韓國浦項鋼鐵公司研發的氫還原鋼鐵生產技術HyREX的商業化需要更積極的財政和政策支持。特別需要關注的是,韓國國內可再生能源的生產能力和價格競爭力是採用創新低碳排放鋼技術的關鍵前提。
國家低碳經濟發展趨勢方面,全球主要經濟體陸續出台政策,如歐盟碳邊界調節機制(CBAM)和美國通貨膨脹削減法案(IRA),以加速國家能源轉型和低碳排放技術的發展。而近幾年新冠肺炎疫情和俄烏衝突的持續,加大了對化石能源進口的不確定性。
從2026年開始,進口至歐盟或從歐盟出口的高碳產品需要繳納相應額度的稅費或退還相應的碳排放配額。
根據韓國能源經濟研究所的數據,韓國鋼鐵產品購買CBAM證書的成本估計為2583億韓元(1.96億美元),佔韓國對歐鋼鐵產品出口總額的8.1%。
2022年通過的美國通貨膨脹削減法案,通過基於向合適的項目分配聯邦預算資金,利用公共資金應對氣候變化和推廣清潔能源。美國政府宣布向美國工業示範計劃撥款63億美元,用於支持包括鋼鐵在內的重工業部門脫碳所需的轉型技術開發。
韓國鋼鐵工業發展戰略方面,2023年2月16日,韓國貿易、工業和能源部(MOTIE)發布了向低碳排放鋼生產轉型的鋼鐵工業發展戰略,但在製度和財政方面的承諾似乎不足以使韓國在低碳經濟中保持競爭力。
該戰略通過「韓國鋼鐵工業發展圓桌會議」宣布,雖然該戰略包括對鋼鐵生產設備改造和生產裝備轉型撥款,但目前的戰略為生產裝備轉型提供的支持明顯較少,並且缺乏實現在2040-2050年期間關閉所有11座高爐並用14套HyREX設施取而代之的具體計劃。
當前韓國國家戰略的環境影響,只有在韓國電力市場脫碳的前提下,對電爐和下游工序的投資才是有意義的減少溫室氣體排放的手段。電爐煉鋼過程中用電產生的間接碳排放約佔電爐總碳排放量的58.3%。目前,韓國約65%的電力是基於化石能源生產的。
設備轉型是指引進氫基直接還原鐵(HyREX)設施。為了實現碳中和並保持經濟競爭力,需要使用綠氫(即利用可再生能源生產的電力電解水產生的氫)。HyREX技術用氫代替煤作為還原劑,而煤在高爐-轉爐流程中用作燃料和還原劑。HyREX生產過程中使用氫產生的是水,而不是二氧化碳排放。
從以煤為還原劑和燃料的鋼鐵生產轉型到以綠氫為還原劑的鋼鐵生產,每年需要370萬噸氫才能生產出3800萬噸鋼。這約佔韓國政府2040年國家氫氣路線圖中設定的氫氣生產目標的70%。
目前,浦項公司的HyREX技術的發展正處於研發階段,並向商業化階段發展,第一批行動者有可能在國際低碳鋼市場上獲得競爭優勢。
一些主要經濟體的氫基鋼鐵生產和清潔能源採購計劃給出了低碳排放鋼的產量目標水平,而在韓國低碳戰略中並未提及。轉型到年產3800萬噸鋼的HyREX設施將使韓國鋼廠的電力需求增加到每年3700MWh。隨著鋼鐵生產技術的轉型,鋼廠的全部電力需求將需要從現有電網系統購買,而韓國高爐-轉爐鋼廠約80%的電力可以自給自足需求。
為了抵消低碳鋼生產的額外成本,必須增加韓國國內可再生能源供應,並確保價格的可承受性。截至2020年,韓國可再生能源的理論發電潛力為每年340678GWh,但2021年韓國可再生能源發電量只有理論發電潛力的約12.7%(43096GWh)。
2021年,韓國太陽能發電的LCOE(平準化電力成本)約為0.10美元/kWh,比0.048美元/kWh的全球平均水平高約2倍,韓國陸上風力發電的LCOE約為0.12美元/kWh,比0.033美元/kWh的全球平均水平高約3.7倍。
根據對國際低碳經濟發展趨勢和韓國鋼鐵工業低碳轉型的研究,韓國SFOC機構對韓國低碳排放鋼生產戰略提出如下建議。
韓國國內可再生能源的生產和供應能力是鋼鐵工業競爭力的核心,無論對HyREX生產還是電爐煉鋼生產皆如此。確保可再生能源供應能力來滿足鋼廠採購量的增長十分重要,為此需要考慮放鬆對可再生能源的監管和許可要求。
隨著HyREX設備的引入,鋼廠購買的電量將會增加,這是由於綠氫生產(用作還原劑)的用電、電爐中熔化氫基直接還原鐵的熱源以及下游工藝的熱源會增加。
利用浦項鋼鐵公司的HyREX技術(流化床還原反應器)是確保韓國國內發展低碳排放鋼生產技術和設備的方向之一,這也將保護國內鋼鐵生產和相關行業的就業市場。HyREX技術商業化進程的落後可能會損害韓國鋼鐵工業競爭力,因為低碳排放鋼生產過程中的上游部分可以通過進口採購,這也是增值機會最大的一部分。
相比其他鋼鐵企業使用豎爐氫還原技術,採用HyREX技術更容易獲得原材料,生產成本更低,碳減排更有效。
與其他主要經濟體不同,在低碳排放鋼技術研發的支持計劃中,目前韓國低碳鋼鐵戰略並沒有明確碳減排鋼鐵生產的目標。這可能會使公眾、關鍵行業和利益相關者以及投資者認為韓國鋼鐵行業實現碳中和存在不確定性。
提高技術開發撥款分配的透明度,也將有助於提出更有效的政策建議。