歐洲鋼企:豪擲千億歐 猛攻碳中和

目前,歐洲的主要鋼廠均確定了在2050年前實現(xiàn)碳中和的目標。SSAB(瑞典鋼鐵集團)提出“到2045年實現(xiàn)無化石燃料冶金、2026年投放無化石燃料鋼鐵產(chǎn)品”的總體目標;Liberty Group(利百得鋼鐵集團)更為超前,提出到2030年實現(xiàn)碳中和的目標。不過,盡管目標宏偉,但歐洲鋼鐵行業(yè)普遍認為,實現(xiàn)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(jù)初步預算,為實現(xiàn)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

安賽樂米塔爾(下稱“安米”)估計,要實現(xiàn)2050年的目標,其“智能碳使用”路線的碳中和成本為150億歐元~250億歐元,起步階段使用CCS(碳捕集與封存)技術(shù),并最終過渡到氫氣直接還原技術(shù)。同時,安米還需要投資150億歐元~300億歐元建設(shè)清潔能源基礎(chǔ)設(shè)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7500萬歐元的貸款,支持其開展兩個具有開創(chuàng)性的碳減排項目——Steelanol(鋼鐵醇)項目和Torero(托雷羅)項目。這兩個項目總投資額為2.15億歐元,主要通過將廢棄物轉(zhuǎn)化為有價值的新產(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(zhuǎn)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現(xiàn)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7500萬歐元。蒂森克虜伯認為,將生產(chǎn)轉(zhuǎn)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年向市場提供第一批無化石燃料鋼鐵產(chǎn)品,并計劃與其合作伙伴LKAB(瑞典基律納鐵礦公司)、Vattenfall(瑞典大瀑布電力公司)共同進行大規(guī)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)通過碳捕集與封存技術(shù)實現(xiàn)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(chǔ)設(shè)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,則整個歐洲鋼鐵工業(yè)在生物能源轉(zhuǎn)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(guī)模和成本可能需要數(shù)十年才能真正在鋼鐵行業(yè)體現(xiàn)實用價值,并且需要投資4500億歐元~7000億歐元用于清潔電力能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),從而滿足歐洲鋼鐵行業(yè)的“綠氫”需求。

IHS Markit(埃信華邁數(shù)據(jù)咨詢公司)判斷,到2023年,全球每年在“綠氫”能源方面的投資預計將超過10億美元,并且呈加速趨勢。2020年~2030年,預測歐洲5個主要國家(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30年中,僅“綠氫”和“藍氫”領(lǐng)域生產(chǎn)設(shè)備的全球投資就可能達5000億美元,包括分銷網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施方面的額外投資則可能再增加一倍,達到1萬億美元。

歐共體在其發(fā)布的氫路線圖中預計,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。

歐盟將在未來兩年內(nèi)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”是實現(xiàn)碳中和目標的終極技術(shù)路線,這已成為歐洲鋼鐵行業(yè)的普遍共識。同時,在此過程中要結(jié)合“智能碳使用”技術(shù)路線。“綠氫”的成本、兩條技術(shù)路線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)實現(xiàn)工藝路線轉(zhuǎn)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(xiàn)有最佳技術(shù)升級現(xiàn)有工廠)。

預計到2025年“綠氫”成本將進一步下降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)。“灰氫”生產(chǎn)成本在很大程度上取決于天然氣價格。

2015年以來,歐盟“綠氫”生產(chǎn)成本已下降了40%,預計到2025年將進一步下降40%。可再生能源成本的減少占“綠氫”成本減少的2/3,另外1/3來自電解設(shè)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(jié),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和二氧化碳價格,以及工藝路線轉(zhuǎn)型所需的投資成本。到2050年,估計鋼鐵生產(chǎn)的年總成本(包括資本和運營支出)在800億歐元~1200億歐元。SSAB認為氫基冶金的運營成本將比目前的煤基冶金增長20%~30%,而奧鋼聯(lián)則認為可能會增長80%。

以氫為基礎(chǔ)的直接還原工藝,每噸鋼水需要消耗3.48兆瓦時的電能,主要用于電解制氫。根據(jù)電力和二氧化碳價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。如果電價在40歐元/兆瓦時左右,二氧化碳價格為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?shù)某杀靖偁幜Α?/p>

歐盟鋼鐵生產(chǎn)商不僅面臨歐盟碳排放交易機制的合規(guī)成本(2020年8月二氧化碳價格為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成本。而這些研發(fā)和運營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(zhuǎn)型過程中,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(guī)模新方法的探索和創(chuàng)新、建立相關(guān)監(jiān)管體系、加強跨部門合作、優(yōu)化清潔能源系統(tǒng)5個方面。

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(diào)整機制,開發(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(xù)融資,加快向循環(huán)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。

建立碳邊界調(diào)整機制。歐洲議會環(huán)境委員會在2020年10月宣布,碳邊界調(diào)整機制將自2023年開始實施,涵蓋向歐盟進口的電力和能源密集型產(chǎn)品,包括金屬和化學品,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)建議歐盟在過渡時期引入與世界貿(mào)易組織規(guī)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;在中長期加強與貿(mào)易有關(guān)的措施,引入最低二氧化碳排放標準(基于在歐盟市場上銷售的所有鋼鐵產(chǎn)品必需的碳足跡計算),以逐步淘汰鋼鐵市場上碳足跡高的產(chǎn)品。

提供公共財政支持。公正過渡機制(JTM)是《歐洲綠色新政》的一項關(guān)鍵行動計劃,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。公正過渡機制將包括3個主要的籌資來源:公正過渡基金、InvestEU(投資歐洲)的公正過渡計劃、歐洲投資銀行。

此外,歐盟委員會將成立創(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(RFCS)資助的為期2年的“低碳未來”項目將于2020年3月底結(jié)束。作為該項目的延續(xù),歐洲煤炭和鋼鐵研究基金會于今年初又啟動了一個為期18個月的新項目——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“歐洲地平線計劃”(2021年~2027年),其單個項目費用為1000萬歐元~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(yīng)用總投入約25.5億歐元。CSP計劃的目標為:到2030年實現(xiàn)低碳創(chuàng)新技術(shù)開發(fā),并對關(guān)鍵的新技術(shù)進行工業(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%。