欧洲碳中和：“碳直接避免”或“智能碳使用”?

 

不同工艺路径的成本竞争力不同。国际能源署认为，每千克氢的价格范围应该为0.70美元～2.00美元，绿色氢基直接还原技术才能和结合CCUS技术的天然气基直接还原技术的成本竞争力相抗衡。氢气价格的波动范围较大，是由于天然气价格波动范围大。因此，在天然气价格较低（以及二氧化碳储存成本低）的地区，结合CCUS技术的天然气基直接还原技术具有更强的竞争力。而国际氢能理事会则表示，当每千克氢的价格在1.20美元～1.60美元之间时，绿色氢基直接还原技术才能具备与HIsarna技术（采用90％的CCUS技术）相抗衡的成本竞争力。从长期来看，绿色氢的成本价是有可能达到这个区间的，但在生产、存储和运输等环节所产生的费用需要大量减少。

 

2015年以来，绿色氢的生产成本已减少了大约40％，预计到2025年将进一步减少大约40％。这主要是由于可再生能源和电解水设备的成本费用的减少。“氢基冶金”的经济可行性在很大程度上取决于电价和二氧化碳价格，以及工艺路径转型所需的投资成本。至于CCUS技术，钢铁行业的碳捕获成本为40美元/吨～100美元/吨。

 

综合各方面判断，SSAB认为“氢基冶金”的运营成本将比目前的“煤基冶金”的运营成本增加20%～30％，而奥钢联则认为可能会增加80％左右。

 

以氢为基础的直接还原工艺，生产每吨钢水需要消耗3480千瓦时的电能，主要用于电解制氢。根据电价和二氧化碳价格以及需要使用的废钢量估计，每吨钢的总生产成本为361欧元～640欧元。如果电价为40欧元/1000千瓦时，碳价为34欧美/吨～68欧元/吨，那么“氢基冶金”则很有可能具备与“煤基冶金”相当的成本竞争力。瑞典钢铁研究所的研究表明，目前至少需要200欧元/吨的高碳价才能推动欧洲钢铁工业减少36％的二氧化碳排放量。

 

欧盟的钢铁制造商不仅面临着欧盟碳排放交易机制的合规成本（2020年8月份二氧化碳价格为25欧元/吨～28欧元/吨，而2021年5月份已经创下56欧元/吨的历史纪录），还要面临其他碳减排成本（包括新技术和替代投入材料的资本支出和运营支出）。

 

为有效抑制绿色钢铁生产成本的上升，欧盟实施的主要措施有以下几项：

 

一是投资工业前沿的突破性技术，二是加快对扩大产业规模新方法的探索和创新，三是建立监管体系，四是加强跨部门合作，五是改进和扩大清洁能源系统。

 

除此之外，欧盟积极建立碳边境调整机制，加强开发储量丰富且成本合理的清洁能源，以获得低碳排放炼钢的可持续融资，加速向循环经济转型。