无化石钢铁的发展之路-2024.07-24正式版-WN8

—白皮书无化石钢铁的发展之路如何实现可持续发展的未来—前言目前，全球炼钢业正经历着一场历史性变革，而这种变革需要全球钢铁供应链上下游企业通力合作，方可获得成功。本报告旨在深入分析钢铁生产过程中需做出变革的根本原因以及无化石钢的发展路径。同时，报告还将介绍目前全球钢铁制造商和行业同仁如何通过技术创新为行业发展作出重要贡献。尽管通向净零排放的过程不可能一蹴而就，但行业在发展过程中也已取得不少可喜的进展。作为钢铁及有色金属行业重要的供应商和合作伙伴，我们坚信，通过紧密合作，钢铁业可持续发展的未来一定可以实现。为了推动钢铁产业的未来发展，我们与全球具有领先地位的行业伙伴开展合作，共同开发创新性节能减排解决方案，同时优化运营，以期在这一过程中降本增效并提高生产力。对于广大合作伙伴一如既往的紧密配合以及对本报告的大力支持，我谨代表ABB在此表示由衷的感谢。让我们砥砺前行，共创无化石钢铁的未来。顺祝商祺，FrederikEsterhuizenABB钢铁及有色金属业务全球负责人本白皮书获得了以下行业领先机构的大力支持，谨此表示由衷的感谢：–—目录4引言5钢铁生产为何亟需变革？6钢铁行业脱碳的重要驱动力7钢铁业低碳发展的技术路径8何为绿色钢铁？9专家释疑：“如何定义绿色钢铁“？10需要克服的障碍12全球市场策略与行动规划瑞典–无化石钢发展之旅的先行者美国-清洁能源推动绿色钢铁发展印度–绿色钢铁发展的未来愿景中国–绿色钢铁生产的蓬勃发展巴西–在可持续钢铁生产领域占据“有利地位”18直面挑战：实现钢铁行业可持续发展19合作共铸无化石钢铁的未来20钢铁生产商当前可采取的行动21ABB的2030可持续发展战略22结语22术语表23参考文献4—现代社会的基础设施建设离不开以可持续钢铁为基础的—引言钢铁是世界上最有价值、应用最广和最常回收利用的

本报告就如何实现无化石钢铁的工业发展路径进行研材料之一。凭借高比强度、可锻性和成本效益优势，

究，并介绍何为绿色钢铁，同时阐述这一概念对全球钢铁被认为是公共基础设施（如建筑物、桥梁和铁

发展的意义。本报告还将概述当前钢铁生产所面临的路）以及车辆和家电制造等领域不可或缺的材料。

挑战，并分析绿色钢铁生产的全球发展趋势，包括瑞典、美国、印度、巴西和中国等主要钢铁生产市场。

由于钢铁具有经久耐用的特性，因此被视为实现可持续发展的重要材料。但为了实现净零碳排放目标并重要的是，此报告不仅涵盖了与SSAB、塔塔钢铁和安保证钢铁可作为对环境无害的资源，我们需要对炼钢

普朗等钢铁行业领先生产企业专家的访谈内容，同时过程本身进行彻底变革，以最终实现钢铁行业的绿色也包括来自美国钢铁技术协会以及技术提供商ABB等发展。机构的专家观点。5—钢铁生产为何亟需变革？—钢铁的生产过程如要了解钢铁行业脱碳的难度，必须先知晓钢铁生产的方法。钢铁可以通过铁矿石或回收的废钢来生产，而这些原料决定了钢铁是初级钢（主要由铁矿石组

成）还是再生钢（由废钢组成）。目前钢铁制造过程中碳排放和能源消耗量巨大。全球这些分类还与炼钢的方法相关：初级钢的冶炼绝大部范围内，钢铁行业约占全球能源需求的8%，产生二氧化碳排放占全球总排放量的7%到9%，这其中大部分分是通过一体式高炉转炉(BF-BOF)进行，而再生钢排放来自燃煤1,2。的冶炼则使用电弧炉(EAF)进行。根据世界钢铁协会(WSA)的数据，目前有71%的钢铁为了满足《巴黎协定》的气候变化标准以及将全球升是采用高炉转炉(BF-BOF)工艺生产，剩余29%的钢

温较工业化前水平控制在1.5°C以内的目标，钢铁行业必须在2050年之前实现净零排放的目标3,4。而基于全球钢铁需求到2050年将增长30%这一预期，钢铁行业铁是采用电弧炉(EAF)工艺生产7。亟需进行彻底的变革5。这两种方法的主要区别在于生产过程中使用的原材料。传统的BF-BOF方法使用煤作为还原剂、能源和最终产品中的碳源。由于其对煤的大量消耗，BF-BOF技然而，钢铁行业进行低碳转型面临着巨大挑战，这是术在钢铁生产过程中碳排放量非常高。相比之下，因为“碳”对于目前的炼钢而言是不可或缺的一部分。EAF技术使用回收的钢铁和电力，其能耗仅为BF-BOF问题并不在于缺少相应的技术解决方案，而在于向低碳技术转型所涉及的成本与复杂性。因此，钢铁行业被归为六大“难以脱碳”的行业之一。技术的八分之一。6白皮书：无化石钢铁的发展之路—钢铁行业脱碳的重要驱动力除了满足《巴黎协定》的要求外，推动钢铁行业脱碳的驱动因素可分为3大类：监管要求、商业因素和社会因素。1.监管要求3.社会因素世界各国政府都在加强对温室气体(GHG)排放的监无论在世界的哪个角落，人们对环境和气候变化的话管。在欧洲，《欧洲气候法》已将“欧洲绿色协议”题都更加关注13。同时，围绕着环保责任的公众情感也中制定的目标正式写入相关法律，包括2030年将温室影响着投资者的决策，并出现了可持续发展方面的投气体排放量降低55%的过渡性目标9。此外，政府间的资增长趋势。“气候变化机构投资者集团(IIGCC)”便是贸易安排也会对钢铁行业的相关标准产生影响，比如这样一个投资机构。该机构由350名成员单位组成，目前欧盟与美国正在就钢铁与铝行业的相关协议开展拥有超过55万亿美元的资产14。IIGCC成员致力于开展磋商，其中就包括对产生高碳排的钢铁互加关税的内可持续性融资并采取多项举措支持负责任的投资，其容10,11。中就包括一项专门为钢铁行业制定的脱碳战略和行动

计划15。2.商业因素随着全球企业纷纷开展脱碳运营以满足监管法规的减排要求，对无化石钢铁的需求日益增长。例如，全球主要汽车生产厂商开始转向无化石钢铁，以便从根本上降低价值链层面（范围3）的碳排放12。—为了实现将全球温升控制在1.5°C以内的目标，钢铁生产

正经历着革命性的行业变

7—钢铁业低碳发展的

技术路径为了实现严苛的减排目标，钢铁行业必须改变炼钢的技术方法。需要注意的是，不存在一种放之四海而皆准的单一解决方案，目前有多种技术方案正处于研发过程中。至于选择哪一种技术方案，很大程度上取决于生产商所处的地理位置以及可用的配套资源。简而言之，初级钢的生产可以通过三种途径实现脱碳：碳捕获、氢气或电化学。碳捕获与封存碳捕获与封存(CCS)涵盖多种技术，用于捕获二氧化碳废气并将其封存于一个不能进入大气的储存区域。这被看作低碳发展的第一步，可以与传统的BF-BOF炼钢技术结合使用。利用氢气直接还原如果用氢气代替碳作为炼钢中的还原剂，产生的唯一排放物就是水，而非二氧化碳。这种利用氢气进行钢铁制造的技术发展与生产“绿”氢的能力相辅相成。绿氢是采用电解技术和无化石电力进行制备的氢气。如果氢气是通过天然气的蒸气重整进行制备，则必须采用CCS工艺来捕获排放的CO

氢气被称为“蓝”氢。2。通过这种方式制备的许多钢铁生产商采用的一种技术路线是DRI-EAF，通过这种工艺，可以将直接还原铁(DRI)在电弧炉(EAF)中进行熔化并与可用的废钢结合来生产钢铁。电化学这是一种基于电解的工艺，使用电能而不是传统的冶炼来熔化铁矿石。8—何为绿色钢铁？“绿色钢铁”这一名词如今已家喻户晓，通常是指使用低碳排放技术生产的钢铁。然而，关于如何定义“绿色钢铁”，行业内依然众说纷纭。比如它是指零碳或零排放的钢铁吗？‘绿色’是否应该包含比单纯排放更多的因素？它是指从原材料的最初使用到废钢再循环的整个过程都明确不使用化石燃料吗？需要注意的是，国际能源署(IEA)和世界钢铁协会(WSA)等组织在其正式文件中既未定义、也未提及“绿色钢铁”这一术语。而世界钢铁协会在其气候变化政策文件中将低碳钢定义为“使用相关技术和实践进行制造、其二氧化碳排放明显低于传统生产方式的钢铁。”19—使用相关技术和实践进行制造、其二氧化碳排放明显低于传统生产方式的钢铁–世界钢铁协会白皮书：无化石钢铁的发展之路9—专家释疑：“如何定义绿色钢铁“？美国钢铁技术协会执行总监RonAshburn：“就行业如何定义绿色钢铁这一问题，业内尚未形成共识。但无论如何定义，绿色钢铁都必须切实可行而不是流于空谈，可以实施且同时遵循这一名词的原本内涵——即在生产过程中不会加剧对环境的影响。对绿色钢铁的定义不应迎合较低标准的群体，而是应设定高标准。”ABB企业研究中心资深首席专家ShivaSanderTavallaey：“钢铁生产的最终目标应该是从铁矿开采到炼钢、再到使用和回收的全过程都实现净零碳足迹，这才是真正的绿色钢铁。但首先我们必须努力实现炼钢过程的净零碳足迹。”SSAB公司可持续业务副总裁ThomasHörnfeldt：“我们更愿意谈论非化石钢铁，即生产过程中不产生化石二氧化碳排放的钢铁。”安普朗南美公司首席执行官FredericoAyresLima：“尽管‘绿色钢铁’一词最终意味着生产对环境的影响，但在安普朗，我们更倾向于倡导‘负责任地生产钢铁’这一理念，并通过环境、社会和治理(ESG)责任对其进行定义——这些责任必须贯穿于生产过程的每一个步骤。”塔塔钢铁公司企业可持续发展负责人AmitKumar：“由于钢铁有多种生产方式，并且在实现碳中和的进程中有诸多中间步骤，因此很难定义绿色钢铁。对于塔塔钢铁而言，我们在努力实现ResponsibleSteel™倡议所设定的标准，并采取相应措施以实现2045年碳中和的目标。”10白皮书：无化石钢铁的发展之路—需要克服的障碍实现净零排放目标充满挑战，尤其是像钢铁这样减排艰难的行业，主要挑战包括：成本优质矿石资源有限无论是通过对现有资产进行改建、迭代升级，还是利尽管直接还原铁-电弧炉(DRI-EAF)技术已经成熟并已用低碳能源，钢铁生产向绿色转型意味着巨大的成在当今投入使用，但这种技术需具有67%以上铁含量本。根据麦肯锡的预测，钢铁生产在进行低碳转型的优质矿石资源（DR级），而目前DR级矿石仅占全时，前期投资成本将达到4.4万亿美元，到2030年，球供应量的4%25。此外，麦肯锡的数据研究表明，尽钢铁生产的成本将会比目前增加30%。管在未来十年中DRI产量将大幅度扩张，但由于原材料危机，供应将远远无法满足实际需求。氢尚未形成使用规模根据国际能源署(IEA)的数据，绿氢在2030年之后才废钢资源短缺可实现大规模商业应用——目前全球专用氢的生产中以目前估算来看，约有85%的可用废钢被回收利用27。仅有不到0.1%来自水电解21。与此同时，人们正在探但即使这个数字达到100%，业已明确的一点是，在短索蓝氢的可行性——蓝氢是在配备了碳捕获与封存技期内供应量仍然较低。目前，废钢的数量无法满足实术际需求，而这种短缺的情况预计到2050年都无法主要挑战仍在于如何大规模生产以满足预期的需求。改变。根据国际能源署的可持续发展方案，到2050年，全球对氢的需求将增至287Mt，这意味着较2020年增加获取无化石碳和石灰的途径400%以上22。碳和石灰是钢铁生产的重要成分。其中碳是所有钢铁生产中的必要成分，而生石灰作为炼钢过程的熔剂以绿色电力匮乏去除钢中的夹杂物。当前生石灰在生产过程中会排放为支持电解制钢或再生钢制钢（废钢-电弧炉路线）的大量的碳（即从原材料中释放二氧化碳）。尽管对于规模提升，低碳发电量需要大幅增加。为了使其2021生石灰的二氧化碳排放并没有全球估算数值，但对于年零碳方案能够顺利实施，国际能源署明确，到2030

欧洲而言，每吨生石灰会产生0.2-0.45吨的二氧化碳年，每年风能或太阳能等可再生能源的发电量需要增排放28。因此，如何生产更环保的碳和生石灰需要好长12%以上。同时，国际能源署也提到2023年太阳能好思考。光伏发电能力呈显著增长态势23,24。—钢铁制造商需要在降低

碳足迹的同时，保证生

产并供给对现代生活至

关重要的材料。白皮书：无化石钢铁的发展之路11—探寻未来发展之路来自ABB企业研究中心的StefanThorburn博士针对上文的问题发表了如下观点：“尽管钢铁行业低碳转型成本巨大，但从首批供应商的反馈来看，—StefanThorburn博士ABB瑞典企业研究中心研发工程师不仅市场对无化石钢铁有需求，同时也乐意支付更高昂的采购费用，这在我们看来是向好的趋势。据了解，钢铁生产企业H2GreenSteel已经高价预售出150万吨的绿色钢铁产品。29氢能生产不仅需要规模化，同时也需要技术发展，我们看到全球已取得了实质性的技术进步——请参阅本报告的下一章节，我们将重点介绍瑞典、美国、印度、中国和巴西等国的发展。同时，我们也看到低碳发电市场的增长也创新高。根据2023年《全球电力评论》的报告，目前风能和太阳能发电量已经占到全球发电总量的12%。这样的良好发展态势需继续保持。就目前的技术平台而言，确实面临着优质矿石短缺的问题。但能源经济与金融分析研究所(IEEFA)的报告显示，各个钢铁行业的利益相关方也在积极探寻利用普通矿石资源的途径31。至于废钢，目前的一个普遍共识是，为了实现能源转型，需要开采更多矿产。随着开采量的增加，可用的废钢也将相应增加。此外，在开发无化石碳和石灰方面，我们也看到令人鼓舞的合作正在开展，例如零碳生石灰伙伴关系(ZEQL)32。”12EELLOOKLIKE?—全球市场策略与行动

规划尽管全球钢铁行业面临的转型挑战非常艰巨，但世界各国通过形式多样的行动表明，钢铁产业致力于迈向更加绿色、可持续发展的未来，并已取得诸多具有光明前景的发展。本报告以下章节将重点介绍瑞典、美国、印度、中国和巴西这5个钢铁生产市场的发展，并聚焦无化石钢铁的技术创新。白皮书：无化石钢铁的发展之路13—瑞典-无化石钢铁发展之旅的先行者瑞典的钢铁产量在全球市场中占比较小，仅为0.03%（据瑞典钢SSAB的未来发展愿景铁协会Jernkontoret33估算）。但瑞典因其发展较早，是公认的该公司的愿景是建设一个更强劲、轻盈、可持续发展的世界，所迈向绿色钢铁之旅的先行者，而且在今后的若干年其先发优势还采取的战略是废弃任何会产生二氧化碳排放的技术，转而采用更将继续扩大。加环保的技术。2021年8月，瑞典公司SSAB向交通、移动和建筑设备供应商沃尔“这意味着投资于全新的、更绿色的技术和设备，让现有的高炉等沃集团交付了第一批无化石钢，向全世界证明生产无化石钢铁是设备成为闲置资产，”Hörnfeldt表示，“另一个前提是获得足够数切实可行的34。这种无化石钢是钢铁生产商SSAB、国有铁矿矿业量的无化石电力以及高效的许可流程。我们目前正与地方和国家

企业LKAB和国有能源企业Vattenfall在HYBRIT计划下合作完成的有关部门密切合作，以解决这些问题。”成果。另一家来自瑞典的绿色钢铁公司名为H2GreenSteel。该公司计HYBRIT项目中的无化石钢划在2025年开始大规模生产绿色钢铁，其战略的关键是拥有一个HYBRIT是英文“氢气突破性炼铁技术”的缩写。2016年，三家企业完全集成的、数字化和自动化的绿色无化石工厂和可持续的制氢共同启动了一个试点项目，采用绿氢和无化石电力生产钢铁，取设施。代此前由LKAB提供的高品质铁矿石衍生的焦炭。该试点项目在2021年实现了最初目标——事实上，无化石钢锭在COP26会议上就被众多与会者传看，凸显了该项目的成功35。SSAB将于2026年开始以工业规模生产无化石钢。此外，该公司为其运营层面设定了极具雄心的脱碳目标。该目标比瑞典政府要求的2045年实现净零还要提前数年。“SSAB公司计划通过一项约500亿瑞典克朗（46.5亿美元）的大规模投资，在2030年左右发展为一家主要生产无化石钢的公—无化石钢转型的行业先司，”SSAB可持续发展业务副总裁ThomasHörnfeldt解释道，“我们看到这种变革有两个驱动因素。首先是商业决策的考量——客户有对无化石钢的需求，我们需要满足这种不断增长的需求。其次，我们必须彻底结束二氧化碳排放。”14白皮书：无化石钢铁的发展之路—美国：清洁能源推动绿色

钢铁发展美国是世界第四大钢铁生产国，钢铁产量占全球市场的5%37。波士顿金属公司开发的熔融氧化物电解技术从美国国内角度来看，钢铁工业产值巨大，经济产出总额为5200而同时，波士顿金属公司已成功开发了一种电解工艺——熔融氧亿美元38。化物电解(MOE)技术，该技术可从炼钢方程式中去除碳。相反，MOE利用可再生电力和铁矿石来生产液态钢，完全消除了二氧化根据美国钢铁协会(AIST)的说法，美国钢铁是“世界领先的、高能碳的排放。该公司表示，熔融氧化物电解(MOE)技术是制造绿色效的钢铁产业”，超过70%的美国生产的钢材是在电弧炉中使用回钢铁的最直接、可扩展的解决方案43。收的废钢制成。几乎所有美国钢铁都是由国内生产的铁球团制美国钢铁协会的执行董事RonAshburn表示，制造绿色钢铁面临

成。同时，天然气逐渐取代煤炭成为能源来源，从1998年到2018年间，总能源使用量降低了34%。的最大挑战是清洁能源的可用性，但基于业已取得的进展，他对未来的发展持乐观态度。《通胀削减法案》推动能源转型和脱碳2022年通过的《通胀削减法案》十分重要，已于2023年初生效，他表示：“我们已经掌握了生产无化石钢铁的技术，但目前缺少的该法案被视为美国历史上最重要的气候立法40。该法案的规定包是基础负荷的绿色能源，无论是可用性还是可负担性上都是如括一系列面向美国钢铁生产商的激励措施、计划和资金，旨在加此。当然，这种情况正在改善，只是需要更多的时间来完成转速向清洁能源经济转型并推动钢铁这一减排困难行业的脱碳进型。目前，世界各国政府都在积极推动制造业采用绿色能源。我程。据报道，美国工业很快就可获得价格低廉的绿氢41。们知道有许多公共部门与私营企业合作的案例，钢铁生产商与可再生能源供应商开展合作项目以支持他们的生产。目前正在进行尽管诸多减碳计划正在执行，但目前由美国最大的板带生产商重大创新……这对钢铁的未来是一件好事。”Cleveland-Cliffs部署的一项策略还是在综合使用直接还原铁（I）和热压铁（HI），并采用电弧炉炼钢。白皮书：无化石钢铁的发展之路15—印度–绿色钢铁发展的未来愿景—作为全球第二大钢铁生产国，印度在2021年生产了1.181亿吨原塔塔钢铁致力于可持续发展钢。钢铁产业在印度国民经济中扮演着重要角色，占总GDP的塔塔钢铁可持续发展负责人阿米特·库马尔表示，公司目前正在积2%。极开发钢铁生产过程中可替代碳的新技术，但同时也需要解决其他诸多难题，比如资产更新换代的成本问题；碳捕获、利用和封由于过度依赖基于煤炭的直接还原(DR)技术并使用陈旧且相对低存技术在印度的可用空间不足等。效的高炉装置，印度钢铁行业相较于国际基准能耗相当大。目前，钢铁行业的碳排放占该国总排放量的10%。同时，随着印度“我们讨论的是转换具有30-40年生命周期、成本高昂的设备。对经济和人口的持续增长，其国内钢铁需求也将持续增加。预计到我们而言，淘汰这些高炉，重新购买全新设备或者进行升级改造2050年，印度钢铁行业的碳排放量将有三倍的增长。并不是一件轻松的事情，而同时我们也在等待绿氢的大规模供应。就碳捕获而言，虽然技术已经存在，但将捕获的碳隔绝或存印度钢铁产业的脱碳路线图储于何处也是一大难题——在印度，没有很多地方像油田或干井2022年，印度能源与研究协会(TERI)和能源转型委员会(ETC)发那样可以用来存放碳。同时，目前利用捕获的二氧化碳的市场规布了一份印度通往绿色钢铁发展的路线图。该路线图概述了实现模也很小。”2070年净零排放的行动计划指南（政府的全面经济目标），以及尽管面临诸多挑战，但阿米特·库马尔对塔塔钢铁在2045年实现

一份更具雄心的2047年实现“自力更生”的方案，根据这一方案，印度将于2050年实现净零排放。碳中和的发展目标仍保持乐观。该公司是ResponsibleSteel™的成员，并承诺投资多个项目以实现净零目标。其中值得一提的在上文提到的两种方案中，都认为替代高炉的主要途径将是氢气项目便是最近进行的氢气注入试验，该实验已取得了令人鼓舞的直接还原，该技术可在2030年开始逐步推广。此外，路线图预成果。

测，采用熔融氧化物电解(MOE)技术的设备将从2040年开始逐步进行部署。虽然路线图指出基于废钢的电弧炉(EAF)将发挥他说：“这个实验是在印度的詹谢普尔旗舰工厂进行的，通过在高“日益增长的作用”，但也强调这种增长会受限于废钢供应的短炉中注入氢气的方式来减少煤炭的使用。这是全球首次在高炉中缺。路线图还提到在行业的转型期间，应尽快淘汰所有基于煤炭连续注入大量的氢气。通过这样的方式，有望在生产每吨生铁的的直接还原设施，实现向天然气的能源过渡，并采用碳捕获、利过程中降低10%的二氧化碳排放。”用和封存技术(CCUS)。由塔塔钢铁开发的HIsarna工艺被寄予厚望，可为转型提供有力支持，该工艺与传统的高炉-转炉法相比，可减排高达20%。HIsarna工艺不使用焦炭、烧结矿或球团等经过处理的矿石，而是将生矿石的粉末形式转化为液态生铁，从而制造钢铁。如与碳捕的碳排放。自2011年以来，塔塔钢铁一直在荷兰的测试工厂中试验该工艺，并计划在印度建造第二座工厂，于2030年将HIsarna技术应用于工业规模的生产。16白皮书：无化石钢铁的发展之路—中国–绿色钢铁生产的蓬勃

发展中国是全球最大的钢铁生产国，也是碳排放量最大的国家（碳排“除了满足环保标准，更为重要的是迅速建立各个环节的数字化功放占全球排放总量的1/3），因此，中国宣布实现碳中和的承诺无能，并利用数字工具收集内部企业数据，发现问题并逐步解决问疑对遏制全球变暖的趋势有重大影响49。2021年，中国国家主席题，”他建议道，“以环保为先，遵循良好的管理实践，实现能源

习近平对外宣布了碳中和目标的时间节点，并强调了加快向绿色优化和效率提升将是未来绿色钢铁工厂的主要发展路径之一。”低碳经济转型的重要意义。宝武钢铁集团计划2024年建成首个零碳电弧炉他在联合国大会上表示：“中国将力争在2030年实现碳达峰，并与此同时，中国大型钢铁生产企业也正对绿氢电弧炉技术进行在2060年实现碳中和。”同时也表示不再对外建设任何新的燃煤大宗投资与发展。其中一个例子是，全球最大的钢铁生产企业中电厂项目。国宝武钢铁集团在广东省建设了一座以氢为燃料的电弧炉。该项目计划于2023年底完工，将成为宝武集团首座基于零碳技术的电前景乐观弧炉51。

行业知名媒体工控网(gongkong)的市场研究与咨询业务总经理此外，中国宣化钢铁集团日前启动了全球首个“氢能发展和应用试兼首席分析师陈然表示，中国绿色钢铁生产的前景积极乐观。点项目”，该项目将通过风力和太阳能发电制氢，并将采用新型氢陈然表示：“中国绿色钢铁工厂的未来前景一片光明。目前，国内还原技术，包括TenovaEnergiron-ZR技术，以替代传统的高炉在建设绿色钢铁工厂时重点关注的是降低污染物排放和处理固体铁水方法。

废物的问题，但在能源优化、生产管理、资产管理等领域未来仍有改善空间。”陈然指出，中国拥有众多冶金企业，企业规模和管理方法不尽相同。“因此，建设绿色钢铁工厂应考虑诸如当地条件、时间范围、长期规划等问题，先着眼解决基本问题，然后再逐步推进。”此外，陈然表示数字化在绿色钢铁发展道路上起关键作用。白皮书：无化石钢铁的发展之路17—巴西–在可持续钢铁生产领域占据

“有利地位”巴西是全球第九大钢铁生产国，也是拉丁美洲最大的钢铁生产安普朗：木炭的独特利用国，该国大部分工业二氧化碳排放来自钢铁产业。“在我们行业中使用木炭确实很独特，因为安普朗也可被视为一家

农业公司，在巴西拥有超过十万公顷的FSC®认证森林。我们利用值得注意的是，巴西是第二大铁矿石出口国。根据巴西政府的报森林资源制作木炭，将这些木炭作为化石燃料（基于煤炭的焦告，巴西的铁矿石质量优于全球同行，铁含量约为60%。炭）的天然可再生替代物用于炼钢工艺，”他说，“与其他竞争对手不同，通过这样的替代物，可帮助我们完全消除在高炉中使用巴西的脱碳之路焦化的焦炭，并使我们的钢材更加环保。”E+能源转型机构（由巴西气候与社会研究所成立）发布的一份界定报告指出，巴西计划利用其在木炭和生物质生产工艺、天然Lima表示，公司认识到生产可持续的钢铁确实面临着巨大的挑气储备以及可再生电力生产方面的专业知识，向零碳发展方向迈战，但同时也蕴藏着无数商机。进。“这就是为何安普朗在2019年便成为全球首家加入新成立的报告指出：“在技术方面，用天然气替代直接还原铁制造(DRI)中ResponsibleSteel协会的不锈钢企业。我们在可持续发展的战略的煤炭，可作为全面转向氢气使用的过渡。另一方面，温室气体根基便是ResponsibleSteel认证。安普朗的大部分主要工厂已获减排政策长期以来关注高炉中木炭的使用。总体而言，发展清洁得了该认证。对我们来说，这意味着我们需要优化负责任的钢铁电力、丰富的铁矿石资源和生物质储备、天然气供应潜力以及低生产方式，以符合标准中规定的所有环境、社会和治理原则。”成本的绿氢将帮助巴西占据一个有利地位”。巴西主要钢铁生产商之一安普朗公司已采取了一项三管齐下的脱碳战略。安普朗南美地区首席执行官FredericoAyresLima解释道，这项战略包括废钢电弧炉组件、低碳能源混合使用技术以及在高炉中使用木炭替代基于煤炭的焦炭。18—直面挑战：实现钢铁行业可持续发展—随着关键市场上涌现出越来越多的创新技术，人们逐渐达成共JSWSteel公司和ArcelorMittalConstruction与ABB合作的成效识，在通往绿色钢铁的道路上各方的紧密协作至关重要。为了实从积极的一面来看，数字化会带来诸多优势，比如提高设备的运现碳中和，全球钢铁供应链的上下游企业，无论是私营企业还是行时间、提高生产效率和开发自主运营能力，最终实现可观的成公共部门，都应积极行动起来，协同合作，共同解决核心问题。本节约。实现钢铁行业的可持续发展需大幅减少废弃物，降低碳排放，这里通过一个实例介绍数字集成方案的优势——ABB为印度钢铁更好地利用资源，大幅提升能源效率，并广泛采用更清洁的钢铁生产企业JSWSteel开发智能工厂解决方案。生产技术。ABBAbility™SmartMeltShop数字化解决方案将多个工艺步骤数字化是重要的助推剂进行整合，通过钢包和出钢系统，实时获取从冶炼炉至连铸的过钢铁行业需要通过功能强大、集成度高的解决方案来解决行业面程数据，JSWSteel可更好地预测并优化、降低它们在多尔维工厂临的核心问题，并逐步淘汰化石燃料。(DolviWorks)的热能损失。公司预计通过更高效的浇铸速度、时间的节省和提供额外生产力的举措，每年可获得约200万美元的根据ABB企业研究中心资深首席专家ShivaSanderTavallaey的说利润。而更低的能耗也意味着消耗更少和更低的碳排放57。法，实现绿色钢铁的未来发展离不开数字化。另一个实例是通过数字化解决方案提升经济效益并实现可持续发她表示：“数字化并非仅限于实体间的合作，还涉及优化资源利用展——位于法国Contrisson的ArcelorMittalConstruction钢铁和能源管理，以及提供必要的追踪功能，这样企业才可以真正承厂的现代化改造。ABB将安装部署ABBAbility™制造运营管理担起碳减排的责任。要获得成功，企业需要对来自设备、工艺和系统(MOM4Metals)以及"辊缝控制"(RGC)和自动厚控(AGC)系统的数据流进行整合，因为没有数字化提供的连接与集成，就技术，以提高生产力、质量和性能。无法实现可持续发展”。SanderTavallaey的观点不只是她的个人判断。她介绍了一项由Geoffroy表示，来自ABB的MOM4Metals、RGC/AGC自动化解ABB主导的国际调研，该调研对全球765名业务与技术部门的决策决方案组合“使我们能够为客户提供基于脱碳和可持续钢铁的创新者进行提问，其中96%的受访者表示数字化是“实现可持续发展的解决方案”。

根基”。此外，调查结果还凸显了工业物联网解决方案对实现可持续发展目标所起的重要作用。19—合作共铸无化石钢铁的未来—和ABB与Boliden的合作彰显循环经济的意义通过建立合作伙伴关系，可以实现数字化、完全自主的无化石钢ABB与瑞典矿业冶炼公司Boliden之间的战略合作是另一个协作范铁产业。例，表明不同组织可以通过合作的方式助力钢铁产业迈向可持续发展的未来。在本合作中，Boliden公司向ABB提供低碳铜，该创他表示：“ABB正通过合作的方式，将创新技术与ABB现有钢铁新性的材料可用于制造电磁搅拌(EMS)设备和高能效电机。行业解决方案相结合，来提升我们的能力。例如，ABB与塔塔钢铁签署了谅解备忘录(MoU)，旨在共同开发降低钢铁生产碳足迹这项合作是实践循环经济的一个典型案例。通过使用Boliden公司的创新模型和技术。”的低碳铜，ABB不仅可以减少环境足迹，还可以助力那些使用ABB电磁搅拌(EMS)设备的钢铁生产商降低价值链层面（范围3）与塔塔钢铁合作项目的核心便是能源优化，从ABBAbility™数字的碳排放。而同时，ABB可帮助Boliden公司安装部署更节能的电化系统管理的集成电气化方案开始，逐步过渡到上游工艺中的氢机（也是用Boliden公司提供的低碳再生铜制造），以支持采矿业气替代技术。的运营脱碳。—ABB与Tenova就高产电弧炉开展合作ABB与钢铁及有色金属行业供应商Tenova合作，为电弧炉(EAF)运营提供了具有创新性的加料、冶炼和电磁搅拌解决方案。Tenova公司的Consteel®EAF废钢连续加料系统由Consteerrer®补充，后者是由ABB和Tenova共同开发的电磁搅拌技术，该技术基于ABB获得专利且经过验证的ArcSave®。目前，意大利钢铁生产商阿维迪(AcciaieriaArvedi)运行的高产电弧炉(EAF)已在使用这一具创新性的技术套件并且成效显著：生产力提高了5%，能耗降低了3.6%，同—ABB的ArcSave通过产生贯穿炉底和时提高了废钢的利用率61。20白皮书：无化石钢铁的发展之路—直接还原铁-电弧炉(DRI-EAF)技术路线的实践报告显示，如果在电弧炉(EAF)中使用绿氢代替传统炼钢高炉中的煤，那么二氧化碳排放可以降低高达95%。上文提到，全球很多国家都在发展该项技术。最近力拓公司和H2GreenSteel公司的一项合作很值得我们关注。力拓将向H2GreenSteel提供高等级直接还原铁矿球团，后者将使用绿氢在电弧炉中制造钢材。直接还原铁-电弧炉(DRI-EAF)钢铁生产工艺示意图氢直接还原铁技术电弧炉钢包炉连铸机处理冷轧热轧—钢铁生产商当前可采取的行动本报告介绍了一系列关于钢铁生产企业、供应商、合作伙伴为何需要通过合作来实现可持续钢铁生产的内容。问题是，钢铁生产企业当前可以采取哪些行动呢？1.在氢能源转型开始前就着手制定数字化战略和脱碳路线图。2.投资面向未来的技术解决方案。这些技术方案不仅可以在现阶段降低能耗、成本并减少废物排放，还可以在未来实现对可用原材料和废料的灵活利用。我们建议部署自动化、冶金和数