当今钢铁工业对地球气候的影响之大怎样强调都不为过。直接排放的二氧化碳约占全球排放量的 7%。将氧化铁转化为铁的化学过程是在使用煤炭的高炉中完成的,这也是钢铁产生大量碳排放的主要原因。但在2016年,三家瑞典公司钢铁制造商SSAB、矿业公司LKAB 和电力公司 Vattenfall 站出来说还有另一种方法,随即提出Hybrit 项目,这是一项利用绿色氢气实现瑞典钢铁行业脱碳的计划。此后,该技术在 SSAB 位于吕勒奥的一家试点工厂进行了测试。
矿业公司 LKAB 为绿色转型 "踩刹车
最近瑞典媒体报道称,“LKAB 已经为无化石转型踩下了刹车”。LKAB一些雄心勃勃的计划被推迟。LKAB 是一家国有矿业公司,在瑞典的诺博滕(Norbotten)省经营着三座铁矿,其中两座位于基律纳(Kiruna),一座位于盖利瓦尔(Gällivare)。SSAB 在瑞典的两个地方(吕勒奥和奥克斯勒松德)和芬兰的一个地方经营着高炉,这种以煤炭为原料的工艺造成了钢铁的高排放量。SSAB 公司是瑞典唯一的钢铁生产商,它仅使用了该国铁矿石的一小部分,其中大部分用于出口。
新的绿色炼钢工艺包括两个主要步骤。第一步,使用氢气将铁矿石球团转化为所谓的海绵铁。这种工艺也被称为直接还原铁或 DRI。其创新之处在于无需使用任何化石燃料或碳。(DRI 本身并不是一项新技术,但现有的 DRI 工厂使用化石气体而不是氢气)。第二步,海绵铁在电弧炉中熔化。电弧炉是钢铁行业的一项成熟技术。除了使用以 DRI 为基础的海绵铁外,电弧炉还常用于处理回收废钢。
为进一步制定脱碳计划,SSAB 和 LKAB 同意由两家公司分担这两个步骤。LKAB 将在其位于 Gällivare 的矿场生产氢气并将铁矿石球团转化为海绵铁。SSAB 将建造电弧炉和下游工序,将海绵铁转化为各种钢铁产品。SSAB 公司已经开始在奥克斯隆德建造一座电弧炉,今年早些时候,该公司宣布将继续在吕勒奥投资建造两座电弧炉。
这项计划不仅涉及瑞典钢铁行业向绿色工艺的转变,还改变了 LKAB 的角色,它将工艺链的一个重要部分转移到了矿业公司。2022 年,LKAB 宣布了更加雄心勃勃的计划。 LKAB 表示,它希望迅速建立更多的 DRI 工厂,规模将达到 2440 万吨,而不仅仅是加工来自 Gällivare 矿山的铁矿石。这意味着 LKAB 将把大部分或全部铁矿石加工成海绵铁。
LKAB 的计划将使瑞典的耗电量增加 50%
从根本上说,LKAB 现在的计划不仅是要使瑞典的钢铁工业去碳化,而且还要间接地使其他国家的钢铁工业去碳化。这项新计划一旦完全实现,耗电量将达到 70TWh。这将使瑞典的总耗电量增加 50% 以上。当时,LKAB:“这将使全球钢铁行业客户的二氧化碳排放量减少,几乎相当于瑞典目前全部的温室气体排放量”。
当瑞典报纸报道 LKAB 正在为其转型 “踩刹车 ”时,指的就是这些更为广泛的计划。LKAB,“基律纳无化石海绵铁的生产将提前到 2040 年代”。基律纳是 LKAB 大型矿山的所在地。“在盖利瓦雷,hybrit技术和海绵铁示范工厂的工作正在按计划进行"。
如果 LKAB 在 Gällivare 的计划得以实施,那么 LKAB 仍将生产足够的海绵铁来实现瑞典钢铁行业的脱碳。目前,LKAB 正在为位于 Gällivare 的第一家工厂申请许可。第二家工厂计划于 2030 年左右建成。第一家工厂的许可时间似乎比 LKAB 预期的要长。该公司今年早些时候提到 “瑞典的转型仍然受到耗时且不可预见的许可程序的阻碍"。LKAB 的项目合作伙伴 SSAB 表示,他们的计划不受新情况的影响。
LKAB 将重点放在稀土金属上
LKAB 推迟开采计划的部分原因是,该公司希望集中精力开采其他金属。LKAB 计划将开采范围扩大到铁矿石和稀土金属矿床。稀土金属被广泛应用于高科技领域。由于稀土金属可用于风力涡轮机和电动汽车,因此也是能源转型的重要资源。
LKAB矿业公司在确保充足的电力供应方面也面临挑战。据媒体报道,LKAB 和 Vattenfall 在电力承购协议上难以达成一致。瑞典的诺博滕省因水电价格低廉而电价极低,这也是瑞典许多高耗能绿色工业化项目落户该省的主要原因。
但如果大规模增加用电量,这些老旧的水电站就无法提供足够的能源。Vattenfall 公司表示,通过风能大幅扩大绿色电力生产将付出更高的代价。
LKAB 和 SSAB 并不是唯一计划在瑞典北部使用廉价电力的清洁技术项目。其他项目还希望生产绿色肥料、电动汽车电池或绿色甲醇。此外,Hybrit 也不是该地区唯一的绿色钢铁项目。
Stegra 公司(前身为 H2 绿色钢铁公司)正在离吕勒奥不远的博登市建造一座绿色钢铁厂。Stegra 公司是由创建电池公司 Northvolt 的投资者创建的。
虽然 Stegra 采用的工艺略有不同,但其计划与 LKAB 和 SSAB 的计划非常相似:在 DRI 工厂使用绿色氢气制造海绵铁,并在电弧炉中炼钢。与 Hybrit 不同的是,在 Stegra 的工厂,两个主要工艺步骤都由同一家公司在同一地点完成。
由于 Stegra 并不依赖于 LKAB 的海绵铁,因此不会受到延迟的影响。如果说 LKAB 不生产那么多海绵铁对 Stegra 有利的话,因为 LKAB 可能更愿意向他们出售铁矿石。
Stegra 在为其业务采购铁矿石方面面临一些挑战。据 2023 年的媒体报道,LKAB 不愿意向 Stegra 出售铁矿石,一些人认为这表明这家国有矿业公司会偏袒其合作伙伴 SSAB 而不是其他钢铁公司。LKAB 提出的理由是 Malmbanan 铁路线的运力限制。
与此同时,Stegra 还宣布与力拓合作购买铁矿石球团,并与另一家瑞典钢铁矿业公司 Kaunis Iron 合作。
Stegra 的发言人 Karin Hallstan 写道,LKAB 计划的改变对他们没有直接影响。“我们将继续与他们和瑞典其他企业就铁矿石供应问题进行对话"。
最初,Stegra 曾宣布将于 2024 年开始生产。最近,该公司宣布将于 2026 年开始生产。虽然这表明最初的时间表过于乐观,但对于如此规模的项目来说,这样的延迟似乎并不罕见。
绿色钢铁项目在瑞典面临阻力
虽然瑞典的绿色钢铁项目在国际上受到广泛欢迎,许多气候界人士也认为这些项目是钢铁行业多年前就应该开展的工作,但在瑞典国内,这些项目却面临着相当多的批评。一个名为斯堪的纳维亚政策研究所(Skandinaviska Policyinstitutet)的组织发布了多份批评绿色钢铁项目的报告,受到了媒体的广泛关注。
这些报告中的一些说法似乎令人吃惊。第一份报告的核心观点是,传统矿业公司仍将重点放在高炉工艺上: “四大国际矿业公司认为,从长远来看,传统工艺仍将适用。他们认为,现有的无化石替代品没有显著的减排潜力。相反,世界四大矿业公司正集中精力试图使传统工艺成为无化石工艺"。
其中至少有一家大型矿业公司绝对不符合这一描述。世界第四大钢铁矿业公司--澳大利亚的 Fortescue 公司及其董事长安德鲁-福雷斯特(Andrew Forrest)一直公开表示支持氢基炼钢。
矿业公司可能会使传统工艺成为无化石工艺的隐含说法似乎也值得怀疑。高炉大幅减排的选择很有限。使用木炭会带来相当大的森林砍伐风险和上游排放。在高炉中进行碳捕集与封存(CCS)被认为极具挑战性,没有一家钢铁公司在这条道路上进行大量投资。
Stegra 批评家被指控散布虚假信息
经济学教授马格努斯-亨雷克森(Magnus Henrekson)是这些报道的协调人,他对在博登建造绿色钢铁厂的公司 Stegra 的批评尤为激烈。Henrekson 最近在为《Dagens Nyheter》报撰写的一篇评论文章中声称,Stegra 计划使用化石气体而不是氢气。
Stegra 的批评家 Henrekson 后来向《Dagens Industrie》承认,这一说法是个错误。对于 Stegra 来说,使用化石天然气是否可行还是个问题。瑞典只有一个有限的天然气网,而博登距离任何现有的天然气基础设施都很远。
SSAB 的计划最近也遭到了批评。北欧联合银行(Nordea)的分析师 Anders Åkerblom 对 SSAB 在 Lulea 的投资提出了质疑。不过,DNB 银行的分析师 Johannes Grunselius 则更赞成 SSAB 的投资: “我们认为这一大胆的战略举措是合理的。
我曾问 Anders Åkerblom 他认为 SSAB 应该怎么做,但他没有回答。由于欧盟排放交易体系即将发生变化,在欧盟范围内运营高炉等高排放工艺将变得越来越具有挑战性,成本也将越来越高。
争议的部分根源在于瑞典不同地区的工业在获取廉价电力方面存在冲突。瑞典有多个电力竞标区,北部价格低,南部价格高。上述斯堪的纳维亚政策研究所是由瑞典南部的一个行业协会(Handelskammaren)成立的。
“Stegra 的评论家 Magnus Henrekson 在给我的电子邮件中写道:"这些项目要求非常高,如果实施,将对整个国家的其他工业部门产生负面影响。
虽然瑞典的绿色钢铁项目面临着延期和逆风,但看起来转型并没有停止。LKAB、SSAB 和 Stegra 似乎都致力于在未来几年内生产大量氢基绿色钢材。然而,LKAB 雄心勃勃的减排计划,不仅在瑞典,而且在所有使用 LKAB 钢材的地方,目前都被搁置了。
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