歐洲鋼企:豪擲千億歐 猛攻碳中和

目前,歐洲的主要鋼廠(chǎng)均確定了在2050年前實(shí)現碳中和的目標。SSAB(瑞典鋼鐵集團)提出“到2045年實(shí)現無(wú)化石燃料冶金、2026年投放無(wú)化石燃料鋼鐵產(chǎn)品”的總體目標;Liberty Group(利百得鋼鐵集團)更為超前,提出到2030年實(shí)現碳中和的目標。不過(guò),盡管目標宏偉,但歐洲鋼鐵行業(yè)普遍認為,實(shí)現碳中和需要巨大的投資,預計成本將較當前水平提高35%~100%。據初步預算,為實(shí)現這些目標,歐洲鋼鐵行業(yè)將投入上千億歐元資金。

歐洲鋼企斥巨資減少碳排放

鋼鐵行業(yè)投資情況

安賽樂(lè )米塔爾(下稱(chēng)“安米”)估計,要實(shí)現2050年的目標,其“智能碳使用”路線(xiàn)的碳中和成本為150億歐元~250億歐元,起步階段使用CCS(碳捕集與封存)技術(shù),并最終過(guò)渡到氫氣直接還原技術(shù)。同時(shí),安米還需要投資150億歐元~300億歐元建設清潔能源基礎設施。迄今為止,安米已在碳中和技術(shù)研發(fā)方面投資了約3億歐元。歐洲投資銀行已向安米提供了7500萬(wàn)歐元的貸款,支持其開(kāi)展兩個(gè)具有開(kāi)創(chuàng )性的碳減排項目——Steelanol(鋼鐵醇)項目和Torero(托雷羅)項目。這兩個(gè)項目總投資額為2.15億歐元,主要通過(guò)將廢棄物轉化為有價(jià)值的新產(chǎn)品以減少碳排放。其中,Steelanol項目總投資額為1.65億歐元,旨在有效捕獲高爐中的廢氣并利用生物技術(shù)將其轉化為可再生的生物乙醇,生物乙醇在混合后可被用作液體燃料。

蒂森克虜伯預計其實(shí)現氣候目標的投資總額在100億歐元左右,其中德國聯(lián)邦政府資助7500萬(wàn)歐元。蒂森克虜伯認為,將生產(chǎn)轉變?yōu)闅夂蛑辛⒌臎Q定不是由經(jīng)濟邏輯決定的,而是由氣候邏輯決定的。

SSAB計劃在2026年向市場(chǎng)提供第一批無(wú)化石燃料鋼鐵產(chǎn)品,并計劃與其合作伙伴L(cháng)KAB(瑞典基律納鐵礦公司)、Vattenfall(瑞典大瀑布電力公司)共同進(jìn)行大規模投資,并積極尋求公共資金支持。其HYBRIT(突破性氫能煉鐵技術(shù))試驗項目和氫基項目工廠(chǎng)的成本為1.8億美元~2.4億美元。

目前,塔塔鋼鐵已經(jīng)公布了耗資3億歐元的“路線(xiàn)圖+”環(huán)境改善計劃。Dillinger(德國迪林格鋼鐵集團,在中厚板和耐磨鋼板方面)的法國子公司近期獲得法國政府180萬(wàn)歐元的國家補貼,將用于加快其脫碳步伐。

如果歐洲鋼鐵行業(yè)通過(guò)碳捕集與封存技術(shù)實(shí)現碳中和,估計每年需要運輸和封存1.5億噸~2億噸的二氧化碳,需要1000億歐元~1500億歐元投資于清潔能源基礎設施;如果歐洲鋼鐵工業(yè)全部使用生物能源、消化2億噸~2.5億噸的生物質(zhì)廢棄物、消化30%的廢棄塑料,則整個(gè)歐洲鋼鐵工業(yè)在生物能源轉化的投資估計為500億歐元~700億歐元。

氫產(chǎn)業(yè)鏈投資情況

除了鋼鐵自身技術(shù)突破的投資外,綠色電力和氫氣的規模和成本可能需要數十年才能真正在鋼鐵行業(yè)體現實(shí)用價(jià)值,并且需要投資4500億歐元~7000億歐元用于清潔電力能源基礎設施建設,從而滿(mǎn)足歐洲鋼鐵行業(yè)的“綠氫”需求。

IHS Markit(埃信華邁數據咨詢(xún)公司)判斷,到2023年,全球每年在“綠氫”能源方面的投資預計將超過(guò)10億美元,并且呈加速趨勢。2020年~2030年,預測歐洲5個(gè)主要國家(法國、德國、意大利、葡萄牙和西班牙)將投資440億美元于“綠氫”和“藍氫”項目。

巴克萊銀行估計,在未來(lái)30年中,僅“綠氫”和“藍氫”領(lǐng)域生產(chǎn)設備的全球投資就可能達5000億美元,包括分銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )在內的基礎設施方面的額外投資則可能再增加一倍,達到1萬(wàn)億美元。

歐共體在其發(fā)布的氫路線(xiàn)圖中預計,到2050年,歐洲對可再生氫的累計投資可能高達1800億歐元~4700億歐元,而低碳化石燃料方面的投資則在30億歐元~180億歐元。

歐盟將在未來(lái)兩年內招標裝機容量為15吉瓦的可再生能源項目,預計投資250億歐元。由歐洲投資銀行管理的一個(gè)100億歐元的基金也將為可再生能源和“綠氫”項目提供貸款。

碳中和目標下鋼鐵生產(chǎn)的成本競爭力評估

“綠色氫基DRI-電爐”是實(shí)現碳中和目標的終極技術(shù)路線(xiàn),這已成為歐洲鋼鐵行業(yè)的普遍共識。同時(shí),在此過(guò)程中要結合“智能碳使用”技術(shù)路線(xiàn)?!熬G氫”的成本、兩條技術(shù)路線(xiàn)的投資成本將推高碳中和鋼鐵產(chǎn)品的制造成本。歐盟鋼鐵行業(yè)實(shí)現工藝路線(xiàn)轉型后,預計每年將產(chǎn)生200億歐元以上的額外生產(chǎn)成本(即使采用現有最佳技術(shù)升級現有工廠(chǎng))。

預計到2025年“綠氫”成本將進(jìn)一步下降40%

歐盟目前“灰氫”(化石燃料基)的生產(chǎn)成本最便宜為1.5歐元/千克;“藍氫”為2歐元/千克;“綠氫”則高達5.5歐元/千克(最低的估計值為2.5歐元/千克)?!盎覛洹鄙a(chǎn)成本在很大程度上取決于天然氣價(jià)格。

2015年以來(lái),歐盟“綠氫”生產(chǎn)成本已下降了40%,預計到2025年將進(jìn)一步下降40%??稍偕茉闯杀镜臏p少占“綠氫”成本減少的2/3,另外1/3來(lái)自電解設備成本的減少。

基于成本的變化與碳稅(約為60歐元/噸)情況,判定“藍氫”(低碳氫)生產(chǎn)成本可與化石燃料“競爭”。由于“綠氫”的成本正在迅速下降,若2030年“綠氫”成本降至1.64歐元/千克以下,則將形成較強的競爭能力。

在氫氣傳輸環(huán)節,以管網(wǎng)方式傳輸氫氣的成本低于以電力方式傳輸氫氣。氫氣每傳輸1千瓦/100公里,以電力方式的投資成本為230歐元,而以管網(wǎng)方式的投資成本僅為9歐元~11歐元。

預計氫基冶金生產(chǎn)成本將大幅增加

氫基冶金的經(jīng)濟可行性在很大程度上取決于電價(jià)和二氧化碳價(jià)格,以及工藝路線(xiàn)轉型所需的投資成本。到2050年,估計鋼鐵生產(chǎn)的年總成本(包括資本和運營(yíng)支出)在800億歐元~1200億歐元。SSAB認為氫基冶金的運營(yíng)成本將比目前的煤基冶金增長(cháng)20%~30%,而奧鋼聯(lián)則認為可能會(huì )增長(cháng)80%。

以氫為基礎的直接還原工藝,每噸鋼水需要消耗3.48兆瓦時(shí)的電能,主要用于電解制氫。根據電力和二氧化碳價(jià)格以及使用的廢鋼量,估計噸鋼生產(chǎn)成本在361歐元~640歐元。如果電價(jià)在40歐元/兆瓦時(shí)左右,二氧化碳價(jià)格為34歐元/噸~68歐元/噸,氫基冶金則有可能具備與煤基冶金相當的成本競爭力。

歐盟鋼鐵生產(chǎn)商不僅面臨歐盟碳排放交易機制的合規成本(2020年8月二氧化碳價(jià)格為25歐元/噸~28歐元/噸,而2021年1月創(chuàng )下35歐元/噸的歷史新高),還面臨新技術(shù)研發(fā)和替代材料的資本及運營(yíng)成本。而這些研發(fā)和運營(yíng)成本可能使碳減排成本增加10倍以上。

歐盟多舉措降低綠色鋼鐵生產(chǎn)成本

在歐盟鋼鐵行業(yè)轉型過(guò)程中,根本性變革包括投資前沿突破性技術(shù)、加快對擴大產(chǎn)業(yè)規模新方法的探索和創(chuàng )新、建立相關(guān)監管體系、加強跨部門(mén)合作、優(yōu)化清潔能源系統5個(gè)方面。

為盡可能降低碳中和目標下的鋼鐵生產(chǎn)成本,歐盟正在建立碳邊境調整機制,開(kāi)發(fā)資源豐富且成本合理的清潔能源,獲得低碳冶煉的可持續融資,加快向循環(huán)經(jīng)濟轉型。

建立碳邊界調整機制。歐洲議會(huì )環(huán)境委員會(huì )在2020年10月宣布,碳邊界調整機制將自2023年開(kāi)始實(shí)施,涵蓋向歐盟進(jìn)口的電力和能源密集型產(chǎn)品,包括金屬和化學(xué)品,預計碳邊境措施的年收入可達5億歐元~14億歐元。

歐鋼聯(lián)建議歐盟在過(guò)渡時(shí)期引入與世界貿易組織規則兼容的《碳邊境措施》,將直接排放與間接排放都納入考慮范圍;在中長(cháng)期加強與貿易有關(guān)的措施,引入最低二氧化碳排放標準(基于在歐盟市場(chǎng)上銷(xiāo)售的所有鋼鐵產(chǎn)品必需的碳足跡計算),以逐步淘汰鋼鐵市場(chǎng)上碳足跡高的產(chǎn)品。

提供公共財政支持。公正過(guò)渡機制(JTM)是《歐洲綠色新政》的一項關(guān)鍵行動(dòng)計劃,其目的是確保碳密集型產(chǎn)業(yè)以公平的方式向氣候中性經(jīng)濟過(guò)渡。該機制提供了有針對性的支持,將幫助受影響最大的領(lǐng)域在2021年~2027年期間籌集至少1000億歐元資金。公正過(guò)渡機制將包括3個(gè)主要的籌資來(lái)源:公正過(guò)渡基金、InvestEU(投資歐洲)的公正過(guò)渡計劃、歐洲投資銀行。

此外,歐盟委員會(huì )將成立創(chuàng )新基金,向低碳創(chuàng )新技術(shù)提供10億歐元的資金支持。

提供相關(guān)研發(fā)基金支持。由歐洲煤炭和鋼鐵研究基金會(huì )(RFCS)資助的為期2年的“低碳未來(lái)”項目將于2020年3月底結束。作為該項目的延續,歐洲煤炭和鋼鐵研究基金會(huì )于今年初又啟動(dòng)了一個(gè)為期18個(gè)月的新項目——GREEN STEEL(綠色鋼鐵)。

此外,歐洲鋼鐵技術(shù)平臺(European Steel Technology Platform,ESTEP)于2021年啟動(dòng)歐盟清潔鋼鐵合作(Clean Steel EU Partnership,CSP)計劃。CSP計劃基于“歐洲地平線(xiàn)計劃”(2021年~2027年),其單個(gè)項目費用為1000萬(wàn)歐元~1億歐元,總預算為14億歐元,預計低碳冶煉技術(shù)研發(fā)和應用總投入約25.5億歐元。CSP計劃的目標為:到2030年實(shí)現低碳創(chuàng )新技術(shù)開(kāi)發(fā),并對關(guān)鍵的新技術(shù)進(jìn)行工業(yè)級的檢驗,確保達到較高的技術(shù)成熟度;到2050年,歐盟鋼鐵生產(chǎn)所需的二氧化碳排放量與1990年相比減少80%~95%。