欧洲掀起绿色无缝钢管步履，绿氢绿电存在庞大缺口

　无缝钢管行业是碳排放密集水平高、难脱碳的行业之一，2020年无缝钢管行业碳排放量占全球总量的7.2%。按照世界无缝钢管协会数据，平均每出产1吨钢排放1.851吨二氧化碳。欧盟无缝钢管行业温室气体年排放量（直接和间接排放）达到2.21亿吨，占欧盟总排放量的5.7%，约等于法国整个国度的年排放量。在欧盟碳买卖系统（EU-ETS）中，前五年夜工业排放源都属于无缝钢管行业。今朝，欧洲无缝钢管行业正走在大志勃勃的脱碳道路上，即到2030年将碳排放量比1990年的程度削减55%，并到2050年（比拟1990年）可以达到80%~95%的减排功效。为此，欧洲的无缝钢管行业掀起了一场绿色无缝钢管步履。欧洲无缝钢管联盟已经拟定了一套明白的路径方案，确保欧洲可以或许继续走在合适《巴黎天气协定》要求的轨道上，同时也使欧洲无缝钢管顺应洁净、低碳的将来。与此同时，包罗汽车制造商在内的越来越多的客户，此刻也呼吁无缝钢管供给商将来以天气中和的体例进行出产，并要贯串价值链的所有阶段。01 洁净氢是无缝钢管行业脱碳具前景的解决方案根本炼铁过程中会利用到三种还原剂：碳、氢和电。是以，任何洁净出产工艺的方针都是从碳转向氢气和/或电力。按照落基山研究所的新陈述，在洁净效率和手艺成熟度的综合考虑下，氢冶金，尤其是洁净氢冶金，是具前景的无缝钢管行业脱碳解决方案之一。氢气炼钢是以氢取代碳作为还原剂，从而降低碳还原的碳排放，针对的是无缝钢管出产流程中的炼铁工艺，即长流程中的高炉炼铁和短流程中的直接还原炼铁环节，全数采用废钢的短流程因为打消了炼铁环节，不涉及氢冶金。对于长流程，除了消弭还原反映的碳排放，还可以省去无缝钢管焦化环节发生的碳排放。氢在冶炼中的应用体例一般有三种，即高炉富氢冶炼（H2-BF）、氢直接还原铁（H2-DRI）和氢熔融还原铁（H2-SRI）。高炉富氢冶炼是指将氢气与现有还原剂夹杂后，在冶炼过程中所发生的还原反映。该方式可以削减还原反映的碳排放，却不克不及实现零碳，不外仍可被视为一种渐进式的减碳方案。在，宝武无缝钢管正在新疆进行高炉富氢冶炼试点项目，与碳轮回等其他减碳手艺配合感化，其方针是实现30%以上的碳减排。氢直接还原铁是指经由过程氢基还原反映直接还原固体铁矿石，该路径有潜力实现几乎完全脱碳。今朝，浩繁无缝钢管企业已经起头进行此类手艺的试点项目。无缝钢管集团正在与意年夜利特诺恩（Tenova）公司合作扶植一座氢能直接还原铁工场。SSAB已经向沃尔沃交付了首批氢基无化石能源钢。而安赛乐米塔尔在德国汉堡建造了一座氢直接还原铁绿色示范钢厂。氢熔融还原铁是指将熔融还原与氢还原相连系，以此来削减焦化和铁矿石烧结前的处置步调。建龙无缝钢管的氢熔融还原冶炼项目已在内蒙古成功投产。为了实现纯氢离子熔融还原铁的终方针，建龙集团在合金钢管基熔融还原铁的工艺中混入了氢气。按照落基山研究所的新陈述，在洁净效率和手艺成熟度的综合考虑下，氢冶金，尤其是洁净氢冶金，是无缝钢管行业完全脱碳的关头、有前途的解决方案之一。在可行任务伙伴关系（Mission Possible Partnership）的天气一致脾气景下， 到2050年，全球无缝钢管行业的氢需求将达到3500-5500万吨。02 欧洲无缝钢管厂的绿色步履欧洲无缝钢管企业纷纷起头拟定各自的碳中和方针并着手研制绿色无缝钢管。具代表性的是SSAB(瑞典无缝钢管集团），其提出“到2045年实现无化石燃料冶金、2026年投放无化石燃料无缝钢管产物”的总体方针。2016年，SSAB与瑞典电力企业Vattenfall公司、瑞典LKAB矿业公司就氢基直接还原铁项目HYBRIT进行合作，其工艺旨在用氢气和可再生电力代替传统上用于矿石制钢的合金管。与此同时，HYBRIT 正在摸索出产用于直接还原铁工场的铁矿石球团的替代方式。该工艺今朝利用化石燃料，但 HYBRIT 已测验考试利用造纸发生的生物油副产物，并打算测试以氢为根本的加热来制造颗粒。该工场在2021年向沃尔沃完成了初次贸易交付，其绿钢产物将于本年三季度用于沃尔沃卡车的出产，而沃尔沃也暗示力争在2026年成为家年夜规模利用绿色无缝钢管出产汽车的公司。在绿色无缝钢管需求的不竭增添和减排压力持续加年夜的驱动下，欧洲的无缝钢管巨子们在绿色无缝钢管范畴不竭加注，仅在近一个月内就年夜动作几次。6月22日，无缝钢管巨子安赛乐米塔尔和能源公司 RWE签订了一份谅解备忘录，将配合开辟、扶植和运营海优势电场和氢举措措施，这些举措措施将供给出产低排放无缝钢管所需的可再生能源和绿色氢。该合作的重点是鞭策碳中和钢的出产，并打算用风能和绿色氢替代无缝钢管，作为安赛乐米塔尔无缝钢管出产的首要能源。6月30日，数个跨行业公司构成了一个名为“GravitHy”的财团，该财团将打算投资22亿欧元运行一项绿钢新打算。该打算将涉及安装约 650 兆瓦的电解槽容量，这将是欧洲年夜的电解槽之一，届时将每年出产 110,000 吨氢气，用于出产用于绿色无缝钢管束造的氢衍生直接还原铁 (DRI)，并将在法国南部建造一座200万吨/年的直接还原铁工场。7月11日，德国无缝钢管巨子蒂森克虏伯与英国石油公司(BP)签订谅解备忘录，以期实现无缝钢管出产所用的低碳氢以及可再生能源的持久供给。蒂森克虏伯打算经由过程用低碳氢还原铁矿石的直接还原工场代替燃合金钢管高炉，以加速其脱碳历程。7月13日，德国无缝钢管出产商萨尔茨吉特核准了SALCOS ?项目（Salzgitter低碳炼钢）阶段开辟所需的7.23 亿欧元资金，这是迄今为止对绿色无缝钢管的年夜投资，新的绿氢炼钢举措措施将每年出产 190 万吨绿色钢材，助力萨尔茨吉特2033 年末前实现其营业脱碳的方针。欧洲无缝钢管协会总干事AxelEggert6月1日在一个洁净无缝钢管合作收集钻研会上暗示，欧洲无缝钢管行业将来十年实施的60个脱碳项目，将使该行业的直接和间接二氧化碳排放量削减三分之一，即8150万吨。这些项目标本钱支出约310亿欧元，基于氢气和绿色电力价钱的不确定性，项目运营成本估量高达550亿欧元。一吨绿色钢材的价钱初可能比同类传统高炉路线产物高35%-100%，但跟着时候的推移，估计绿色钢材将越来越具有竞争力。03 绿钢出产将带来年夜量可再生能源缺口氢气炼钢的减排潜力确实很年夜，但要实现真正的绿钢出产，需要确保经由过程可再生能源出产绿色氢气，此外氢还原铁吸热反映所需要的热量也需经由过程可再生能源来供给。若是氢气炼钢只着眼于单一环节，那也不外是拆东墙补西墙，反而有违氢气炼钢的初志。而这将年夜年夜提高可再生能源的需求，为可再生能源的供给带来极年夜挑战。按照欧洲氢能商业协会的新陈述《太阳能无缝钢管：绿色无缝钢管束造的手艺经济评估》，仅仅革新一家年产400万吨粗钢产量的无缝钢管厂（欧盟平均程度），将需要1.2-1.3GW的可再生能源驱动的电解器满负荷运行，以发生足够的绿色氢气来从铁矿石中提取铁。若是利用可变的可再生能源电力，而且电解槽不克不及在恒定的满负荷下运行，那么挑战就更年夜了。当完全利用太阳能光伏发电来制氢时， 所需的电解功率将增加到4.5-5.0 GW摆布，这将使平均产能的单个工场所需的本钱支出从33亿欧元增添到近70亿欧元。陈述同时暗示，欧盟所有已安装的BF-BOF工场的总量约为每年1.03亿吨热金属，将所有这些工场转为以氢为根本的DRI/EAF[直接还原铁/电弧炉]可能每年节流多达1.96亿吨的温室气体排放，但为了做到这一点， 需要多达530吨的可再生氢和多达370TWh的额外可再生发电量（包罗EAF电力耗损）。按照Recharge的计较，在北欧（欧洲年夜陆年夜大都BOF-BF钢厂地点地）太阳能发电的平均容量系数为12%，出产370TWh需要跨越350GW的光伏板。欧洲风机的平均容量系数为26%（包罗陆上和海上），出产370TWh的风能则将需要跨越160GW的风力涡轮机。国际可再生能源机构的数据显示，截至2021年末，欧盟有187.5GW的风力发电和160.3GW的太阳能发电装配安装容量。是以，无缝钢管行业的脱碳将带来可再生能源的庞大缺口。按照欧洲风能协会 WindEurope和无缝钢管协会Eurofer发布的估量，用于绿色无缝钢管束造的氢气出产可能会吞噬欧盟 REPowerEU 一揽子打算中增添的风电产能方针的一半以上。从焦炭炼钢到氢能炼钢，概况上只是还原方式的分歧，但要实现降低碳排放的方针，需要整个流程系统性的规划和配套财产链的成长，做到绿色制氢、绿色用氢。氢能炼钢需要冲破一些实际挑战，才能实现年夜规模应用。这意味着除了无缝钢管行业自己，整个价值链模式也需要显著的转型。