钢铁行业脱碳英

CONTENTS 脱碳钢：共同锻造新路径 1Introduction21.1前言31.2报告目标41.3Research摘要52走向一个低碳6世界：钢铁之路2.1脱碳钢是至关重要的实现7气候目标2.2整个价值链中的公司依赖上11彼此去碳化脱碳途径钢12铁矿石脱碳的途径采矿143克服障碍to16脱碳钢3.1钢铁的六大关键壁垒脱碳173.2需要丰富低成本20绿色能源3.3公共政策和激励措施可以使the24过渡风险较小3.4需要低碳解决方案两者27优质和低质量铁矿石4建立联盟加速28变更4.1共同努力克服障碍294.2商业联盟加速30钢铁价值链的脱碳4.3需要一个最小的可行联盟to31工业脱碳4.4建立一个联盟成功345壳体Perspectives35 1.1前文 钢铁是世界上最重要的工程和建筑材料。它用于建筑物，汽车，轮船，火车和工具，出现在现代生活的各个领域。毫不奇怪，世界对它的需求很大。在过去的50年中，年需求增加了两倍，预计到2022年将达到18.4亿吨。1 虽然钢材具有出色的成型性和耐用性，但也有一个缺点：从采矿到生产，它的碳排放量是航空业的三倍以上，比水泥行业高出45%，比公路货运高出25%。2 The entire steel value chain. its purpose is to setout the major barribles to decarbonizing steeland identify how to move forward withsolutions. I would likes to them all for theirparticipation, haviority and willing in share theirexperience and their view on如何最好地实现变革。 史蒂夫·希尔壳牌能源营销执行副总裁 那么，这样一个能源和碳密集型行业如何采取必要的措施来减少排放，帮助社会朝着《巴黎协定》应对气候变化的目标取得进展？ 壳牌也在努力改变。 业要以所需的速度和规模减少碳排放，其中的所有元素必须共同努力以实现变革。正如我们在其他行业看到的那样，具有可实现目标的商业联盟对于取得正确进展至关重要。为此，价值链上的所有利益相关者都可以发挥重要作用。 在2021年，我们宣布了我们的目标到2050年或更早成为净零排放能源企业，我们也想帮助其他人减少排放，为此，我们正在与所有行业的客户合作，包括航空、航运、公路货运和重工业。 鉴于钢铁工艺的性质，钢铁产品及其用途的广泛范围以及钢铁价值链的复杂性和碎片化，没有简单或单一的解决方案使工业脱碳。 其他公司和组织已经启动了旨在降低钢铁行业碳强度的个人或联合项目，正如本报告所反映的那样，有一些有前途的技术和工艺可以实现转型。 本报告是对来自各种组织的专家进行全面采访的结果 这是我们在德勤的帮助下发布的关于脱碳更难缓解的行业的第四份报告。它显示了如果我们毫不拖延地采取行动，并为钢铁行业开辟一条新道路，那么变革的潜力有多大。 1.2报告目标 本报告中提出的研究是在对100多位高管和专家的采访中收集的，这些高管和专家代表了参与钢铁行业及其更广泛生态系统各个方面的57个组织。该报告的目标很简单：他们旨在反映行业的观点如何加快脱碳和实现净零排放。 以价值链的观点 （材料、资产、服务等的采购）和下游（包括运输、废物处理和加工）。为了解决范围3的排放问题，整个钢铁价值链中的公司相互依赖以设定固定的减排目标（见图1）。 任何价值链中的组织，尤其是钢铁等难以减弱的行业的相互依存性，都需要考虑到 全面了解脱碳的挑战。为了实现部门脱碳，当公司承诺减少与价值链相关的范围3排放时，会产生重大影响。这适用于上游。 像这份报告一样，价值链评估揭示了取得进展的关键障碍、可用的解决方案以及交叉协作的至关重要性。 我们采访了57个组织... 5矿工3托运人14Steel生产者6消费品3基础设施4OEM7Construction2DRI资产供应商 4金融家/交易员3证书/监管机构4行业协会/联盟2Others 激励部门互动当实现集体变革的动力时，脱碳计划的成功程度最高。 激活价值链 跨价值链联盟方法的主要目标之一是使一组核心参与者能够共同制定一条成功的途径，解决脱碳的主要障碍并确定关键解决方案。 为此，必须了解更广泛的钢铁价值链中不同参与者的独特动机和挑战，以及这些在世界各地的差异。然后，可以采取集体行动，加速速度和规模增长。 38Europe5亚洲14世界其他地区 本报告探讨了参与者在访谈和工作会议中与我们分享的见解 （见图2）。与受访者的所有约定均以尊重竞争法边界的方式进行。 1.3研究概要 1.钢铁行业被认为是难以减弱的。它目前产生了约10％的全球排放量，这可能会增加，因为预计到2050年，需求将比2019年增加10 - 35％。6从矿石开采到炼钢，钢铁制造业占整个价值链排放的95%。 5.为了克服这些障碍，原料和生产过程将不得不改变，推动钢铁价值链的转型。这可能导致钢铁制造的地理分离，随着炼铁的移动到低成本绿色氢气供应的地点。 4.本报告强调了脱碳的六个关键障碍： 缺乏丰富和负担得起的绿色电力10绿色氢；11 缺乏促进全球绿色的政策和监管激励措施钢铁标准使竞争更加公平； 高档的可用性有限适用于直接还原铁电弧炉（DRI - EAF）脱碳路线的铁矿石； 6.需要成功的商业联盟来帮助矿商（产生合适的铁矿石品位）、钢铁生产商（推进绿色钢铁生产）、终端市场（保证购买绿色钢铁）、能源供应商（确保不断增长的绿色电力供应和氢)，并鼓励政策制定者在政府招标中纳入低碳要求。 2.钢铁市场相对集中，这为脱碳提供了机会。如果20家最大的钢铁公司对其工厂进行脱碳，钢铁行业的潜在总排放量可以减少多达三分之一。7 缺乏支持整个价值链脱碳过渡的熟练劳动力； 可用于投资脱碳解决方案的资金有限； 充分的不确定性和用绿色溢价对绿色钢材的长期需求。 3.为了进行脱碳投资，钢铁公司需要担保，以低碳铁矿石原料的形式8以及绿色钢材的客户订单。9 2迈向更清洁的未来：路线用于钢 钢铁是当今社会的重要资源。它被所有行业使用，对全球经济的发展至关重要。然而，其环境影响很高，主要通过其生产发生。但是随着社会脱碳压力的增加，该行业如何满足世界对钢铁的需求，同时降低其生产的碳强度以满足全球气候变化目标？ 2.1减碳钢至关重要实现气候目标 为了实现2015年《巴黎气候变化协定》的目标，需要在能源生产和消费，粮食生产和消费以及材料采购和使用等关键领域进行重大转变。钢铁具有最高的排放足迹之一，占 约10%的全球二氧化碳(CO2）排放。寿命长 钢铁生产资产，加上高资产重置成本和高脱碳能源需求，使钢铁成为道路、水泥、化工、航空和航运等六个难以减弱的行业之一(见图3)。 氧气炉（BF-BOF）钢铁制造过程，以生产一次钢。废钢电弧炉（EAF）过程中的二次钢生产产生约90％温室气体排放量比BF - BOF少17，作为从 在钢铁价值链中，16仅钢铁生产就占温室气体排放总量的95%左右（见图4），其余的排放来自采矿（4%）和物流（1%）。 铁矿石被省略，但没有足够的废料来满足当今的全球钢铁需求。到2050年，国际能源署模型 46%的钢铁可以由废钢原料生产，而2020年这一比例为32%，因为更多的产品达到了使用寿命。18 这些排放大部分来自传统的高炉-基本 从地理角度来看，全球钢铁生产相对集中，例如，约有20家公司的产量约占37％，其中12家位于中国。20在欧洲钢铁生产国，该行业始终是这提供了一个机会:少数主要生产国的脱碳进展将对减少该行业的全球排放产生深远的影响。 预计钢铁产量将继续增长到2050年及以后，尽管与过去二十年相比速度较慢（见图5）。 根据国际能源 该机构表示，由于发展中国家的需求，年均预计增长率从0.2%到0.9%不等。21在较小的程度上，需求也是由建筑清洁能源基础设施中的钢铁需求驱动的，如风能和太阳能发电场、输电网络以及工厂和机械的电气化。 以开发海上风力发电厂相关的排放为例，其中71％来自使用的材料。25根据国际可再生能源机构（IRENA）的数据，从2030年到2050年，世界将需要额外的775吉瓦的海上风电容量。这将需要约1.4亿吨钢铁的需求显着增长，相当于每年钢铁总产量的1％，即使考虑到风能技术的效率提升。26 2.2公司通过各自的价值链取决于贬值 示例-汽车OEM “2021年，[对低碳钢]的需求大幅增长。在此之前，这是零星的需求，但现在，我们被诸如'您的钢铁的二氧化碳足迹是多少？您有什么计划？'之类的问题轰炸-特别是来自汽车行业。” 大多数公司通过设定范围1和2排放目标来开始脱碳之旅，这些目标涵盖了他们自己的温室气体排放，包括使用或组装产品，车辆，建筑物或机械.27通过提高能源效率，电气化过程以及使用低碳或零碳替代品，公司可以直接减少其范围1和2的排放量。但是，对于部门脱碳 要实现这一目标，当公司在价值链上进行合作时，就会产生最大的影响。 依赖钢铁生产商减少温室气体排放。正如一家建筑公司所说： 欧洲钢铁生产商 “我们公司总排放量的85％是范围3排放，其中大部分来自钢铁生产。” 欧洲、北美和中国道路上电动汽车的主流出现正在减少汽车制造商的范围3排放，因为更多的汽车正在 由电力提供动力，而不是汽油或柴油。电动汽车制造商现在正在扩大他们的关注范围，包括范围3上游排放-这些排放是由生产汽车中使用的材料产生的，也称为具体化碳(见图7)。28钢铁通常占车辆的54%(约平均900公斤29因此是脱碳的优先材料，以解决范围3排放。这尤其是在高端电动汽车市场，制造商正在积极尝试确保钢铁生产商生产绿色钢铁，以在他们的汽车中使用，并在客户愿意的地方使用为更可持续的产品支付绿色溢价。这一点，再加上钢铁在生产电动汽车总成本中的比例相对较小，使其在经济上可行制造商。例如，根据特派团可能的伙伴关系，使用绿色钢30在乘用车中，其展厅价格将增加不到1％，同时还将与材料相关的碳排放量减少多达34％。31 对于处于钢铁价值链开始阶段的公司来说尤其如此，例如铁矿石开采者，或者在最后阶段，包括汽车和建筑最终用户，由于集中ofemissionsassociatedwithtirandsteelmaking.TolowertheirScope3emissions,thesecompaniesareheavely 因此，如果钢铁生产商采取行动脱碳，它将使整个价值链中的所有公司都能够实现其气候目标，并帮助满足客户需求。 通向低碳钢的路线 取消仲裁的途径钢 1.传统的铁-和 包括CCS在内的炼钢过程。 在本报告的研究中接受采访的人确定了发展低碳初级钢生产的四个主要途径，这些途径在右侧列出（见图8）。如果成功部署，这些途径解决方案将导致最低总排放量减少约60％。许多 使用（天然气或）H制造钢的替代路线2作为燃料，需要高品位的铁矿石。 因素决定了特定工厂最合适的脱碳解决方案，但最常见的是规模、年龄、类型和地理位置改造新的植物，特别是碳捕获和储存，而不是 允许持续使用BOF的替代路线植物，但有DRI和融化装置，不需要更高品位的铁矿石。 更换高炉，可能会被用作短期到中期的解决方案，以防止它们搁浅。 4.创新技术只用电力创造铁/钢直接来自（非溢价）铁矿石。 所有钢铁脱碳途径的共同点是需要大量资本投资，特别是更换高炉。在全球范围内，约有8000亿美元的资本投资到2050年脱碳生产需要，主要是为了BF-BOF效率的提高和碳捕获和储存，二次钢 生产和氢基DRI-EAF。32为了减少投资，钢铁公司在很大程度上依赖于他们的客户同意购买绿色钢。正如一家中国钢铁生产商所说： 高炉-碱性氧气炉 DRI-EAF直接还原铁-电弧炉 “炉子在中国相对较新，所以这是一个问题，成本更换它们将是一个挑战。" DRI -熔