用木炭实现碳中和

尽管如此，当地一家钢铁制造商已经实现了碳中和。据在其位于东北部马拉尼昂州的工厂生产钢坯、螺纹钢和线材的 Aço Verde do Brasil (AVB) 称，他们是世界上第一个获得该称号的公司。认证公司 SGS 于 2021 年 2 根据温室气体协议对 AVB 进行了此类认证，此前该公司分析了其原因 2018 年的碳库存，即每吨钢铁生产 0.10 吨二氧化碳，而 2019 年为每吨钢铁 0.06 吨二氧化碳。它使用木炭达到了这些水平。 “Grupo Ferroeste [AVB 的母公司] 有 60 多年不间断地与桉树林合作，生产、运输和消费自己的木炭，”这家钢铁制造商的工业总监 Sandro Raposo 告诉 Fastmarkets。“[因此]，这对我们来说是一个自然而合乎逻辑的选择。” 然而，并非所有工厂都能走这条路的。钢铁工业集团 Instituto Aço Brasil 机构事务主管 Cristina Yuan 表示，木炭无疑是巴西相对于其他生产国的优势，但目前只有少数人出于技术原因使用木炭。 “规模经济是主要问题，”“像 Usiminas、CSN [Companhia Siderúrgica Nacional] 和 ArcelorMittal 等大型工厂都拥有大型高炉，而木炭容易粉碎……，这会造成阻塞风险。” 例如，与 CSN 相比，AVB 实际上是一个比较小的工厂。AVB 的年产能为 600,000 吨 (tpy)，而 CSN 的年产能为 560 万吨。 Aço Brasil 的数据显示，2020 巴西粗钢产量中只有 11%（3142 万吨）来自使用木炭的综合钢厂，72% 仍在使用炼焦煤。综合工厂或小型工厂占产量的 17%。该研究所还表示，2020 巴西生产的每吨钢材平均产生 1.72 吨二氧化碳，而世界钢铁协会的全球平均水平为 1.89 吨，这使巴西在全球同行中处于有利地位。使用木炭的另一个问题是用于经济目的的可用土地短缺。袁补充说，尚未拥有森林资产的公司发现很难生产这种生物还原剂所需的桉树。拉波索同意。 “土地稀缺和木炭生产的低生产率是某些地区的限制因素，”AVB 主任说。“这就是为什么 AVB 开发了一种新的工业炉技术，与传统工艺相比，它的木柴和木炭产量翻了一番。” 总部位于巴西的淡水河谷是世界上最大的铁矿石生产商，也是另一家研究生物还原产品的公司。它已成功测试使用生物炭（生物质碳化产生的木炭）在工业规模上生产颗粒。

直接还原作为替代

Vale Rogério Nogueira 的黑色金属产品营销总监告诉 Fastmarkets，不仅生物炭，生物质本身也可用于高炉还原。他将其归类为脱碳的轻资产解决方案。 “我们还可以提到低等级的 HBI [热压块铁]；Tecnored，一种可替代煤炭的绿色、低成本生铁产品；以及生物质，”他说。“淡水河谷有能力满足客户的减排需求。” 然而，该公司的皇冠上的明珠之一是绿色煤球，在过去 18 年的发展中。它们可以替代高炉中的烧结矿、球团和块状材料，甚至可以替代直接还原铁 (DRI)。据该矿商称，使用它可以将炼钢过程中的温室气体排放量减少多达 10%。淡水河谷已经在巴西建造三座型煤厂，还有五座正在研究中。它已与 Ternium 签署了一份谅解备忘录 (MoU)，以探索其在合作伙伴位于巴西的钢坯厂的使用——该公司与钢厂之间一系列谅解备忘录的一部分。这家巴西铁矿石生产商还与中国江苏沙钢、宝武和湖南华菱签署了初步协议。 Vale 的目标是到 2035 年将范围 3 温室气体排放量减少 15%，这意味着在其参与的整个价值链中产生的气体。它认为 75-85% 的减少将来自与客户和供应商的合作伙伴关系，淡水河谷自己的计划占 15-25%。这些范围 3 排放中约有 94% 来自钢铁行业，因此是谅解备忘录。在其自己的行动中，Nogueira 引用了通过干法加工的采矿产出，这是一种生产高品位铁矿石的无水技术，需要较少的煤炭。主管说，从至少 43% 铁的地下开采的原矿矿石中，产品的铁含量可以达到 68%。 “我们相信直接还原铁馈电电弧炉 (EAF) 将成为许多钢铁制造商选择的路径 [我们看到] 许多项目，包括到 2030 年在欧洲的这条路线……[正在增加] 每年 2500 万吨的产能，”Nogueira 说. “在其他地区，气候目标不那么激进，这种向 DRI 的迁移在中短期内往往会更慢，”他补充道。“我们还看到，在中国和东南亚等一些[地区]，它们的装机容量更新，[延迟变化]。”

巴西处于钢铁脱碳的十字路口；木炭、天然气短期期权

天然气尚未流行

Aço Brasil 的袁说，如果木炭不适合整个行业，并且欧洲更明显地采用 DRI，那么巴西可以开始通过天然气减少更多排放。国会于 2021 年通过了一项法案，以规范该市场，并允许在几乎由国有生产商巴西石油公司主导的领域进行更多竞争。但这还没有成为现实。 “我们希望让天然气变得可行不需要这么长时间。它需要新的基础设施，公司需要进来，让费用更具竞争力，”袁说。 Vale 的 Nogueira 表示，在美国，电弧炉不仅占钢铁总装机容量的比例更高，而且天然气的使用量也更高。巴西铝业协会 Abal 也在急切地等待天然气的发展，并且是新法律的最大赞助商之一。能源是铝生产中最高的投入成本之一。主要问题之一是州和联邦层面的监管存在巨大差异。“天然气是一个很好的短期想法[对炼钢脱碳]，因为与炼焦煤相比，它的排放量更低，”袁说。

巴西处于钢铁脱碳的十字路口；木炭、天然气短期期权

当地废品被视为不足

与此同时，另一个能源转型选择——虽然没有新的颠覆性技术在工业规模上变得可行——是废钢。但是，虽然高炉确实使用废料来平衡化学成分，但它在更广泛的原材料篮子中的份额要低得多。电弧炉是使用较大体积的电弧炉。巴西在 2020 年回收了近 800 万吨废钢，与该国 3142 万吨的产量相比，这一数字相差了一个数量级。 “从明年开始，没有办法停止用铁矿石炼钢，”巴西废铁协会 Inesfa 总裁 Clineu Alvarenga 告诉 Fastmarkets。“我们可以先从垃圾填埋场中取出废料，让它在经济上更有趣。” 阿尔瓦伦加批评联邦政府和最高法院尚未对去年允许征收联邦废品税的*法大**官的决定予以支持。他补充说，9.25% 的税收尚未实施，但如果国会不干预，可能在不久的将来实施。然而，据 Aço Brasil 的 Yuan 称，即使巴西将其所有产能都转为电弧炉，也没有足够的废钢。如果需要进口，可能会出现短缺，因为一些国家限制了出口。 “自 1980 年以来，巴西人均每年消耗 100-120 公斤钢铁。当时，中国的消费量要少得多，但它的产出和需求猛增，现在这个数字要高得多，”袁说。“我们仍然没有那个废料。” 对于淡水河谷，DRI 可以补充废料。营销总监 诺盖拉 表示，中国基础设施赤字的缩小差距可能意味着未来几年对扁钢的需求将超过长材。这意味着仅用废品达到所需质量将面临更多挑战。 “改用专门使用废钢的电弧炉也将大大增加[对材料]的需求，从而推高目前已经很高的价格，”Nogueira 补充道。 Fastmarkets 不评估巴西国内废钢价格，但其最大出口目的地孟加拉国通常是一个很好的代理。3 月 17 日，废钢 HMS 1 和 2 (80:20)、集装箱进口、CFR 孟加拉国的最新评估为每吨 620-625 美元，高于前一周的每吨 595-615 美元和每两周比较的每吨 560-565 美元.

能源转型的未来，绿色溢价

在所有采访中，Fastmarkets 都听说氢气尚不可行。该技术仍然很昂贵，并且从经济角度来看，从天然气或可再生资源中制造它的最佳途径没有定义，以及可以生产多少“绿色”氢气。 “这一切都归结为具有竞争力的价格。氢气仍然很昂贵，而且根本没有整合，”袁说。 “对于钢铁制造商必须使用何种方法或技术来减少碳排放，目前还没有明确的定义，”AVB 的 Raposo 说。“没有唯一的解决方案。我们需要做更适合当地情况和政策的事情。” 不确定的未来是为什么巴西的 Gerdau 没有设定到 2050 年实现碳中和的坚定目标，而是说这是它的“野心”。该公司已经在同行中处于有利地位，2020 年每吨钢的二氧化碳排放量为 0.93 吨，在 2020 年回收了 73% 的产量，同时也是世界上最大的木炭生产商。在那之前，市场参与者认为高档和低碳材料的价格将开始高于传统产品。一个例子是上述废钢价格在向电弧炉过渡的情况下飙升，另一个例子是铁含量更高的铁矿石。

“我们希望通过高品位铁矿石获得健康的溢价，”淡水河谷的 Nogueira 说。“反过来，客户将节省燃料支出并提高工厂的生产力，降低与排放相关的成本，并使低碳产品的营销成为现实。”

巴西处于钢铁脱碳的十字路口；木炭、天然气短期期权

这家世界上最大的铁矿石生产商已经在享受部分溢价。与 62% 的铁粉相比，65% 的铁溢价从去年底的每吨 18.75 美元升至每吨 28.05 美元。 3 月 18 日，Fastmarkets 的铁矿石 62% 铁精粉指数（CFR 青岛）计算为每吨 150.05 美元，较 2021 年 12 月 31 日的 120.75 美元上涨 24.27%。 3 月 18 日，Fastmarkets 计算的铁矿石 65% 巴西产铁精粉（CFR 青岛）指数为每吨 178.10 美元，较 2021 年最后一天的每吨 139.50 美元上涨 27.67%。 “在可持续发展领域积极主动的公司将在市场上获得投资者和客户的价值升值，”Aço Brasil 的袁说。“但这是中长期的事情。”