绿氢炼钢：电动汽车能够更环保

我国完成双碳方针无疑会对全社会各行各业带来很大的影响，尤其是碳排放高的职业。电力职业首战之地，其次是工业和交通职业。电力和交通运输职业运用的风电、光伏和电池储能技能在近十年来的敏捷开展下，本钱现已明显下降，商业化进入加快期，而工业范畴的低碳技能运用还面对比较大的阻力和妨碍，离商业化还有很大的间隔。

世界上许多其他国家也面对着相同的应战。本文的作者就美国怎么推进钢铁出产制作业的低碳技能商业化提出了主张。因为不同国家资源禀赋和产业结构不同，详细低碳技能的挑选和最优的产业方针也不同，所以文章提出的低碳技能商业化思路仅供我国工业职业碳减排参阅。

钢材对电动轿车环保性的影响

曩昔十年对清洁动力来说是捷报频传的十年。从2010年到2020年，光伏发电本钱下降了85％，风电下降50％，锂电电池的价格下降了88%。这三种技能组合让电力和交通职业去碳化远景明朗化，而这两个职业的排放量现在占全球碳排放的40％。更贱价的太阳能和风能导致更高的可再生动力浸透率。更贱价的锂电电池一方面下降电动轿车的价格，也有助于将更多的太阳能和风能并入电网。更清洁的电网意味着更清洁的电动轿车。终究，当电网100%清洁时，电动轿车将100%绿色环保。

其实不然。当考虑车辆全生命周期的碳排放量时，即便电网是100%零碳排放，电动轿车也依然有碳排放。这是因为生命周期碳排放不只包含车辆在运用阶段发生的碳排放，也包含车辆在制作进程中的碳排放，所用资料制作进程中的碳排放，以及资料所用质料挖掘时的碳排放等。

实际上，出产车辆用的一些资料是碳排放强度很高的进程 。其间一种是钢材。均匀来说，一辆轿车要运用0.9吨钢材。出产一吨钢，均匀会发生1.8吨二氧化碳。以2019年出产大约92万辆轿车算，用于轿车的钢，制作进程碳排放量约150万吨。加上许多运用钢材的其他职业，如建筑物、基础设施和机械设备等，炼钢职业每年碳排放大约3.5亿吨，占2019年全球二氧化碳排放量约11％。这倒也不意外，因为大部分炼钢进程运用煤作为其动力资源和质料。

对轿车职业来说，考虑轿车资料对碳排放的影响并不是新鲜事，但是多年来考虑的要点主要是关于车辆运用进程中碳排放量的影响，而不是资料出产阶段的碳排放。这是因为对燃油轿车而言，运用进程的碳排放量占生命周期排放量的比例较高（65％-80％ ）。例如，现已部分运用在车辆中替代钢材的轻质资料铝和碳纤维增强聚合物（RFP）因为能够减轻车体分量而进步燃料功率，然后削减在车辆运转阶段中二氧化碳的排放量。但是，当考虑到资料出产进程中的排放，与钢比较，铝和RFP资料反而导致碳排放量添加。

对电动轿车而言，运用阶段的尾气碳排放削减，而资料出产进程中的碳排放会扮演更重要的人物。因而，削减炼钢进程的碳排放关于电动轿车真实脱碳至关重要。

绿钢的到来和开展妨碍

令人欣慰的是，太阳能和风能技能打破正在以绿氢的方式浸透到钢铁职业。风电和光伏经过电解进程制氢，整个进程没有碳排放，因而称为绿氢。而绿氢能够替代炼钢进程中的煤或天然气质料，让炼钢进程不发生碳排放。这样的钢铁简称绿钢。因为风电和光伏以及电解槽的本钱在最近几年敏捷下降，绿氢的本钱也明显下降。例如，像许多研讨报告相同，最近麦肯锡发布的研讨标明，到2030年，绿氢本钱将从现在的每千克6美元下降到每千克2.3美元，乃至一些区域还能够下降到每千克1.4美元。

但是，绿钢和传统工艺炼钢比较，本钱仍是更高。美国燃料电池和氢能协会的一份研讨报告标明，按天然气每百万英热3美元的价格算，天然气直接还原法炼钢本钱大约在每吨800美元，而假定绿氢的价格在每千克2美元时，其本钱比由天然气炼钢要贵约每吨400美元，大约50％。

在竞赛剧烈的商场中，价差巨大，钢铁制作商不会乐意自动选用这种技能。但是，拟定方针法规强制出产商运用绿钢或许需求时刻，并且并不简单。尽管一些大型的钢铁出产商，例如安赛乐米塔尔（ArcelorMittal）、新日铁（Nippon Steel）、宝武钢铁等部分企业宣告了到2050年自愿完成碳中和方针，但怎么完成这些还没有清晰的时刻表，他们依然面对绿钢本钱高的应战。

绿钢怎么破局？

要回答这个问题，咱们能够看看美国电力职业近几年的一个现象。多年来，在缺少联邦清洁电力方针的情况下，可再生动力收购主要由州可再生动力配额制推进。但是，这个进程太慢。所以大型工商业企业，尤其是科技独角兽公司，如谷歌、微柔和亚马逊等，开端自愿树立环境方针，直接从可再生开发商那儿收购清洁电力。今日，工商业企业已成为可再生动力需求的一大推进力。在曩昔十年里，工商企业现已向23.7吉瓦的可再生动力项目购买了长时间购电合同。在未来十年中，工商企业估计将进一步推进44吉瓦的风电和72吉瓦的太阳能项目，会占到一起期一切的大型清洁动力项目装机的20％。

工商企业之所以能成功促进可再生动力电力项目的开展，原因有两个：（1）这些企业是电力大用户，因而具有购买力，对公用事业公司也有必定的影响力；（2）电力本钱对这些工商企业的本钱来说仅仅一小部分，因而能够被消化。

风趣的是，这好像也适用于绿钢在电动轿车范畴的运用：（1）轿车职业是炼钢职业的重要客户。全球范围内看，轿车运用了13%的钢材。在美国，轿车运用了28%的钢材。尽管电动车现在的比例不是很大，但将来商场比例会大幅添加；（2）钢铁的本钱在轿车销价格格里占比较小。一辆特斯拉在美国价格4万美元左右，以每辆轿车运用0.9吨钢铁核算，每吨贵400美元，一辆车就贵360美元，相当于整车价格的1％。

正如ClimateWorks的丽贝卡戴尔博士所说，当从终端顾客的本钱视点动身，而不从产品出产者的视点动身时，清洁产品比传统产品高出的本钱或许会变得忽略不计。所以问题并不在于社会买不起清洁产品，而在于怎么经过供应链有效地将本钱分摊，平稳地搬运给终究顾客。

电动轿车制作商将迎来全球去碳化带来的巨大机会。一起，他们应该像科技公司对可再生电力收购所做的那样，带头建议绿钢收购，为顾客供给更绿色的电动轿车。这将有助于推进绿钢商业化，带来进一步的技能提高和本钱下降，终究使其在本钱方面具有竞赛力，更广泛地运用到钢铁产业链的其他下流环节。