔煉和使用生物質。此外，一些歐洲生產商計劃在向氫基 DRI轉型期間，在高爐-轉爐中使用氫作為輔助還原劑。通過使用優質原料（鐵礦球團）、煤粉噴吹或天然氣噴吹、提高廢鋼裝料量和能源效率，也可實現高達30%的二氧化碳減排。

不同鋼鐵產品的碳排放

長材是排放量最低的產品，因為大多數長材都是利用廢鋼和/或熱壓塊鐵（HBI）通過電弧爐生產，而扁平材通常是通過高爐-轉爐工藝生產。

各地區的碳排放量

各地區的噸鋼碳排放量主要取決于所采用的煉鋼工藝路線，如圖3所示。

1）北美地區

北美地區的噸鋼碳排放一直處于較低水平，因為廢鋼的供應和對天然氣發電的高度依賴，該地區的生產歷來以電弧爐為主，比例高達67%。鋼鐵企業計劃進一步提高DRI-EAF流程的比例，并轉用可再生能源，或是自有、或是通過協議購買。不過，此前美國鋼鐵公司和克里夫蘭-克里夫斯公司從安賽樂米塔爾收購了幾家高爐-轉爐鋼廠，其碳排放量處于較高水平。

2）歐洲地區

在歐洲地區（不包括土耳其），電弧爐和轉爐流程的鋼產量相對均衡。在嚴格的歐盟排放交易體系和企業投資計劃的推動下，大多數歐洲資產都是全球效率較高的資產之一。

CRU預計，到2030年左右，歐洲生產商將從CRU排放曲線的第一至第二四分位（范圍 1、2、3）大部分遷移到第一四分位數，因其正在加速實施脫碳，逐步采用低排放的DRI-EAF鋼廠取代高爐-轉爐設施。如塔塔鋼鐵公司正在關閉其位于英國塔爾伯特港的兩座高爐，作為虧損資產，到 2027年將其替換為產能幾乎相等的一座300萬噸電弧爐。

返回列表