工业革命之后，钢铁生产一直将煤炭当作能源。像其他行业那样，钢铁行业正朝着大幅降低二氧化碳及其他温室气体排放水平的未来进行转型。然而，行业内的相关术语尚未有明确的定义，同一个词在不同人看来，可能代表完全相反的意义。
比如，我们时常提到“绿色钢材”。有人觉得它只是一个营销用语，既未给出定义，也没有明确范围，想用就随意使用；另外有人则认为，它是一个需要经过官方认证的专业术语，企业若想使用该术语来界定自身产品，就必须涵盖可持续发展的所有范畴。尽管这两部分人群的想法都有些偏激，但究竟什么样的钢材才能被称作“绿色钢材”呢？“绿色钢材”是否为“洁净钢”或“零碳钢”呢？“净零碳钢”“零碳钢”以及“低碳钢”之间的分界线究竟在何处呢？为了将这些概念弄清楚，世界钢协在本文中尝试对一些术语的定义进行规范。
2021 年，大部分钢材是用化石燃料作为还原剂来生产的。然而，许多钢铁企业已经开发出了一些技术，或者正在开发一些技术，这些技术能够大幅降低核心钢铁工艺的碳排放。由此催生了一个全新的钢铁产品系列，即低碳排放钢材。举例来看，蒂森克虏伯公司和日本制铁公司已启动一系列高炉氢气利用的试验，其目的是大幅减少钢铁生产过程中的二氧化碳排放；位于阿联酋的一个设施，每年能从炼铁厂产生的二氧化碳富集煤气中捕获 80 万吨二氧化碳，接着将其注入成熟的油田进行永久封存；河钢集团正在兴建一个年产能 120 万吨的氢冶金直接还原铁示范项目，该项目使用绿氢和蓝氢，探索出了一条具有实践意义的“零碳排放冶金路线”；安赛乐米塔尔正在比利时根特兴建一座大型设施，能够将钢厂的废气转化为乙醇，转化后的乙醇可用于生产合成燃料等。2018 年，首钢集团开始运营一种类似的商业性设施。投产的第一年，该设施生产出了 3000 万升可用于商业销售的乙醇。
全球钢铁行业内这样的例子有很多。2019 年，美国在密苏里州建造了美国首座由风能供电的炼钢厂。这是一个与当地公用事业部门的合作项目，双方达成电力采购协议后，会为该炼钢厂持续供应清洁电力。塔塔钢铁正在开发一种新式熔融冶炼工艺，此工艺可在不使用炼焦炉或烧结设施的情况下生产铁，并且会采用碳捕捉技术（CCS）捕集煤气中的二氧化碳。
随着法规、社会期望以及科技的发展变化，“低碳”的含义会改变。世界钢协认为，采用上述新技术、工艺生产出来的钢材能够被视为低碳排放钢材。然而，业内和相关机构在如何准确称呼这类钢材的问题上存在分歧，世界钢协更倾向于称其为“低碳排放钢”，因为这样表达更方便、直观且易于理解。许多机构选择将其称作“绿色钢材”。实际上，他们这样称呼这类钢材，是为了凸显自身的环保意识，从而辅助进行营销。世界钢协觉得钢材专业术语，“绿色钢材”能够指代诸多类型的钢材。其中有采用突破性技术生产出来的钢材，有利用废钢生产的钢材，还有经过再利用和再制造的钢材。另外，也包括通过购买碳排放指标或碳汇生产的钢材，不过这种方式实际上并没有在钢铁产品生产过程中减少碳排放。所以，世界钢协更倾向于使用“低碳排放钢”这一表述方式。
钢铁企业若要生产出真正的“零碳钢”，在生产过程中就不能排放任何二氧化碳，这一要求极为严苛。目前行业内虽有许多技术在朝此方向发展，但“零碳钢”的表述存在绝对之处。生产商在供应链里，若使用含碳电极，或者在关联工艺中使用天然气，就可能会有残余碳排放。如果不利用碳汇去抵消这类碳排放，就没法生产“零碳钢”。并且，碳是钢铁的核心成分，能把钢材和纯铁区分开来。世界钢协觉得，即便这种合金化的碳能取自非化石能源，但碳的存在已足以说明“零碳钢”这一术语不合适。
“净零碳钢”/“碳中和钢”：钢材生产时排放到大气中的温室气体量若能与利用碳汇设施从大气中收集的排放物量相平衡，这种钢材就可被称作“净零碳钢”或“碳中和钢”。要实现真正意义上的碳中和，“净零碳钢”的生产或许需要在其他环节进行“碳抵偿”。需要注意的是，生产企业若认为自己实现了生产运营碳中和，就需保证生产边界的高透明度，保证统计方法的高透明度，同时保证所采用的抵偿办法的高可信度。
目前，全球有少数几家钢铁企业开始推广一种钢，即“零化石燃料钢”。这种“零化石燃料钢”在钢材生产过程中，既未使用任何化石燃料，比如煤炭或天然气，也未使用化石燃料的衍生能源。需要注意的是，所有“零化石燃料钢”都属于低碳排放钢材这一范畴。然而，并非所有的低碳排放钢材都能被称作“零化石燃料钢”。举例来说，那些通过采用碳捕获和碳存储技术来生产的低碳排放钢材，在其生产过程中确实没有排放二氧化碳，但是它们有可能依然在使用天然气或者煤炭。
钢铁行业普遍使用“洁净钢”这一专业术语，它指的是含有较低水平杂质、氧化物、掺杂物的钢材，或者含有较低或超低水平金属溶解碳的钢材。2004 年世界钢协在《洁净钢生产工艺技术》中使用了该术语且赋予其特定含义。所以，在一些关于气候变化的特定语境里，世界钢协不使用“洁净钢”这个词。
“脱碳”：世界钢协通常不会用“脱碳”来描述钢铁生产。钢铁企业需消除的是钢材生产过程中所产生的温室气体或二氧化碳，而钢材生产工艺本身并不需要。这与世界钢协不采用“零碳钢”的理由较为相似。许多有前景的突破性技术依然需要使用碳作为化学还原剂钢材专业术语，同时要避免有害的温室气体排放到大气层中。钢铁行业的排放物最终会“脱碳”，然而炼铁工艺本身或许无法实现真正的“脱碳”。传统的高炉、直接还原铁或电炉技术与之不同，突破性技术则以完全别样的方式生产低碳排放钢材。目前行业内已知正在开发的突破性技术包含：氢还原技术，铁矿石电解技术，碳捕获、利用与封存技术（CCUS）等。
氢是一种重要的媒介物质。将氢气用作还原剂，能够使钢铁行业的温室气体排放水平明显降低。氢由于自身的“减碳能力”存在差异，所以被赋予了某种颜色前缀，并且被划分成“低碳氢”和“化石氢”这两大类。
世界钢协称，行业内所说的“低碳氢”包含以下 3 种情况：其一，利用清洁电力通过电解水工艺来制取绿氢；其二，将蒸汽甲烷重整工艺与 CCS 技术综合运用，借助天然气制取蓝氢；其三，运用其他低碳电力（像核电）进行电解从而生产氢，或者仅仅使用 CCS 技术来生产氢。
“化石氢”指的是利用化石燃料且不运用减碳工艺来生产的氢，主要包含两种情况。其一，通过蒸汽甲烷重整工艺，利用天然气来生产氢，然而因为此工艺不采用 CCS 技术，所以随之产生的二氧化碳会被排放到大气中，故而被称作灰氢；其二，利用煤炭气化技术生产氢，这种氢的温室气体排放水平比其他氢要高很多，被称为棕氢或黑氢。
来源 |世界钢铁协会
