就像锂离子电池一样，汽车行业似乎将成为全球能源转型关键方面的需求驱动力和变革力量。汽车制造商正在成为绿色钢铁的首批大规模购买者。根据世界钢铁协会的数据，汽车行业占全球钢铁需求的 12%，这一需求规模正在推动制造商努力提高这一关键商品的无排放生产。
汽车需求背后的逻辑很明显。在汽车制造商竞相争夺快速向电气化转型的市场地位之际，使用绿色钢铁可以增强汽车制造商的环保资质，并可能成为关键的差异化因素，尤其是对于有环保意识的电动汽车 (EV) 买家而言。能源经济与金融分析研究所 (IEEFA) 全球钢铁首席分析师西蒙·尼古拉斯 (Simon Nicholas) 表示，绿色钢铁的成本溢价约为 20% 至 30%，对许多汽车制造商来说并不算太贵。
“就汽车价格而言，考虑到汽车中实际用到的钢材数量，这对整体价格影响不大，”尼古拉斯说。“这确实会影响到客户，但我们说的是几百美元，而不是几千美元。”
汽车制造商对绿色钢铁的需求增加正值其生产所需工艺的开发和采用的关键时刻。这一需求表明绿色钢铁和可再生能源形成了良性循环。绿色钢铁制造商将需要大量可再生能源发电能力来供应电炉和绿色氢电解器。随着能源转型的加速，快速增长的太阳能和风能以及电网的扩张将需要大量的绿色钢铁。
碳密集型工艺
钢铁生产一直是碳排放密集型行业，现在依然如此。钢铁生产被广泛认为占全球二氧化碳排放量的 8% 至 11% 。市场情报公司 Wood Mackenzie 发现， 2023 年，每生产 18.9 亿吨粗钢，就会产生 36 亿吨二氧化碳。
钢铁主要通过两种方法生产，一种是采用高炉-碱性氧气转炉 (BF-BOF) 或电弧炉 (EAF)。高炉运营商约占全球产量的 70%，他们用铁矿石炼钢，并使用煤炭作为还原剂——从矿石中提取铁并提供钢铁所需的碳。国际能源署观察到，钢铁行业未能按计划实现 2050 年净零排放 (NZE) 情景，并将高炉运营商描述为“高度依赖煤炭”。
随着电网越来越多地使用可再生能源，电炉工艺是脱碳的更好选择。然而，电炉不能加工矿石。相反，它们被用来熔化废金属和/或钢铁前体，如直接还原铁 (DRI)。
市场情报提供商标普全球 (S&P Global) 表示，尽管电弧炉取代排放密集的高炉前景光明，但电弧炉仍面临诸多挑战。使用废金属时，生产本质上受到废金属本身供应的限制，而废金属“在全球范围内增长缓慢，价格不断上涨”。
标普全球称，尽管 DRI 有望成为“这场 [绿色钢铁] 竞赛的赢家”，但它也面临着重大挑战。传统上，DRI 使用甲烷气体将矿石球团还原为可由电炉加工的材料。这种气体可以用绿色氢气代替，这是实现完全脱碳的一条有希望的途径。然而，绿色氢气的发展仍处于起步阶段，这种清洁能源载体目前价格昂贵。
IEEFA 的 Nicholas 证实，DRI 技术供应商正在以“氢气就绪”的状态供应其系统，以便在供应充足时和地点可以切换到绿色氢气。他指出，该技术已经成熟，商业规模的项目正在开始出现。
然而，DRI 的快速发展还面临着另一个挑战，那就是原材料本身。“DRI 工厂目前需要比高炉使用的铁矿石品位更高的铁矿石，而高品位的铁矿石并不多，”尼古拉斯说。不过，他确实指出，增加高品位矿石供应的计划是有希望的。
重点项目
欧洲在“真正”绿色钢铁生产方面取得了一些进展。瑞典 Stegra 公司(原名为 H2 Green Steel)目前正在开发一种 DRI 设施，该设施从一开始就将使用绿色氢气运行。该公司计划于 2025 年开始运营，目标是到 2030 年每年生产 500 万吨绿色钢铁。
该公司声称，该项目涉及“三合一工厂”，即用于生产绿色铁的 DRI 工艺、通过 EAF 生产的钢铁以及“千兆级电解器”，该公司表示，这将是欧洲同类中最大的电解器。Stegra 报告称，这三个工艺将利用当地电网提供的丰富水力发电，使钢铁生产的二氧化碳排放量减少 95%以上 。
2024 年 9 月 19 日，瑞典能源署宣布，将通过其工业飞跃计划为 Stegra 项目提供约 1 亿欧元(1.62 亿美元)的资助。这些资金是欧盟委员会在其后疫情时期复苏和复原力基金下批准的 2.6 亿欧元的一部分。
2023 年 10 月，Stegra 与保时捷签署了一项协议，从 2025 年开始向保时捷供应“接近零二氧化碳排放 的钢材”。保时捷采购执行董事会成员 Barbara Frenkel 在一份声明中表示：“保时捷正在努力实现 2030 年前汽车整个价值链的碳中和平衡表。二氧化碳减排钢材在我们的可持续发展战略中发挥着关键作用。”Stegra 已宣布与卡车制造商 Scania 和德国零部件制造商 ZF 等汽车公司达成更多协议。
西班牙也在吸引使用清洁 DRI 和 EAF 组合的绿色钢铁生产。世界第二大钢铁生产商安赛乐米塔尔正在生产其 XCarb 钢，这种钢至少由 75% 的再生钢制成。该公司报告称，XCarb 生产中使用的 100% 电力来自可再生能源。
安赛乐米塔尔在西班牙北部的塞斯塔奥工厂运营着一座电弧炉。该公司还在研究进一步减少这种钢材碳足迹的方法。
安赛乐米塔尔欧洲扁平材业务部的杰罗姆·古斯 (Jerome Guth) 表示：“我们称这种产品为 XCarb，是回收和可再生生产的钢材。它适用于全系列钢材，包括 [耐腐蚀] 涂层 Magnelis 钢材。它适用于所有市场，显然也适用于太阳能。”
西班牙公用事业和可再生能源项目开发商 Iberdrola 正在葡萄牙的一个 41 兆瓦太阳能项目中使用 XCarb 钢材。该项目是伊比利亚半岛第一个使用此类低排放钢材的公用事业规模太阳能电池阵列。该公司还签署了 SteelZero 计划，目标是到 2030 年使用 50% 的低排放钢材，到 2050 年实现零排放。
