在全球气候行动与产业变革的双重驱动下,作为碳排放“大户”的钢铁产业链上游,铁矿企业的绿色转型尤为关键。力拓(Rio Tinto)与福德士河(FMG)同为全球铁矿业巨头,均发布了雄心勃勃的减碳蓝图,但其战略构想、技术路线与实施节奏呈现出鲜明对比,共同演绎了传统产业转型的多元逻辑。
本文全面梳理两家企业的具体举措,深度比较其异同。
力拓:全价值链协同与
多技术并行的渐进式转型
力拓的减碳战略核心在于“协同”与“多元”,其路径系统覆盖了从自身运营到客户端的全价值链,并部署了从短期改良到长期革命的多层次技术方案。
力拓设定了明确的短期目标,即支持客户到2035年实现高炉碳减排20%~30%。为实现此目标,该公司的实践聚焦于提供高品位铁矿石与优化炉料结构。力拓与中国宝武等主要客户紧密合作,开展炉料优化项目,通过提高高炉中块矿比例和增加碱性球团矿用量,改善冶炼效率。双方合作启动的梅山块矿干燥示范厂,便是通过对块矿进行预处理,降低入炉水分,从而降低高炉能耗与碳排放水平。力拓与辽宁科技大学合作提出了“Qisunny(辽宁科技大学教授汪琦和力拓全球技术总监宋阳升联合命名)矿—焦耦合冶金性能分析方法”。该方法被视为一项高炉炼铁优化工具,旨在通过量化矿、焦两种原料在高炉内层状结构中的反应交织行为及能效,指导高炉操作。它采用专用试验装置,表征矿石的软熔性、还原性以及焦炭的熔损反应等指标,并利用“高炉矿焦—操作制线”进行能效分析。其目标是推动高炉从使用“好”矿焦向“用好”矿焦转变,实现“低碳降本”。就自身运营减排而言,力拓力争到2035年,减少其加拿大铁矿公司约50%的“范围3”碳排放(即700万吨),措施集中于改进生产工艺、提升能源利用效率,以减少铁矿石生产和运输环节的碳足迹。
面向2050年“净零排放”的长期愿景,力拓致力于开发适用于其核心资产——皮尔巴拉铁矿的低碳冶炼技术,并预计在约10年后实现商业化。BioIronTM(生物质炼铁)技术是力拓最具创新性的低碳冶炼技术之一。该技术将皮尔巴拉铁矿石粉与农业废弃物等原始生物质混合,利用生物质在微波加热下释放的气体作为还原剂,在由可再生能源供电的“微波炉”中进行还原反应,直接生产铁。其最大潜力在于可完全取代传统高炉工艺所需的焦煤。与传统高炉—转炉工艺相比,BioIronTM有望减少高达95%的碳排放。与另一主流低碳路径——绿氢直接还原铁技术相比,其耗电量不到后者的1/3,显示出独特的能效优势。2022年,该技术在德国的小型中试厂成功生产出直接还原铁。目前,力拓正在西澳大利亚建设一个规模更大的半工业中试工厂,设计产能为1吨直接还原铁/小时,计划于2026年内投产。力拓的研究组合还包括电熔分炉、流化床、竖炉球团技术等,旨在进一步提高皮尔巴拉矿的品位和适用性,为不同的低碳冶炼方案提供高质量的原料。
力拓的整体战略呈现出“长短结合、多路并进”的特点,在确保当前产业链平稳过渡的同时,也为未来储备了多种技术可能性。
福德士河:激进的能源重构与
绿氢引领的颠覆式转型
相较于力拓的渐进式多元布局,福德士河的转型战略更为激进和聚焦,其核心逻辑是通过对能源系统的彻底重构,以绿氢为统一载体,实现全产业链的零碳重塑。
福德士河设定了行业领先的明确时间表,计划到2030年摆脱对化石燃料的依赖,实现铁矿石业务陆地运营(涵盖“范围1”和“范围2”排放,但不包括“范围1”中的航运排放)的“真正净零排放”,并力争到2040年实现涵盖上下游的“范围3”净零排放。
福德士河认为,实现目标的根本在于“能源替换”。为此,福德士河充分利用皮尔巴拉地区得天独厚的太阳能和风能资源,进行了大规模投资。例如,位于圣诞溪矿区的60兆瓦太阳能发电场已投入运营,可为矿区日间作业供电,每年替代约1亿升柴油,大幅减少碳排放。
此外,Uaroo(沃鲁)可再生能源中心的项目规模空前,计划部署多达340台风力涡轮机和一个装机容量达3000多兆瓦的光伏发电场,总装机容量高达5.4吉瓦(GW)。同时,该中心还将配套一个储能容量达9.1吉瓦时(GWh) 的电池储能系统,建成后有望成为全球最大的电池储能项目之一。该中心将为福德士河实现自身“零碳目标”提供核心能源保障。
福德士河将绿色能源的优势直接转化为产品的实践,是其“绿色颠覆者”角色的集中体现。其所开展的“绿铁”项目也是实现自身“零碳目标”的核心突破口。“绿铁”项目选址于圣诞溪矿区绿色能源枢纽,于2024年8月份破土动工,原计划于2025年底投产,每年预计生产超过1500吨“绿铁”。该项目完全基于绿氢直接还原铁技术。首先,其利用自建的太阳能发电场生产的绿电,通过电解水制取绿氢。随后,绿氢一方面为采矿、运输设备及熔分炉提供动力,另一方面作为还原剂,在特定反应装置中将预处理后的铁矿石还原。最终,还原产物经熔分炉冶炼,得到含铁量为95%以上的高纯度“绿铁”产品。该项目旨在实现生产过程的“几乎零碳排放”,是福德士河将绿色能源、绿氢制取、低碳冶炼和终端产品深度整合的示范工程。
愿景目标一致,路径各具特色
尽管终极目标一致,力拓与福德士河的转型逻辑存在系统性差异。
一方面,双方均不局限于自身运营减排,而是将“范围3”排放纳入核心目标,体现了引领全产业链降碳的责任定位。与此同时,无论是力拓BioIronTM技术的微波能,还是福德士河的电解制氢技术,其低碳技术的可行性都建立在低成本、大规模地获取可再生能源基础之上。两家企业也都积极与科研机构、产业链伙伴合作,力拓与高校、钢厂的合作,福德士河推进的巨型能源项目,均需广泛的生态协同。
另一方面,双方在技术理念上存在差异,力拓更像是“工具箱”,同时开发生物质、电气化等多种技术,并根据铁矿石特性、地区能源禀赋进行适配,注重方案的灵活性和供应链的延续性。福德士河则像一把“利剑”,几乎将所有资源押注在“绿电—绿氢—‘绿铁’”这一条核心路径上,追求技术的纯粹性与变革的彻底性。
与此同时,力拓采取“立足当下,投资未来”的平衡策略,既有2035年具体的客户减排目标,也有面向2035年后的革命性技术储备,转型节奏相对稳健。福德士河则体现了“未来引领,快速颠覆”的激进风格,设定到2030年彻底摆脱对于化石燃料的依赖的激进目标,并全力推动“绿铁”项目到2025年投产,商业化步伐更快,旨在成为“行业规则的重新定义者”。
还需要注意的是,力拓的多元路径抗风险能力更强,但可能分散资源,且BioIronTM等技术的规模化成熟度有待验证。福德士河的聚焦路径若能成功,将建立极高的绿色壁垒形成先发优势,但其战略高度依赖于绿氢成本的大幅下降、复杂巨系统工程的成功以及单一技术路线的全面成功,风险更为集中。
力拓与福德士河的低碳战略,代表了传统资源行业转型的两种经典范式:一种是基于现有体系的渐进式创新与协同改良,另一种是瞄准终极解决方案的激进式重构与垂直整合。综合来看,全球气候变化关注度提升背景下,铁矿企业低碳发展成必然趋势,未来将呈现多方向新态势与技术突破。其间,太阳能、风能等可再生能源将广泛替代化石能源,能源存储技术同步助力;氢基炼铁技术有望突破瓶颈,碳捕集、利用与封存技术将持续优化;产业合作会更紧密,企业、科研机构等共建低碳产业生态;市场需求驱动下,低碳排放的铁矿和钢材产品成为企业核心竞争力,叠加严格监管,企业低碳转型将加速。可以预见,铁矿行业将朝着能源转型、技术创新、产业合作、市场驱动方向持续发展。(中国冶金报)
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