美国第一吨绿钢出炉！只排氧气不排二氧化碳，中国钢企连夜接招？

钢铁到底是怎样炼成的？传统炼钢一直是挖矿、烧炭、猛火加热，向大气排出一堆二氧化碳，但美国却一拍脑袋，弄出了第一吨“绿钢”，钢铁工业很有可能要迎来革命时刻了，面对美国的绿色钢铁之战，我们准备好了吗？

波士顿的“绿钢炼法”

波士顿金属公司这次算是火了，说这是绿钢可不是因为它颜色绿，而是生产过程几乎没啥二氧化碳排放。这就有些烧脑了，如果炼钢不用碳，钢的质量是如何保证的呢？

技术原理其实有点像电解水，简单说就是用电驱动的反应器来炼钢，波士顿金属把铁矿石和其他材料丢进一个大锅，通上电流将温度拉到1600℃，铁矿石里的氧原子就受不了热，乖乖从铁里分离出来往电极上跑，留下的就是纯纯的铁了。

氧原子在与电极接触的时候就直接变成了氧气，就这样传统炼钢使用的二氧化碳直接不见了。

这画面就比较颠覆传统了，之前的炼钢向来是工业的力量，各种机械和高温掺杂在一起，钢铁也随着二氧化碳一起由铁水慢慢凝固，现在居然完全被氧气取代，难道炼钢的下一个时代来了？

这倒不是突然天上掉下来的技术，十年之前这项技术还窝在麻省理工学院的实验室里，小型反应器还不到咖啡杯大小，研究者们都是试着玩的心态弄些初步实验。

结果十年磨一剑还真让他们给搞成了，现在的反应器已经从“咖啡杯”逐渐扩大到直接可以熔炼一吨钢铁的工业级规模。最关键的一步是对阳极材料的改造，传统电解过程中的阳极一碰到这种炼钢的高温环境就开始迅速消耗，所以之前这项技术一直没能解决快速消耗的问题。

现在波士顿金属公司想了个折中的办法，搞出来一个“惰性阳极”，让电解反应快速进行的同时大大减少了损失的阳极。

这一招如果能在未来应用的话，不光会大大提升炼钢产量，还会极大的降低冶炼成本。

难道我们马上要见到“钢铁行业2.0版”了吗？

没有必要这么担心，这项技术离真正量产还有不小的距离，尽管技术上的前景客观，但还是有些坎要过，现在反应器每个月只能炼一两吨钢铁，跟那些一天几万吨的大厂比就是小孩过家家。

再有就是成本和电力问题，要想钢铁厂运作，供电能不能全部依赖清洁能源？会不会在电费上栽跟头？都是在行业大规模推广时不得不面对的关卡，不过要是这些问题都能突破，可真的是一次天翻地覆的变革。

钢铁生产需要碳是咋回事？

很多人都搞不太清楚，钢铁生产为啥跟碳纠缠不清呢？炼钢的老办法是通过高炉提纯，其中的核心问题是铁矿石里头的氧元素，炼钢的第一步得先把氧原子从铁矿里弄出去。这里碳就成了帮手，碳可以和铁矿石里的氧原子化学反应，生成二氧化碳。

于是纯铁就这么诞生了，这也让炼钢成了环境污染大户，需要干净的铁的前提是向空气中排放大量的二氧化碳，对环境来说就是沉重的压力。

二氧化碳不仅有害空气，更成了温室气体里的主要角色，天空中的二氧化碳多了，地球的温度逐年上升，最后受伤的还是整个生物圈。大家熟悉的雾霾天和极端天气，除了燃烧煤或是开车排废气之外，钢铁厂就是隐形大户，炼钢多了，雾霾天自然也就如影随形了。

按照最新统计，传统钢铁生产一吨钢铁得排放一吨八的二氧化碳，典型的“买一送二”，也正因耗碳量太大，整个钢铁行业才会站在碳减排的风口浪尖。

所以美国研究出来的绿钢技术对行业的冲击才如此之大，再加上我们现在是世界上的钢铁巨无霸，整个中国的钢铁产量几乎等于世界其他国家的总和。

美国的这项技术突破，就把压力全都压到了我国身上，他们的碳免了，但我们国家的钢铁还要生产，至少现在还没有办法达到完全的绿色钢铁。

2023年，咱们生产的粗钢得有10.19亿吨，占了全球的半数多，国内钢铁生产遍布各地，生产的大头还是煤炭为王的工艺。

有些地方确实在利用废物搞循环，也用了废钢电炉炼钢这样的低碳方法，可惜比例跟美欧还是有一点距离的，现在美欧国家的钢大概有一半来自电炉工艺，但咱们手里才刚刚达到10%的比例，实在远远不够理想。

要是单单依赖继续这种工艺转型，压力照样巨大无比，碳达峰这事就成了很难达到的目标，那我们国家该怎么办呢？

颠覆全球钢铁业？中国准备好没

其实我国钢铁产业这些年可不只是埋头炼钢，对低碳转型这事早就下手了，这些年我们的转型道路还是非常清晰的。问题只有一个：咱能不能借着美国的这股“绿钢风暴”把自己的行业进行全面升级，继续让中国钢铁走在世界前沿。

咱们的钢铁行业不是一夜之间把二氧化碳 彻底抹掉，而是通过几个大招一步步来的。

这两年我们最大的动作就是产能置换，对老旧的、高污染高耗能的生产设备“下手”，进行全面产业升级，过去国内大小钢厂混杂，小高炉林立，不少钢厂吃的是“粗粮”，排放多、产出少，费劲还不环保。

这些年国家出手，把这些杂牌军全部“收编”，换成统一高效的主力部队，小的转炉、电炉逐渐被更大更清洁的生产设备取代，吨钢能耗持续下降，有些先进钢厂已经把每吨钢综合能耗降到了接近世界顶级水平。

而且我们国家还喊出了极致能效这个口号，各大钢厂从各方面寻找节能空间，有的已经到了一种近乎挑剔的程度。早在2022年，中钢协带着行业里400多位专家憋出个大招，发布了《钢铁行业双碳愿景和低碳技术路线图》，精准指导咱钢铁业的低碳未来。

路线图规划的未来非常细致，提出2030年达到碳排放峰值，到2060年完成碳中和的目标，一套“组合拳”下来动作扎实紧凑，既把目光放到了技术的颠覆上，也没忘了脚踏实地在眼下最可行的领域寻求突破。

一看路线图就是下了苦工的，将一个个挖潜点都非常明确的标了出来，给了国家整个钢铁行业十分明晰的指示。

困难当然还是有的，现在国内各大钢厂在低碳转型的道路上还是很依赖现阶段的技术积累和国家政策。

国内部分企业的技术储备步伐确实稍慢一些，自主研发的低碳技术与欧美一些头部企业尚有差距，我们不像波士顿金属公司那么理想化，短期全靠“电炉+清洁能源”搞定所有炼钢问题。

因为波士顿金属的技术突破有一些理想化，虽然看上去用电来驱动降低了二氧化碳的排放量，但是美国的绿色电力并不是特别先进，生产电依然需要一部分碳排放，只不过将碳排放的目标转移了而已。

所以我们并没有美国那样好高骛远，而是手上积累了不少真家伙，我们非常清楚电炉工艺在未来注定不能成为单一解决路径。

国内的大高炉依然挺立，不少还在持续发挥中坚作用，所以想招把传统流程和新的减碳技术无缝对接才是正解。这也是为什么我国部分头部企业早早盯上了氢冶金技术，技术的前景还是被业内看好的，而且在欧盟、日本等地已经有些小规模铺开。

河钢集团120万吨的氢冶金示范项目已经开了先河，一手抓焦炉煤气零重整，另一手探索竖炉直接还原，把原有二氧化碳排放一次性砍掉了七成以上。

如果氢冶金进一步推广，未来我国在大高炉减排的路上还能更多些选择，关键是国内焦煤资源相对丰富，间接给这套路径打了底子。

根据目前的研发进程，从高炉喷吹富氢气体到逐步实现全氢气基直接还原冶炼，虽然每步跨得不算大，但方向始终是没错的，这么看来只要功课做足，不难找到有效的经济性和环保性的平衡点。

但氢冶金这等前沿技术未来是否一定能普及现在还说不准，一方面这项技术还比较新，到底能不能稳定提供生产还是个未知数，虽然碳捕集和封存（CCUS）的路子已经逐渐在国内被采纳使用，但实现的路径还是比较麻烦的，到现在成本问题也没有解决，现阶段是不太适合大面积应用的。

但山西建龙钢铁直接推进的二氧化碳捕集以及使用二氧化碳炼钢项目，刚好完成了国内少数的成功实验样本，也告诉我们未来的技术升级路径，所以我们要脚踏实地，不能指望一次革新直接打通技术与经济的“任督二脉”，技术升级的路径是长远的，但只要我们坚定向前早早晚晚会实现突破。

而且我们比美国的优势在于国家在整个碳排放市场都公布了相关政策，2024年新增水泥、钢铁、电解铝行业将被纳入碳排放权交易市场，不想买的二氧化碳排放权，就拿绿色技术实打实地减少排放，而不是纯粹玩资本博弈游戏。

这种政策上的压力把更多国内钢厂逼上了市场杠杆，要么低碳，要么资不抵债，“躺平”风是根本就吹不起来的，所以目前各个重点钢厂都将主要精力集中在挂牌价格低排放改造上。

结尾

虽然前路困难重重，但总体上来说我国的钢铁减碳还是未来可期的，虽然美国短时间内占据了技术上的优势，但这场仗的未来表现如何，还远没有到盖棺定论的时候。