鉄鋼グリーンの低炭素競争力の形成には、兆元の商業機会が埋蔵されている。鉄鋼の低炭素技術革新は、今後数十年間の鉄鋼工場、低炭素技術供給者及び低炭素技術革新生態圏の各方面の熱土である。
先日、工信部、国家発展改革委員会、生態環境部などの3つの委員会が共同で発表した「鉄鋼工業の高品質発展の促進に関する指導意見」(以下「意見」と略称する)は、2025年までに鉄鋼工業が基本的に配置構造が合理的で、資源供給が安定し、技術装備が先進的で、品質ブランドが際立っており、インテリジェント化レベルが高く、世界競争力が強いことを目指している。グリーン低炭素持続可能な高品質発展構造。鉄鋼業界は「2030年までに炭素がピークに達することを確保する」としている。
21世紀の経済報道はこれまで中国鉄鋼工業協会から、「鉄鋼業界の炭素達峰実施案」は国家発改委員会、工信部などの関係部門が先頭に立って作成し、2022年に適時に発表されることを明らかにした。中国は世界最大の鉄鋼生産国として、2021年の粗鋼生産量は10.33億トンで、世界の粗鋼生産量の50%以上を占めている。中国鉄鋼工業の二酸化炭素排出量は全国総量の約15%を占め、製造業31門類の中で炭素排出量が最大の業界である。
中国の鉄鋼業界の炭素達峰の実施案と炭素中和技術路線図は基本的に成形され、鉄鋼業界はどのような面からグリーン低炭素の転換に着手するのだろうか。どのようなテクノロジーが現在のモデルチェンジのニーズに適応できますか?中国宝武は高炉-回転炉の生産方式を革新し、水素富炭素循環高炉技術体系と水素冶金技術を構築して炭素を減らすことを提案し、プロセスを再構築した後、鉄鋼生産過程における最大の変化に対する影響は何ですか。
最近、21世紀の経済報道記者(以下「21世紀」)は以上の問題を持って、中国宝武鋼鉄グループ中央研究院の張永傑首席研究員をインタビューした。張永傑氏によると、鉄鋼は産業の米として、グリーン経済のエンジンであり、炭素のピークに達する炭素とこの広範で深い経済社会の系統的な変革を実現する中で、鉄鋼は自身の独特な低炭素競争力を形成しなければならない。これは鉄鋼材料技術と製造技術の方面のシステム革新を必要とするだけでなく、転覆性、展望性、突破性技術が業界に与える影響を重視し、技術再構築で鉄鋼グリーン低炭素転換発展を推進すると同時に、鉄鋼工場、鉄鋼業界乃至上下流関連産業運営システムに変革を行い、低炭素技術革新アーキテクチャを構築し、絶えず完備することを要求する。鉄鋼グリーン低炭素発展システムの形成を推進する。
鉄鋼グリーン低炭素転換の必要性と経路
21世紀》: 中国鉄鋼業界の炭素達峰実施案及び炭素中和技術路線図の基本成形、鉄鋼業界の「二重炭素」目標の実現を推進する上での優位性は何ですか?
張永傑: まず、鉄鋼材料のグリーン属性の優位性。鉄鋼は高度に循環可能なグリーン製品であり、グリーン経済のエンジンであり、鉄鋼を製造すると一定の炭素排出が発生するが、先進的な鉄鋼材料は排出削減推進者として発生した炭素排出削減効果はさらに顕著である。
ボストンコンサルティンググループと連邦ドイツ鉄鋼技師協会(BCG and VDEh(2013)、Steels Contribution to a Low-Carbon Europe 2050)の研究によると、鉄鋼が推進する二酸化炭素排出削減量は鉄鋼生産過程における二酸化炭素排出量の平均より6倍多いという。鉄鋼は国家経済建設と社会発展に最も貢献する基礎材料の一つとして、技術革新を通じて、強度がより高く、寿命がより長く、効率がより良い鉄鋼製品は社会の低炭素転換を実現することを力強く支持する。
次に、市場はゼロ炭素への転換を支えることを選んだ。社会全体のグリーン低炭素転換過程において、鉄鋼材料の市場需要は日増しに増加し、これは市場が鉄鋼というグリーン低炭素材料を選んだ結果であり、需要推進に属する。業界の有識者は、鉄鋼は炭素の「答え」であり、炭素の「問題」ではないと考えている。しかし、世界の鉄鋼総量に対する需要が巨大であるため、巨大なエネルギー消費と資源消費と排出をもたらすことは無視できない。鉄鋼のグリーン低炭素転換は環境資源のハード制約を突破する需要である。産業間の競争と国際競争の角度から、および全産業チェーンと全ライフサイクルの角度から見ると、鉄鋼の低炭素競争力は業界発展の需要であり、中国が製造大国である鉄鋼下流産業として国際競争に参加する需要でもある。
第三に、政策化のリードと人材駆動の優位性。最近、工信部、発改委員会、生態環境部の3部委員会は「鉄鋼工業の高品質発展の促進に関する指導意見」を発表した。中国は世界最大の鉄鋼生産国として、鉄鋼産業も最も市場化された産業の一つであり、産業の体量と備えた技術者、技術基礎は、その転換を支えるのに十分な能力を持っている。
21世紀》: 鉄鋼業界はどのような面からグリーン低炭素の転換を行い、さらに社会全体のグリーン低炭素の発展のためにエネルギーを賦課しますか?現在、どのような関連技術がモデルチェンジのニーズに適応できますか?
張永傑: 「二重炭素」目標の実現、低炭素競争力の形成、技術は重要で、科学技術は発展難題を解決する金の鍵である。 鋼鉄グリーン低炭素発展はエネルギーと原料構造の革新、鋼鉄材料の設計と応用革新、工芸装備プロセスの革新などに従うべきである。
エネルギー構造イノベーションとは、風光発電、原子力発電、バイオマスエネルギーなどのゼロ炭素、低炭素非化石エネルギーの鉄鋼企業における応用を採用し、原料構造イノベーションとは、廃鋼、低炭素の直接還元鉄(DRI)などの低炭素原材料の投入使用を指す。鉄鋼材料の設計と応用革新は高強耐候耐侵食軽量長寿のグリーン製品を開発し、材料効率と循環利用効率を高め、下流ユーザーの炭素削減などを支持する。プロセス装備プロセスの革新は、水素エネルギー冶金、水素富炭素循環高炉技術、二酸化炭素捕集、利用または貯蔵技術(CCUS)などのプロセス脱炭を実現するために、転覆性、展望性、突破性を有する新技術に焦点を当てている。
また、スマート製造を深化させ、5 G、ビッグデータ、工業インターネット、人工知能などの次世代情報技術を企業の設計研究開発、生産製造、マーケティングなどの各段階に応用し、デジタル化賦能を通じて鉄鋼のグリーン化とグリーン鉄鋼の製造を協力して推進しなければならない。鉄鋼業界は多業界と協同して低炭素、例えば鉄鋼-化学工業連産、鉄鋼-建工連産しなければならない。これらはすべて、社会の転換と発展に役立つ。
21世紀》: 鉄鋼はどのように協力して“二重炭素”の優位性を構築しますか?
張永傑: まず、鉄鋼は技術密集型業界であり、鉄鋼は低炭素技術革新をリードし、他の業界に輸出しなければならない。
第二に、鉄鋼材料とその副産物の緑色属性を際立たせ、鉄鋼材料の代替は下流の炭素削減を支持し、副産物、例えばスラグはセメント生産に代替し、公衆、社会を鉄鋼に対する認識を転換させる。
第三エネルギーの発展は鉄鋼から離れられない。鉄鋼業界はグリーンエネルギーの研究開発に注目し、風力発電、太陽光発電、水素エネルギーなどのエネルギープロジェクト、グリーン装備分野の基礎建設に参加し、鉄鋼業界が十分で安価なグリーンエネルギーを獲得することを支持しなければならない。
第四に、政府機関、協会、連盟などの活動に参加し、政策提案や制定に参加し、基準のリードを実施し、グリーン公共資金の支持を勝ち取る。
第五に、業界にまたがり、産業にまたがる低炭素イノベーション生態圏を創設し、国家標準レベルのトップレベルの設計、全面的な考慮から鉄鋼と上下流ユーザーの協同減炭を推進する。20年にわたって再建された建物を倒し、100年の土木工事の炭素排出強度の変化を想定すると、基準がリードし、上下流が協力して炭素を減らすのは決して空論ではない。中国宝武は世界の鉄鋼企業と生態圏のパートナーと共同で「世界低炭素冶金革新連盟」を設立し、鉄鋼グリーン低炭素の再構築を試み、業界のグリーン発展を牽引した。
技術の再構築は鉄鋼の低炭素競争力を推進する
21世紀》: 以前、中国の宝武は高炉-回転炉の生産方式を革新し、水素富炭素循環高炉技術体系と水素冶金技術を構築して炭素を減らすことを提案したが、プロセスの再構築の過程で、技術革新の方向は何だったのか。プロセスを再構築した後、鉄鋼生産過程で最大の変化に与える影響は何ですか。
張永傑: 現在、世界の主流の技術は高炉-回転炉(BF-OF)技術と電気炉(EAF)技術であり、中国の高炉-回転炉長プロセス技術が主導的な地位を占めており、2020年の中国の電気炉鋼生産量は10.4%にすぎず、世界平均レベルの30%左右、米国の70%近く、中国以外の他の地域の50%前後と比較して、大きな差がある。
電気炉路線の発展は趨勢であり、一つは廃鋼資源を製錬原料とし、もう一つは直接還元鉄(DRI)を製錬原料とし、DRIは水素、メタンなどの低炭素エネルギーを利用して鉄鉱石を直接還元して得ることができる。BF-BOFルートの低炭化も革新的な重点であり、高炉は極めて効率的な反応器であり、エネルギー効率は90%以上に達する。
水素富炭素循環高炉、高炉ガスCCUS及び回転炉大廃鋼比などは、欧州ULCoSプロジェクト、日本COURSE 50プロジェクト及び韓国POSCOの研究開発重点であり、エネルギー効率の観点から分析すると、これらの技術の応用は新興技術に比べて炭素排出が必ずしも高くない。米国のローレンスバークレー実験室は、この技術が高炉プロセスの炭素50%削減を実現できると考えている。これは企業家たちが技術革新、投資技術革新を重視し、現在、多くの技術路線が百舸争流している素晴らしいところかもしれない。
プロセスの再構築後、鉄鋼エネルギー流とフェライト流が変化し、対応するエネルギーネットワークシステムが再構築に直面する。 例えば、従来のプロセスの副産コークス炉ガス、高炉ガス、回転炉ガスの量は大きく変化し、その含有する水素、一酸化炭素は還元剤としてより経済的である可能性がある。一方,グリーン電気技術の進歩に伴い,そのコストはさらに低下した。プロセスの再構築は鉄鋼工場全体のエネルギー使用方式の変化をもたらし、エネルギーシステムの再構築をもたらす。 Baoshan Iron & Steel Co.Ltd(600019) 2020年に冶金業界の科学技術進歩一等賞を受賞したプロジェクトの一つは、分布式エネルギーと物理情報融合システム(CPS)技術の応用が伝統的な鉄鋼エネルギーの再構築と実践を試みることであり、この仕事は二重炭素の背景の下で応用をさらに深化させ、普及させる。
21世紀》: 中国宝武は既存の技術革新の再構築の面でどのような探索と努力をしたのか。
張永傑: 中国宝武は長期にわたって鉄鋼技術の再構築に注目し、絶えず突破的な低炭素技術を模索し、業界共通の難題の解決に貢献し、トップ企業のリード作用を発揮し、宝武グループは率先して業界内で「二重炭素」の実現目標スケジュールと路線図を提出し、世界低炭素冶金革新連盟の設立を発起した。宝武炭素中和株式投資基金。
宝武の低炭素冶金技術路線計画には、鉄鋼プロセスの極致エネルギー効率減炭、高炉プロセス技術の再構築減炭、水素冶金技術減炭、短プロセス近終型製造技術減炭、循環経済減炭、二酸化炭素資源化利用技術減炭などが含まれている。 私が率いるチームは主に鉄鋼の極致エネルギー効率技術の研究開発に焦点を当て、2019年に冶金工業出版社で「鉄鋼低炭素高エネルギー効率共通性難題技術の研究開発と応用」という本を出版し、業界に宝武グループグリーン低炭素技術の研究開発実践を分かち合うことを望んでいる。
転覆的な技術の突破を図る一方で、中国の鉄鋼産業の規模が大きく、発展が不均衡であり、既存の最良の実行可能な技術(BAT)の業界が省エネ・炭素削減の潜在力を普及させることも侮れない。「二重炭素」を背景に、既存のBATをベースにした二次開発の再革新は、ビジネス価値が際立っている。国際エネルギー局(IEA)は、既存技術の再構築は2050年までに累計21%の炭素削減が可能だと考えている。全プロセスのエネルギー効率の向上は鉄鋼業界の炭素削減の優先仕事であり、余熱余剰エネルギー資源化、界面エネルギー効率の向上の革新と応用を狙い、極致エネルギー効率に挑戦し、収益の尽きることを実現する。2020年の中国トン鋼の総合エネルギー消費は0.545トンの標準石炭/トン鋼であり、エネルギー効率はこのレベルで炭素を3%から5%削減し続けることが期待されている。
また、材料の革新とグリーンエネルギーの応用も宝武の注目の重点である。材料面では,高強耐候耐侵食軽量長寿のグリーン製品が製品開発の傾向である。エネルギー面では、グリーンエネルギーを外注するほか、2020年までに世界最大の屋根光発電プロジェクト97 MWを建設し、2022年に風力発電建設を計画している。
鉄鋼グリーン低炭素は1兆元の商業機会を埋蔵している。
21世紀》: 鉄鋼業界は炭素排出削減を行う過程で、まだ多くの困難が存在している。現在、鉄鋼が予定通り炭素中和を実現するためにどのような技術方式があるのか。
張永傑: グリーン発展はシステムエンジニアリングであり、鉄鋼工場は各工程の低炭素技術を重視し、工程間、全プロセスシステムの低炭素技術も重視している。また、専門、工場間、産業間再構築技術を推進し、他の業界と幅広く相互作用し、グリーン低炭素産業生態チェーンを構築し、産業協力を深化させ、協同発展を推進する必要がある。
ある程度、単一業界の炭素中和には克服しにくい問題が多く存在し、現在の認識レベルは最終的には底をつく技術CCUS(carbon capture,utilization and storage,炭素捕捉、利用、封止)が必要である。
このほか、鉄鋼業界も農林業界の資源と通じ合い、協力してウィンウィンすることができる。2021年、私と指導する博士チームは、Musk基金会に参加して1億ドルを出資してXPrizeに世界の炭素除去募集試合を依頼し、学生グループの最高賞を受賞し、中国にしかない2つのチームの一つでもある。バイオエネルギーと炭素捕獲と貯蔵(BECS)技術により、鉄鋼工業の余熱を利用して農林廃棄バイオマスの乾燥、熱分解炭化に全部または一部の熱源を提供し、熱分解によって発生したバイオマス炭は炭素基複合肥料を製造して塩基地、砂漠地の土壌改良に用いることができ、同時に土壌の「炭素為替」を実現し、負の炭素技術を形成する。
21世紀》: 鉄鋼低炭素産業技術革新にはどのような難点がありますか?どのように突破しますか?
張永傑: まず共通の技術供給問題です。共通技術とは、広い範囲の製品やプロセスに応用される可能性のある概念、部品、またはプロセス、または科学現象の深い研究を指し、英語の原文は(商業)競争前の技術を意味する。
鉄鋼共性技術の研究開発と応用は鉄鋼低炭素技術の変革と再構築に有利であるが、往々にして共性技術の外部性によって純市場メカニズムの共性技術の供給不足を招き、「市場の不振」をもたらす。一方,個々の個体は能力の限界により共通技術の供給を実現することが困難であり,協力は共通技術の商業価値を実現することが困難で「組織が機能しない」。二重の故障は技術の研究開発と普及の困難をもたらした。
これは政府、業界のトップ企業とその連盟、業界専門研究開発院が役割を果たす必要がある。一方、共通技術の革新的な研究開発と普及応用を促進し、共通技術の共有レベルを確定する。一方、法律法規制度の健全化を推進し、公平で公正な競争環境を創造し、共通の技術開発に必要な一部の資金支援を提供する。
次に知的財産権保護です。新技術、共通技術の研究開発が完了した後、外部の権利侵害の使用と規模の拡散に直面し、研究開発の投入損失と権利維持損失を招き、新技術の研究開発の妨害をもたらした。研究開発部門が知的財産権保護と応用保護をしっかりと行うほか、鉄鋼工場が使用者として知的財産権保護を高度に重視すると同時に、政府が知的財産権保護と罰則メカニズムを確立し、健全に実行する必要がある。
最後に炭素市場とグリーン金融賦能鉄鋼技術の革新と成果産業化である。炭素市場の通常化運行は鉄鋼グリーン低炭素発展にリスクでありチャンスでもある。鉄鋼企業は炭素市場のチャンスを十分に把握し、自身の発展傾向と特色を結びつけ、公共資金とグリーン資金の関心を導く必要がある。
鉄鋼は最も世界競争力のある産業の一つとして、グリーン低炭素の転換発展の中で、低炭素技術の再構築、低炭素技術の革新体系の再構築、低炭素運行体系の技術の再構築を実現できれば、中国社会全体のグリーン低炭素の転換、および中国が製造大国としての低炭素競争力の向上に中流砥石の役割を果たすだろう。
鉄鋼グリーン低炭素競争力の形成には、兆元のビジネス機会が埋蔵されている。鉄鋼低炭素技術イノベーションは、今後数十年間の鉄鋼工場、低炭素技術供給者及び低炭素技術イノベーション生態圏の各方面の熱土である。
