了解这些即将改变钢铁产业地缘政治的绿色技术 | 路透社

波士顿金属公司凭借其熔融氧化物电解工艺已获得超过2.8亿美元融资。波士顿金属/路透社供图5月22日电 - 现代生活的每个环节几乎都离不开钢铁。这种基础材料的生产需要消耗巨大能量，与水泥并列成为气候变化的最大单一贡献者，占全球温室气体排放量的7-9%。

自2019年以来，钢铁行业二氧化碳年排放量平均达36亿吨。国际能源署指出，要实现净零目标，到2030年该数字必须减半。自高炉技术问世以来，钢铁制造商首次掌握了消除大部分排放的可行路径。这些新途径显然将重塑钢铁产业的地缘政治格局。

传统钢铁生产采用一体化流程：首先在高炉中用煤炭提供热力并剥离铁矿石中的氧元素将其还原为铁，这一环节产生了绝大部分二氧化碳排放；随后铁水在转炉中炼制成钢。采用该工艺每生产1吨钢平均排放2.2吨二氧化碳。

尽管使用煤炭的新型高炉仍在规划建设中（尤其在印度和中国），但行业已开始转型：目前近10%的铁矿石通过天然气还原工艺转化为直接还原铁(DRI)。

与此同时，全球能源监测机构数据显示，传统转炉正被排放更低的电弧炉(EAF)取代，后者已占全球炼钢产能的32%（来源：Global Energy Monitor）。2024年12月5日，瑞典北部博登市郊，Stegra公司正在建设欧洲50年来首个绿地钢厂。路透社/西蒙·约翰逊 摄电弧炉还能利用废钢炼钢，不仅减少三分之二排放，还能消除多种大气污染物。若使用可再生能源电力，排放甚至可降为零。但仅靠此途径无法满足全球每年近20亿吨的钢铁需求。

由全球企业先行者组成的"第一推动者联盟"正助力高排放工业领域构建脱碳技术市场需求，目前已有众多供应商加入。

过去一年，通过科学碳目标倡议(SBTi)设定减排目标的钢铁企业数量增加：33家设定了近期目标，其中10家设定了净零目标。但纽柯钢铁、日本制铁、安赛乐米塔尔等巨头尚未参与。

政府在推动绿色钢铁发展方面也需承担相应责任，包括协助企业获取充足且价格合理的清洁电力，并为采购方提供激励措施以支付更清洁钢铁所需的溢价。

目前有两种竞争性技术正竞相革新炼钢工艺以实现近零排放：其一是欧洲和澳大利亚钢铁企业推进的路线，即在直接还原铁（DRI）中使用绿色氢气，再通过电弧炉将铁转化为钢；其二是美国初创企业波士顿金属（马萨诸塞州）和Electra（科罗拉多州）首创的工艺，通过电力一步法将铁矿石直接转化为铁。

西班牙太阳能电池板景观。Hydnum钢铁公司正投资16.5亿欧元在西班牙建设年产能150万吨的工厂。路透社/Jose Miguel Cerezo

在这两种技术中，绿色氢路径更接近商业化，尤其在欧洲——为给脱碳中的欧洲工业创造公平竞争环境，碳边境调节机制（CBAM）将于明年生效。英国将于2027年实施CBAM。

在拥有大量相对廉价水电资源的瑞典，钢铁制造商SSAB与其Hybrit联盟合作伙伴经过九年研发，已在先锋工厂开始为汽车制造商生产清洁钢铁。该项目证实了氢气储存的可行性，并能将氢气生产的可变运营成本降低达40%。

其他公司紧随其后。Stegra（前身为H2绿色钢铁）正在瑞典北部建设工厂；而新成立的西班牙公司Hydnum Steel正投资16.5亿欧元，在西班牙南部建设一座年产150万吨的工厂，以利用其丰富的太阳能资源。Hydnum表示，其前七年的预期产量已基本锁定买家。

绿色氢能钢铁的发展不仅限于欧洲。在太阳能资源丰富的澳大利亚，政府近期宣布设立10亿澳元的绿色钢铁投资基金，矿业巨头Fortescue则投资5000万美元开发一座1500吨的试验工厂，计划年底前生产首批"绿色"钢铁，目标是到2030年向中国供应超1亿吨。阅读更多能源转型委员会主席阿代尔·特纳表示，欧盟碳边境调节机制也正影响印度和中国的实业家与政策制定者，他们认为提高本国碳定价比让碳税收入流向欧洲更合理。“我认为将出现重大转变”，他分析道。

“欧洲的公开政策…理想状态下我们不愿从中获得任何收入，因为我们希望各国都实施碳定价。”

2025年3月19日，欧盟委员会繁荣与工业战略执行副主席斯特凡·塞茹尔内在比利时布鲁塞尔就欧盟钢铁行动计划举行新闻发布会。路透社/伊夫·赫尔曼他建议，将部分税收收入用于支持低收入脆弱国家的气候融资，“这将是一个明确的信号，表明这不是关于提高关税，而是关于为我们的排放承担责任。同样重要的是要说明，这是我们为进口排放承担责任的唯一方式。”

今年早些时候，欧盟委员会公布了《钢铁与金属行动计划》，旨在通过制定公共采购标准来刺激脱碳投资，并为工业产品（首先从钢铁开始）开发碳强度标签。特纳建议，例如，欧洲和英国可以与中国和印度在世界贸易组织的支持下合作，就碳强度的定义达成一套标准。

欧盟委员会的计划还设想通过提高废钢的使用、改进分类和回收以及探索设定回收钢铁的目标（首先关注汽车行业）来减少排放。

英国是一个因能源成本高和国际市场产能过剩而导致初级钢铁制造失去竞争力的国家。其最后两家老化的工厂之一，位于威尔士的塔尔伯特港工厂，于2024年关闭，导致近3000个工作岗位流失。该工厂的所有者将投资建设电弧炉以回收废金属，但要到2027年才能投入使用。

英国气候变化委员会批评历届政府未能利用产品标准等杠杆为绿色钢铁投资创造需求信号，也未能解决工业能源成本高昂的问题。2025年2月12日，西班牙塞斯陶阿塞洛-米塔尔钢铁厂内起重机正在搬运回收金属。路透社/文森特·韦斯特随着英国政府就是否需要既能实现脱碳又能生产原钢的产业作出决策，英国钢铁公司斯肯索普工厂最后几座高炉正面临存亡危机。关于直接还原铁等技术在原钢生产中的可行性评估结果尚未公布。

绿色氢能直接还原铁技术在美国的处境更为艰难。特朗普新政府将煤炭列为关键矿产的政策，给联邦政府对绿色氢能中心的资金支持蒙上阴影——特别是拜登政府时期已批准的两个先锋绿色钢铁项目共计10亿美元的拨款。

据报道，这导致SSAB集团退出了在密西西比州南部采用Hybrit技术生产绿色钢铁的谈判，而美国钢铁制造商克利夫兰-克里夫斯公司正重新评估其俄亥俄工厂氢基直接还原铁计划。

但政治气候的变化似乎未影响波士顿金属和Electra的发展前景，这两家企业的电解工艺已从私人投资者处获得数千万美元融资。

Electra公司的技术将铁矿石溶解在酸性溶液中，从而去除杂质。随后电流通过溶液，纯铁会沉积在金属板上。该公司正在测试各种去除方案，以便将纯净铁送入电弧炉。

关键在于，该工艺可在低至60摄氏度的温度下运行，并能利用间歇性可再生能源。Electra首席执行官兼联合创始人桑迪普·尼杰万表示，酸性物质会被再生，过程中产生的水也会持续循环利用。

特朗普政府将煤炭列为关键矿产的举措，为美国绿色氢能中心的联邦资金未来蒙上了不确定性。路透社/利亚·米利斯该公司在完成1.86亿美元融资后，正筹备建设示范工厂。此轮融资吸引了新加坡政府投资公司淡马锡，以及包括美国纽柯公司在内的矿商和钢铁制造商参与。

该公司还刚刚获得科罗拉多能源办公室近800万美元的工业税收抵免支持，该州正积极推进其气候目标。

电解路径的一大优势是，它可以使用比高炉或氢基直接还原铁工艺当前所用更低品位的矿石。

尼杰万表示，无论钢铁市场走向如何，Electra的技术都不可或缺。“现有铁矿中要么是铁含量较低、目前（传统炼铁工艺）未使用的矿石，即便直接还原铁路径成为主流或解决方案的一部分，实际上只会增加这些可作为我们原料的矿石供应，这将成为一种环保可持续的解决方案。”

与此同时，波士顿金属公司（Boston Metal）的熔融氧化物电解技术已吸引超2.8亿美元投资。这项技术始于十多年前麻省理工学院的实验室，从2012年生产几克熔融金属起步，到今年已实现吨级量产规模。

该工艺通过在反应器中两个电极间通电，生产出高纯度液态铁。其突破性在于开发出能在1600摄氏度炼铁过程中不被消耗的电极。

2025年4月17日，英国林肯郡斯肯索普英国钢铁公司工厂的工人。Danny Lawson/Pool via REUTERS 波士顿金属计划建设工业示范装置，目标在2030年前实现商业化量产。

Electra和波士顿金属的技术均采用模块化工艺，可进行规模化扩展，且能耗不高于传统工艺。

“我们确实看到了价值链的重塑。但这场转型同时能促进本地制造业发展和创造就业，这是清洁能源转型的关键要素，“尼杰万表示。

波士顿金属首席执行官塔德乌·卡内罗对此表示：“过去钢厂要靠近煤矿，比如匹兹堡、谢菲尔德、杜塞尔多夫。（现在）如果想摆脱煤炭，就要转向电力充足的地方，“他补充道，“更理想的是’把电力送到铁矿产地’"。

这意味着钢铁生产可贴近需求市场，同时便于收集废钢进行二次冶炼。

该公司已在巴西部署技术，从锡渣中提取关键金属铌和钽，所得收入将用于支持计划中的熔铁示范项目。运营预计于五月下旬启动。

这两种金属广泛应用于电子行业，其中铌在炼钢中也至关重要。卡内罗表示，波士顿金属公司的工艺将使这些金属的生产碳足迹仅为传统采矿的10%。返还给锡矿商的收入将使其能够处理含有环境危害核素的其他废料。

据估算，钢铁行业脱碳可能需要耗费超过1万亿美元。卡内罗指出，要实现这一目标，政策支持必不可少。“但眼下关键是要证明存在一种可靠的解决方案。”

他预计该技术即使没有税收优惠也能与现行炼钢工艺竞争。“但碳税终将实施，“他表示，“如果已有清洁解决方案，为何要让其与污染技术具有同等价值？”

• 推荐主题：
• 工业脱碳
• 清洁能源
• ESG监管 本文观点仅代表作者个人立场。路透新闻秉持信托原则，致力于保持诚信、独立与无偏见，文中观点不代表路透社立场。作为路透专业板块旗下的《道德企业杂志》由汤森路透所有，独立于路透新闻运营。