美國的鋼鐵產業正在迎來綠色轉型的重要節點，該國首批以可再生能源為驅動力的煉鋼廠即將問世。多年來，廉價量多的煤電和頁巖氣推動了美國鋼鐵冶煉的持續擴張，隨著全球加速推動綠色能源轉型，風電和光伏發電成本持續下降，該國越來越多的鋼鐵商踏上了“脫碳”之路，尋求最大程度降低“排放大戶”鋼鐵冶煉的碳足跡。

“風能煉鋼”或年底實現

美國CNBC新聞網日前報道稱，全美首座100%風能供電的煉鋼廠預計將于今年底投產運營。這座耗資2.5億美元的“風能煉鋼廠”歸美國第二大鋼鐵公司紐柯(Nucor)所有，廠址位于密蘇里州塞達利亞(Sedalia)，該公司將利用風電驅動電弧爐，將廢鋼熔化進而將其轉變為新的再生鋼。

紐柯在一份聲明中表示，公司一直在尋找提高能源效率以減少對環境負面影響的方法，對于即將成為美首個“風能煉鋼者”感到高興。風電正逐漸成為最主要的清潔供電方式之一，可以承擔包括鋼筋軋制在內等一系列電力需求龐大業務的供電工作。

據了解，紐柯與密蘇里州公用事業公司Evergy達成的75兆瓦電力購買協議，是促使這座“風能煉鋼廠”誕生的主因。美國中西部地區風能資源相對豐富，這使得密蘇里州、內布拉斯加州、堪薩斯州等州的風力發電競爭優勢十分凸顯，與日漸衰敗的煤炭和低成本天然氣相比，其可以無限供應干凈且便宜的風電。

紐柯最初并沒有以“100%風電運營煉鋼廠”為目標，而是以“靠近廢鋼資源”和“最終用途客戶”為主，但密蘇里州長期、固定且便宜的風電價格太有吸引力，加上紐柯追求可持續發展目標，該公司最終選擇在密蘇里州“安家落戶”，并強調“干凈且便宜的電價”對煉鋼產業至關重要。

值得一提的是，根據密蘇里州的《鋼鐵廠法案》，該州允許公用事業公司為鋁和鋼鐵生產商以及其他購買超過50兆瓦電力的大型企業申請長達十年的折扣電價。目前，Evergy正在為此事向州監管部門提交申請。

Evergy高級副總裁Chuck Caisley表示，隨著越來越多的投資者和公司追逐可持續發展和清潔目標，他們會更加頻繁地投建或改造此類工廠。“在堪薩斯州和密蘇里州，我們擁有很大的價格優勢，在滿足現有和潛在客戶清潔電力需求的同時，進一步改善了環境并創造了就業。”他說，“我們希望未來幾年將更多制造商吸引到中西部。”

這座“風能煉鋼廠”投產后預計需要250名員工，未來將為塞達利亞地區提供可用于建筑物的再生鋼筋。塞達利亞經濟發展執行董事Jessica Craig表示，這座煉鋼廠在過去18個月的建設中已經創造了500個建筑工作崗位，對于社區的經濟發展至關重要。“鑒于這座煉鋼廠的供電屬性，我們即將迎來一次變革型的發展機遇。“她說，“不管是經濟效益，還是社會效益，甚至是應對氣候變化危機的積極性。”

“光伏煉鋼廠”預計2021年問世

值得關注的是，“光伏煉鋼”也已提上日程。彭博社日前報道稱，俄羅斯第二大鋼鐵制造商耶弗拉茲(Evraz)在科羅拉多州運營的一座再生煉鋼廠，正在從煤炭發電轉向太陽能發電，其有望成為全美首座100%太陽能供電的煉鋼廠。

9月下旬，耶弗拉茲北美公司與美國電力公司Xcel Energy，以及歐洲最大太陽能開發商英國石油公司(BP)太陽能子公司光源BP(Lightsource BP)簽署了合作協議，將在科羅拉多州共同開發一座價值2.5億美元、裝機240兆瓦的太陽能發電設施，旨在為耶弗拉茲旗下落基山煉鋼廠供電。初步預計這座“光伏煉鋼廠”將于2021年問世，而且將是美國面向單一客戶的最大現場太陽能發電項目。

Xcel Energy一直是美國最積極部署可再生能源目標的公用事業公司之一，該公司此前決定關閉落基山地區的兩座燃煤電站，這直接威脅到了這座基于低成本電力煉鋼廠的生存前景，其主要生產用于鐵路、管道和盤條的鋼材，自1800年代就已經存在。

光源BP將負責這座太陽能發電設施的融資、建造和運營工作，并在長期電力購買協議下向Xcel Energy銷售其所有電力，同時同意制定長達20年的固定費率結構合同，使煉鋼廠的固定電價可延長至2041年。

另據美國有線電視新聞網報道，總部位于加利福尼亞州清潔能源初創公司Heliogen，研發出了一種利用人工智能的新型太陽能技術，可以產生1000攝氏度以上高溫，并將應用于制造水泥、鋼鐵等所需熱量極高的工業中。

截至目前，商業聚光太陽能熱系統設計的最高溫度只有565攝氏度，這對發電或許很有用，但對許多工業過程而言還不夠。Heliogen的創始人兼首席執行官Bill Gross表示，這一技術突破意味著太陽能有望直接用于制造水泥、鋼鐵等所需熱量極高的工業，而且生產過程變得更加經濟、環保。

“清潔冶煉”助力鋼鐵脫碳

落基山研究所在一份報告中指出，鋼鐵一直是碳排放大戶，約占全球溫室氣體排放總量的6%至7%。為了降低鋼鐵行業的碳足跡，鋼鐵商不斷嘗試各種降低排放量的方法，其中就包括“清潔”旗下煉鋼廠。

環保主義人士表示，“風光煉鋼”的意義不僅限于國家，更是代表著綠色鋼鐵行業的潛力，鋼鐵行業是全球最主要的碳排放來源之一。環保組織“非凡地球”(Mighty Earth)專家Margaret Hansbrough表示：“這(綠色煉鋼)對能源密集型的鋼鐵行業的未來具有廣泛意義。”

“非凡地球”在一份報告中指出，鋼鐵領域排放量約占全球碳排放總量的7%，其中大部分來自效率較低的高爐。目前，美國68%的鋼鐵都利用更高效的電弧爐技術，但該技術對電力需求龐大，如果轉換為清潔電力可以產生顯著的氣候效益。

“在鋼鐵生產中使用清潔電力既有利于企業，也有利于氣候。”Margaret Hansbrough坦言，“在削減煉鋼成本并減少碳足跡的同時，也為鋼鐵行業的可持續發展奠定了基礎。”

據了解，美國最大鋼鐵公司美鋼(USS)11月時確定了最新減排目標，旨在到2030年將其溫室氣體排放量減少20%。此外，代表全球鋼鐵生產量80%以上的世界鋼鐵協會(Worldsteel Association)也發起了一個“逐步提高計劃”(Step Up program)，以期向碳中和的鋼鐵經濟過渡，包括改用含氫燃料等。

落基山研究所高級分析師Thomas Koch Blank指出，氫基煉鋼等可持續技術將大大削弱鋼鐵行業產生的碳排放量。“如果我們不能使煉鋼脫碳，那么鋼鐵行業仍將貢獻5%的碳排放量。”