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欧洲何时实现工业脱碳？

零碳知识局

2022-09-22

导读：氢气是许多工业环节中，化石燃料最有希望的替代品。

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氢气是许多工业环节中，化石燃料最有希望的替代品。

编译 | 魏然

来源 | 经济学人

瑞典钢材在世界上一向以坚硬而闻名。或许很快它又将会成为全球最环保的钢材。

在北极圈附近的一个小镇博登，一家名为H2GreenSteel（H2GS）的初创公司正在建设一座价值40亿欧元的新钢厂，这是近半个世纪以来欧洲的第一家新建钢铁厂工厂。它将不是由通常的煤炭或天然气提供动力，而是由该地区丰富的风电和水力发电制取绿色氢气（完全没有碳排放的氢气）提供动力。在建成投产之后，这家工厂将雇用多达1,800名员工，每年生产500万吨钢材。

工业脱碳：从不可能到可能

相比于人口稀少的瑞典北部地区，这个项目对于欧洲的重要性无疑要大得多。对于欧洲大陆的钢铁和其它基础材料（如水泥和化学品）生产商而言，意义非常深远。而这三大产业直接贡献了欧盟国内生产总值的1%左右。这些企业还会影响到上下游产业链，从汽车制造商到建筑商几乎无所不包。而根据经济学人智库的数据，这些企业占据了欧盟14%的国内生产总值。

在西方世界对俄罗斯进行制裁导致能源供给短缺的当下，欧洲能源独立的重要性凸显。该项目的成功不仅可以进一步推动欧洲能源独立，还可以极大地助力气候改善。因为这些基础材料工业的碳排放大约占到整个欧洲温室气体排放的五分之一。

比尔盖茨支持的风险投资基金Breakthrough Energy的Ann Mettler认为，这可能标志着欧洲重工业在后化石燃料时代的重生。

长期以来，重工业似乎都是无可救药的碳密集型行业。还原铁矿石以制造钢铁、加热石灰石以生产水泥，以及使用蒸汽将碳氢化合物裂解成化工产品都需要大量能量。最重要的是，所涉及的化学过程会释放出大量额外的二氧化碳。专家们认为，削减所有这些排放量要么在技术上不可行，要么过于昂贵。

经济和技术的发展终于开始看起来有利可图了。欧洲正在引入更严格的排放目标，碳价格正在上涨，消费者表现出更愿意为更环保的产品支付更多费用。几个欧洲国家已经制定了氢能战略，氢气是许多工业环节中，化石燃料最有希望的替代品。

德国正在启动氢中介网络公司（简称HINT.co），这是一个氢能和氢衍生产品的全球贸易中心。最重要的是，低碳技术终于成熟了。Material Economics的Per-Anders Enkvist表示，许多工业公司都需要对老化的设备及资产进行更新换代，而氢在技术和成本上的进步提供了“弯道超车”的可能性。

总而言之，这些事态发展使那些发誓要到2050年实现碳中和的欧洲工业企业（事实上也是大部分的工业企业），开始把钱放在嘴边。Material Economics已经在欧洲确定了70个产业升级项目，这些项目正在将工业脱碳的技术商业化，以减少基础材料行业的碳排放。几乎每周都会有一个新项目揭幕。智库能源转型委员会的阿代尔·特纳（Adair Turner）表示，脱碳行业已从不可能完成的任务转变为“可能完成的任务”。

抢夺工业减碳的先机

钢铁行业走得最远。位于博登的H2GS工厂巧妙地将成熟的技术大规模地结合在一起。该公司正在建造世界上最大的电解水项目之一来生产氢气。然后将气体泵入反应堆，在那里它为称为“直接还原”的过程提供动力：在高温下，它从铁矿石中吸收氧气，只产生水和海绵铁（这种材料，因其表面布满孔洞而得名），然后使用电弧炉精炼成钢，无需焦煤。

在博登以南半小时车程处，HYBRIT——钢铁制造商SSAB、电力公司Vattenfall和铁矿石生产商Lkab合资的一家企业——正在实验类似的流程。7月，德国钢铁公司Salzgitter的董事会批准了一个名为salcos的7.23亿欧元项目，该项目将在2033年之前将其传统的高炉换成直接还原工厂（初期将使用一部分天然气作为原料，直到工厂能够获得足够的氢气）。包括安赛乐米塔尔和蒂森克虏伯在内的其他欧洲大型钢铁生产商也有类似的计划。

水泥制造商正朝着同一个方向前进，尽管速度相对较慢。由于加热石灰石产生了该行业约60%的碳排放，并且缺乏类似“直接炼钢”这样的替代技术，因此该行业主要关注事后减排，即使用碳捕获和储存（CCS）。许多公司正在试验一种加热工艺，用纯氧代替空气，从而产生适合封存的二氧化碳。也有些企业正试图使用电力而不是化石燃料来加热石灰石。最雄心勃勃的计划是开发出新的低碳水泥。

世界第四大水泥制造商海德堡水泥公司已经在欧洲启动了六个低碳项目。其中包括位于挪威布雷维克市的CCS设施和位于瑞典哥特兰岛的世界上第一个碳中和水泥厂。爱尔兰初创公司Ecocem正在生产使用较少熟料的水泥，熟料是从加热的石灰石中提取的中间材料，因此碳排放量更少。一些公司正试图从被拆除建筑物的旧混凝土中回收水泥。

化工行业可能面临着最大的挑战。虽然原则上用电力代替天然气为蒸汽裂解装置供电很简单，但鉴于低碳电力供应有限，在实践中并没有理论上的那么容易。此外，化学品业务的原材料就是碳氢化合物，其30,000多种最终产品中的许多产品都来自碳氢化合物。

即便如此，行业也没有放弃。化工巨头巴斯夫正与两家竞争对手Sabic和Linde合作，为其位于路德维希港、一个几乎有城镇规模大的工厂开发一种电加热蒸汽裂解装置。它希望在安特卫普建立工厂，该地区去年排放了380万吨二氧化碳，计划到2030年实现净零排放。

为了实现这一目标，巴斯夫最近购买了荷兰海岸风电场的一部分电力，为其提供无碳排放的电力。与水泥同行一样，该公司也在认真考虑二氧化碳的回收利用，特别是一种称为热解的过程，其中塑料废物在没有氧气的情况下燃烧并分解成碳氢化合物成分。其他公司正在构思不同类型的绿色原料。Afyrem是一家法国初创公司，正在从生物质中提取碳氢化合物。

几十个试点项目——即使是拥有成熟技术的大型项目——也不算是绿色转型。困难的部分是扩大它们的规模。必要的基础设施要么正在进行中（无碳排放的电力），要么几乎不存在（氢气生产和分配）。

成本也仍然很高：绿色钢厂的建造成本仍然是传统钢厂的两到三倍。吸引工人可能很困难，尤其是到像博登这样偏远的可再生能源丰富的地方。其他国家的竞争对手也没有停滞不前；尤其是几家印度大型企业集团正在大力押注绿色氢。智库Agora Energiewende的弗兰克·彼得警告说，如果欧洲要保持领先地位，就需要加快步伐。

所有这些都是真正的障碍。但也不一定是不可逾越的。要充分理解这一点，需要再次回看H2GS。它已说服汽车制造商宝马和两家白色家电制造商伊莱克斯（Electrolux）和德国美诺（Miele)）等公司签署了150万吨绿色钢材的合同。该订单簿可作为银行的抵押品，为该项目的三分之二提供资金（其余投资来自投资者的股权投资，包括风险投资公司和斯堪尼亚和梅赛德斯—奔驰等工业巨头）。

同时，为了吸引数百名技术工人及其家人到偏远的博登，它将帮助他们找到合适的住房，甚至有可能会把工人聚集的区域打造成一个时髦的度假胜地。

为了确保氢气供给的稳定性，H2GS与西班牙能源公司Iberdrola合作，在西欧建立了一家大型工厂来生产氢气，在保证自身氢气供给的同时，还可以将部分氢气供应给其他工业用户。

H2GS的想法是，如果能早日建立自己的钢铁和氢平台，它可以在其他地方领先于竞争对手锁定重要优势。其中包括制定标准和抢占潜在利润丰厚的业务，例如控制制氢和炼钢设备的软件。欧洲要成为绿色工业超级大国，其政府和工业巨头将需要表现出类似的独创性和雄心。

【声明】内容源于网络

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