สิ่งที่เราหมายถึงเมื่อเราพูดถึงเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

ประวัติศาสตร์ของอุตสาหกรรมเราในหลายๆ ด้านสะท้อนให้เห็นถึงสังคมที่เราดำเนินงาน และนับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม การผลิตเหล็กและเหล็กกล้าได้ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง

ขณะนี้กำลังเปลี่ยนแปลง และอุตสาหกรรมเหล็กกล้า เช่นเดียวกับสังคมส่วนอื่นๆ กำลังเปลี่ยนผ่านเพื่อให้ผลิตภัณฑ์และบริการในอนาคตที่การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ถูกจำกัดอย่างเข้มงวด

ภาษาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงนี้ยังคงพัฒนาอยู่ ดังนั้นจึงมีการใช้สำนวนที่หลากหลายโดยผู้มีส่วนได้ส่วนเสียต่างๆ

สำนวนเหล่านี้มักใช้แทนกันได้ แต่บางครั้งอาจหมายถึงสิ่งที่แตกต่างกันอย่างมาก เราควรเข้าใจอย่างไรต่อการใช้คำว่า "เหล็กกล้าสีเขียว" ที่หลากหลายมากขึ้น? สำหรับบางคน มันเป็นเพียงศัพท์ทางการตลาดที่ไม่มีคำจำกัดความหรือขอบเขต

ในอีกขั้วหนึ่ง บางคนเชื่อว่ามันเป็นคำที่ต้องได้รับการรับรองครอบคลุมทุกมิติของความยั่งยืน

และปัญหาไม่ได้อยู่แค่ที่เหล็กกล้าสีเขียว เหล็กกล้าสีเขียวของฉันใช่เหล็กกล้าสะอาดหรือเหล็กกล้าคาร์บอนศูนย์ของคุณหรือไม่? และเส้นแบ่งระหว่างเหล็กกล้าสุทธิศูนย์ เหล็กกล้าคาร์บอนศูนย์ และเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำอยู่ที่ไหน?

เรากำลังกำหนดคำจำกัดความบางอย่างที่จะให้ความชัดเจนเกี่ยวกับสิ่งที่เราหมายถึงเมื่อเราพูดถึงหัวข้อเหล่านี้

อุตสาหกรรมของเรากำลังดำเนินการพัฒนาและเปิดตัวผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าชนิดใหม่ ซึ่งผลิตขึ้นด้วยภาระคาร์บอนที่ต่ำกว่าในอดีตมาก

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำนี้ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีและแนวปฏิบัติที่ส่งผลให้เกิดการปล่อยก๊าซต่ำกว่าการผลิตแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ

ในปี 2021 เหล็กกล้าส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้รีดักแตนต์จากเชื้อเพลิงฟอสซิล อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตเหล็กกล้าหลายรายได้ดำเนินการหรือกำลังพัฒนาเทคโนโลยีที่ลดการปล่อยก๊าซจากกระบวนการผลิตเหล็กหลักอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างได้แก่:

• A o Verde do Brasil ใช้ถ่านไม้ 100% เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กและเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

• ArcelorMittal กำลังก่อสร้างโรงงานขนาดใหญ่ในเมืองเกนต์ ประเทศเบลเยียม เพื่อแปลงก๊าซเสียจากโรงงานเหล็กให้เป็นเอธานอล ซึ่งสามารถใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ โรงงานเชิงพาณิชย์ที่คล้ายกันเริ่มดำเนินการในปี 2018 ที่เหล็กซือเกิงในประเทศจีน โดยผลิตเอธานอลได้ 30 ล้านลิตรเพื่อจำหน่ายในปีแรกของการดำเนินงาน

• ที่ Emirates Steel ในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ มีการดักจับ CO2 สูงถึง 800,000 ตันต่อปีจากกระแสก๊าซที่อุดมด้วย CO2 จากโรงงานผลิตเหล็ก ก่อนที่จะถูกฉีดเข้าไปในแหล่งน้ำมันที่แก่จัดเพื่อการกักเก็บถาวร

• Rocky Mountain Steel ของ EVRAZ ในรัฐโคโลราโดกำลังเปลี่ยนผ่านจากถ่านหินไปสู่พลังงานแสงอาทิตย์ โรงงานของ EVRAZ จะเป็นโรงงานพลังงานแสงอาทิตย์ในสถานที่ที่ใหญ่ที่สุดในประเทศที่อุทิศให้กับลูกค้ารายเดียว

• HBIS ผู้ผลิตเหล็กชั้นนำของจีน กำลังก่อสร้างโครงการสาธิต DRI เมทัลลูร์จีไฮโดรเจนที่มีกำลังการผลิต 1.2 ล้านตัน โครงการนี้จะใช้เทคโนโลยีไฮโดรเจนสีเขียวและสีน้ำเงินเพื่อสำรวจเส้นทางสู่การปล่อย CO2 ศูนย์จากกระบวนการผลิตเหล็กและเหล็กกล้า

• โรงงานไมโครมิลของ Nucor ในเมืองเซดาเลีย รัฐมิสซูรี เป็นโรงงานเหล็กแห่งแรกในสหรัฐอเมริกาที่ใช้พลังงานลม โรงงานแห่งนี้เป็นความร่วมมือระหว่างบริษัทเหล็กและสาธารณูปโภคในท้องถิ่น ซึ่งจะจ่ายไฟให้โรงงานหลังจากข้อตกลงซื้อขายไฟฟ้าระหว่างบริษัทต่างๆ

• Tata Steel กำลังพัฒนาเทคโนโลยีการถลุงแบบนวัตกรรมใหม่ผ่านโครงการ HIsarna เทคโนโลยี HIsarna สามารถผลิตเหล็กได้โดยไม่ต้องใช้เตาอบโค้กหรือสิ่งอำนวยความสะดวกในการรวมตัว ทำให้เกิดกระแสก๊าซเสียที่อุดมด้วย CO2 ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ CCS

• thyssenkrupp Steel และ Nippon Steel Corporation ได้เริ่มชุดการทดสอบการใช้ไฮโดรเจนในเตาถลุงที่ใช้งานจริง โดยมุ่งหวังที่จะลดการปล่อย CO2 ที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตเหล็กอย่างมีนัยสำคัญ

เหล็กกล้าที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีทั้งหมดนี้ถือได้ว่าเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ แม้ว่าสิ่งที่ถือว่าเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำในตอนนี้อาจแตกต่างไปในปี 2050 เมื่อกฎระเบียบ ความคาดหวังของสังคม และเทคโนโลยีเปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิง

ในอุตสาหกรรมของเราและผู้มีส่วนได้ส่วนเสียหลายรายใช้สำนวนอื่นๆ อีกมากมายเพื่ออ้างถึงเหล็กที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีการผลิตยุคถัดไปเหล่านี้

เราชอบและใช้คำว่าเหล็กคาร์บอนต่ำ เนื่องจากเช่นเดียวกับ 'ไฟฟ้าคาร์บอนต่ำ' เรารู้สึกว่าเข้าใจได้ง่ายโดยสัญชาตญาณและความหมายชัดเจน

เหล็กสีเขียว

เหล็กสีเขียวถูกใช้และตีความโดยหลายฝ่ายให้หมายถึงสิ่งที่แตกต่างกัน มักอยู่ในบริบทของการตลาดผลิตภัณฑ์ใหม่ที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อมมากขึ้น มีการใช้เพื่ออ้างถึงเหล็กที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีล้ำสมัย เหล็กที่ผลิตจากเศษเหล็ก เหล็กที่นำกลับมาใช้ใหม่และผลิตใหม่ และเหล็กทั่วไปที่มีการชดเชยการปล่อยมลพิษผ่านการยกเลิกหน่วยคาร์บอนหรือสิทธิ์ในการปล่อย เนื่องจากขาดความชัดเจนและความหมายที่หลากหลายโดยธรรมชาติ 'เหล็กสีเขียว' จึงไม่ใช่สำนวนที่ worldsteel ใช้

เหล็กคาร์บอนเป็นศูนย์

การจะเป็นเหล็กคาร์บอนเป็นศูนย์อย่างแท้จริง เหล็กจะต้องถูกผลิตขึ้นโดยไม่มีการปล่อย CO2 เลย นี่เป็นเป้าหมายที่สูงมาก และยากที่จะจินตนาการถึงเทคโนโลยีการผลิตที่สามารถทำได้ในปี 2021

หลายรายอาจกำลังมุ่งไปสู่เป้าหมายนี้ แต่ศูนย์คือความสมบูรณ์แบบ และอาจไม่สามารถบรรลุได้หากไม่ใช้การชดเชยสำหรับการปล่อยคาร์บอนที่เหลือ การปล่อยคาร์บอนที่เหลือเหล่านี้อาจเกิดขึ้นในห่วงโซ่อุปทาน จากการใช้อิเล็กโทรดที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ หรือจากการใช้ก๊าซธรรมชาติในกระบวนการที่เกี่ยวข้อง

ท้ายที่สุดแล้ว เหล็กจำเป็นต้องมีคาร์บอนอยู่บ้าง เนื่องจากนี่คือสิ่งที่แยกเหล็กออกจากเหล็กบริสุทธิ์ แม้ว่าคาร์บอนที่ใช้เป็นธาตุผสมที่จำเป็นนี้สามารถมาจากแหล่งที่ไม่ใช่ฟอสซิลได้ แต่การมีอยู่ของคาร์บอนทำให้คำว่าเหล็ก 'คาร์บอนเป็นศูนย์' เป็นคำที่ไม่เหมาะสม

เหล็กสุทธิเป็นศูนย์ / เหล็กเป็นกลางทางคาร์บอน

อย่างไรก็ตาม หากสามารถสร้างสมดุลระหว่างก๊าซเรือนกระจกที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อผลิตเหล็ก และการปล่อยมลพิษที่ถูกดึงออกจากชั้นบรรยากาศโดยแหล่งกักเก็บ เหล็กที่ได้จะสามารถเรียกว่าเหล็กสุทธิเป็นศูนย์ หรือเหล็กเป็นกลางทางคาร์บอนได้

การผลิตเหล็กสุทธิเป็นศูนย์อาจต้องมีการชดเชยในภาคส่วนอื่นๆ เพื่อให้เกิดความเป็นกลางอย่างแท้จริง และสิ่งสำคัญคือ หากมีการอ้างถึงความเป็นกลางทางคาร์บอน ผู้ผลิตจะต้องมีความโปร่งใสเกี่ยวกับขอบเขต วิธีการบัญชี และคุณภาพและความน่าเชื่อถือของการชดเชยใดๆ ที่ใช้

เหล็กปลอดฟอสซิล

บริษัทเหล็กบางแห่งเริ่มทำการตลาดเหล็กปลอดฟอสซิล เหล็กปลอดฟอสซิลคือเหล็กที่ผลิตขึ้นโดยไม่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ และไม่ใช้พลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิลใดๆ

เหล็กปลอดฟอสซิลทั้งหมดจะเป็นเหล็กคาร์บอนต่ำ แต่ไม่ใช่เหล็กคาร์บอนต่ำทั้งหมดที่จะถูกเรียกว่าปลอดฟอสซิล ตัวอย่างเช่น เหล็กคาร์บอนต่ำที่ผลิตในโรงงานที่ใช้การดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) อาจยังคงใช้ก๊าซธรรมชาติหรือถ่านหิน แต่ป้องกันการปล่อย CO2 สู่ชั้นบรรยากาศ หากชีวมวลมีบทบาท สิ่งสำคัญคือต้องมั่นใจว่าได้แหล่งที่มาอย่างรับผิดชอบ[1]

เหล็กสะอาด

เหล็กสะอาดเป็นสำนวนทางเทคนิคที่ใช้ในภาคส่วนเหล็กเพื่ออ้างถึงเหล็กที่มีสิ่งเจือปน ออกไซด์ สิ่งเจือปนในระดับต่ำ หรือมีคาร์บอนละลายในโลหะในระดับต่ำหรือต่ำมาก คำนี้ใช้กันทั่วไป

ปลอดคาร์บอน

ปลอดคาร์บอนก็เป็นสำนวนที่ยากจะเกี่ยวข้องกับเหล็กเช่นกัน เพราะท้ายที่สุดแล้ว เหล็กที่ไม่มีคาร์บอนคือเหล็กบริสุทธิ์ และปริมาณคาร์บอนในเหล็กถูกควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการในแต่ละรุ่น จำเป็นต้องเติมคาร์บอนลงในเหล็กที่ถูกรีดิวซ์ด้วยไฮโดรเจนเพื่อเปลี่ยนให้เป็นเหล็กผ่านกระบวนการกลั่น

การสนทนาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมักดำเนินไปในแง่ของความจำเป็นในการลดคาร์บอนในสังคม โดยทั่วไปเราไม่ใช้สำนวนนี้เพื่ออ้างถึงการผลิตเหล็ก เนื่องจากการปล่อยมลพิษจากกระบวนการผลิตเหล็กที่ต้องปลอดจาก GHG/CO2 ไม่ใช่กระบวนการเอง

เทคโนโลยีล้ำสมัยที่มีแนวโน้มหลายอย่างยังคงใช้คาร์บอนเป็นตัวรีดิวซ์ทางเคมี แต่ป้องกันการปล่อย GHG ที่เป็นอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ ดังนั้น แม้ว่าการปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรมของเราจะถูกลดคาร์บอนในที่สุด แต่กระบวนการผลิตเหล็กเองอาจไม่ถูกลดคาร์บอน

เทคโนโลยีล้ำสมัย

เทคโนโลยีล้ำสมัยผลิตเหล็กคาร์บอนต่ำด้วยวิธีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากเตาถลุงเหล็กแบบดั้งเดิม เทคโนโลยี DRI หรือ EAF ตัวอย่างของเทคโนโลยีล้ำสมัยที่กำลังพัฒนา ได้แก่ การรีดิวซ์ด้วยไฮโดรเจน การใช้ CCS การแยกอิเล็กโทรไลซิสของแร่เหล็ก ชุดเทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอน (CCUS) และกระบวนการถลุงรีดิวซ์แบบใหม่

ไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนเป็นตัวแปรสำคัญที่จะช่วยให้การปล่อย GHG จากภาคส่วนเหล็กและเหล็กกล้าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และวิสาหกิจเหล็กและเหล็กกล้าหลายแห่งกำลังสำรวจทางเลือกทางเทคโนโลยีนี้ ไฮโดรเจนมักถูกระบุสี ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติคาร์บอนต่ำของมัน

เมื่อเราพูดถึงไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ เราหมายถึง:

• ไฮโดรเจนสีเขียวผลิตขึ้นผ่านการแยกอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ โดยใช้พลังงานจากไฟฟ้าหมุนเวียน

• ไฮโดรเจนสีน้ำเงินผลิตจากก๊าซธรรมชาติผ่านกระบวนการรีฟอร์มิงมีเทนด้วยไอน้ำร่วมกับ CCS

• ไฮโดรเจนยังสามารถผลิตได้โดยใช้การแยกอิเล็กโทรไลซิสโดยใช้แหล่งไฟฟ้าคาร์บอนต่ำอื่นๆ เช่น พลังงานนิวเคลียร์หรือ CCS เราถือว่าสิ่งนี้เป็นคาร์บอนต่ำด้วย

ไฮโดรเจนฟอสซิลผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ไม่มีการลดมลพิษ ส่วนใหญ่คือ:

• ไฮโดรเจนสีเทาผลิตจากก๊าซธรรมชาติผ่านกระบวนการรีฟอร์มิงมีเทนด้วยไอน้ำ โดยไม่มี CCS ดังนั้น CO2 จึงถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

• ไฮโดรเจนสีน้ำตาลหรือสีดำผลิตผ่านการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหิน และนำไปสู่การปล่อย GHG ที่สูงกว่าไฮโดรเจนประเภทอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ

ลูกค้าของ PKU Pioneer รวมถึงผู้ผลิตหลายรายที่ใช้กระบวนการเกิดใหม่เพื่อผลิตเหล็กสะอาดและเหล็กคาร์บอนต่ำ เช่น บริษัท ฟางต้า สเปเชียล สตีล เทคโนโลยี จำกัด เหล็กเหลียนหยวน เป็นต้น โรงผลิตออกซิเจน VPSA ที่เราจัดหาช่วยให้ผู้ผลิตเหล็กและเหล็กกล้าเหล่านั้นประหยัดพลังงานและลดการปล่อยมลพิษ และยังช่วยปรับปรุงสายการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าของพวกเขาโดยรวมให้เหมาะสมที่สุด

[1] มีหลายโครงการที่ให้การรับรองชีวมวลอย่างรับผิดชอบ เช่น สภาการจัดการป่าไม้

(ทำซ้ำจาก WorldSteel)