叶千绘
日前，日本制铁宣布，其在日本君津地区钢铁厂展开的减碳技术开发试验中，实现了在高炉冶炼过程中加入氢气从而减少22%的二氧化碳排放量。参与该试验的氢还原试验炉容量为12立方米。该试验的最终目标是在高炉冶炼过程中减少50%以上的二氧化碳排放量。由日本制铁、JFE钢铁公司、神户制钢所、金属材料研究开发中心等4家公司及机构组成的财团，从2022年5月份开始尝试在高炉冶炼过程中将部分碳换成氢气，以减少二氧化碳排放。日本制铁还曾在2021年3月份公布的“日本制铁碳中和展望2050”中指出，其将在充分利用“高炉氢还原”的基础上，积极推进“大型电炉的高级制钢”和“氢还原铁制造”创新性技术的研发与应用，以实现企业生产运营碳中和。
近年来，关于氢气应用的技术创新在日本钢铁企业间掀起了热潮。然而，只专注于低碳创新技术的研发与应用就一定是推动钢铁行业实现低碳转型的“万全之策”吗？日本国立环境研究所此前利用数学模型分析了在符合“碳中和社会”碳预算的情况下未来日本钢铁的生产和利用情况。结果显示，即使该国的低碳技术开发如期取得进展，可由于可再生能源电力、氢气的供应受限，预计在该国于2050年成功步入“碳中和社会”后，其钢铁产量和需求量可能只有目前水平的一半左右。
如何才能避免这类现象发生？日本国立环境研究所建议，该国钢铁行业应与下游行业积极协同推进以下两个措施：一是建立全产业链的高质量循环利用系统，利用废钢生产高级钢材；二是转变新商业模式，以求钢铁企业能够使用比目前更少的钢材为下游客户提供服务。日本国立环境研究所认为，该国到2050年实现碳中和的关键是，从大量使用廉价材料的现代社会迅速过渡到高效使用高性能材料的社会，并为整个社会的资源受限做好准备。
据了解，目前日本大部分废钢被降级循环利用，以制作钢筋和型钢等建筑钢材，而不是对于杂质含量有严格要求的优质钢材。日本国立环境研究所表示，在日本境内，目前电炉钢占其建筑业用钢总量的60%以上，而对高端钢材依赖度较高的汽车行业而言，这一占比尚不足20%。
也有日本学者表示，即使创新低碳技术快速在该国境内普及，循环经济也加速发展，但可再生能源电力、氢气在该国的供应受限，到2050年，该国的钢铁产量和需求量增长可能会比现在受到更多的限制。特别是如果该国继续将废钢降级循环利用，那么该国依赖高炉—转炉工艺冶炼的高端钢材产能未来将受到更为严重的制约。如果该国钢铁行业推进低碳转型严重依赖于先进低碳技术研发，那么这就意味着其将确保未来工业生产运行稳定的希望都放在了尚不确定的技术研发成果上。
由此可见，尽快建立全产业链的高质量循环利用系统以及上下游行业新的商业合作模式，对于该国从容应对“碳中和社会”对其钢铁产量与需求量增长带来的挑战尤为重要。
《中国冶金报》（2023年08月25日02版二版）
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