钢铁行业减排门槛有多高？

2023-07-16

日本経済新聞

原文 #日本経済新聞的其它文章 ➲

日本制铁（简称日铁）和JFE钢铁等日本大型钢铁企业已转向去碳化。日本环境省的数据显示，2020年度日本国内排放的工业部门二氧化碳的约占4成来自钢铁业。要推进从根本上重新审视拥有100多年历史的高炉生产法这一去碳化战略，还需要超越钢铁行业这一框架的措施。

电炉有极限

日铁5月表示，正式开始讨论在九州制铁所八幡地区(北九州市)和濑户内制铁所广畑地区(兵库县姬路市)设置电炉。力争在2030年之前建设。JFE钢铁早在去年就提出了将西日本制铁所仓敷地区(冈山县仓敷市)2027～2030年迎来翻修期的高炉转换为电炉这一方针。

钢铁的制造方法大致可分为以铁矿石为原料的高炉和以铁废料为原料的电炉。高炉利用以碳(煤)去除(还原)铁矿石中的氧的原理来制造铁。氧气与碳结合生成二氧化碳。由于产量很大，所以背负着排放量膨胀的宿命。

氢气炼铁的门槛很高(试验高炉、新能源产业技术综合开发机构提供图片)

日本两家钢铁企业之所以相继加紧引进电炉，是因为制造阶段排出的二氧化碳量可以控制在高炉的4分之1左右。但是，并非只要把高炉全部换成电炉，钢铁业的去碳化就一蹴而就这么简单。

如果仅仅依靠电炉来制造钢铁，作为原料使用的铁废料将在全世界出现短缺。铁废料是回收以高炉制造的产品，加以再利用。钢铁产品将作为汽车和建筑物而积累起来，但仅凭这些无法满足新兴国家的增长需求。

如何在减少二氧化碳排放的同时确保原料供应？一种方法是利用通过天然气去除(还原)铁矿石中的氧的“还原铁”。JFE钢铁计划在2025～2026年开始生产还原铁。还原铁将在天然气资源丰富的阿拉伯联合酋长国(UAE)制造，然后进口到日本。该国还具有便于将制造时产生的二氧化碳埋藏在油田的优势。

但还有其他课题。以目前的技术，制造还原铁只能使用高品位的铁矿石，其比例只占到全球产量的小部分。需要开发能够使用低品位铁矿石的技术。

电炉将消耗大量电力。与美国等国相比的电费的差距直接关系到电炉的国际竞争力。日本的高炉通过回收和利用制造过程中产生的气体与热量，实现了世界上最高的能源效率。JFE钢铁的经营企划部主任部员鹿子岛毅表示，从高炉向电炉的转换“意味着将破坏到目前为止建成的高效系统”。在改变日本电力结构的同时，如何高效运转电炉？需要重新构建系统。

氢气炼铁必须降低成本

日铁和JFE钢铁都计划保留高炉。启动的技术开发是利用氢代替煤炭的“氢气(还原)炼铁”,门槛非常高。如果使用氢气，会发生夺走热量的“吸热反应”(如果是碳，则是发热反应)，导致高炉内的温度下降。目前正在通过新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的试验高炉进行研究。

铁必须处于熔化状态才能送到下一道工序。日本制铁常务执行董事折桥英治表示“如何提供加热能源是一大课题”。当然，确保使用氢气的安全性是大前提。

如果不能确保氢气，氢气炼铁就无法进行。而且需要成本低的氢。日本政府希望到2030年将成本降至每立方米30日元，到2050年降至20日元以下。据悉，从大型钢铁企业来看，需要8日元左右的价格才能与现行制法的成本不相上下。

以去碳化制造的钢铁产品和传统产品在质量和功能上并没有差异。要普及利用去碳化制造的“绿色钢铁”，能否让汽车厂商等需求方认可附加值将成为关键。

最后，全球钢铁企业也必须保持步调一致，才能在不损害竞争力的情况下实现去碳化，否则将出现混乱。尤其是占产量过半的中国的影响巨大。让诚实人不吃亏的国际合作不可或缺。

日本经济新闻（中文版：日经中文网）编辑委员　志田富雄

文章版权归原作者所有。