摩天大楼和桥梁，汽车和游轮，枪支和洗衣机。所有人都有一个共同点：钢铁。

作为工程和建筑的关键投入，它是世界上最常用的金属，是现代工业经济的基础。由于英国发明家亨利·贝塞默 (Henry Bessemer) 在 1850 年代开发了一种廉价批量生产铁合金的方法，一个庞大的行业已经发展壮大，如今营业额超过 2.5 万亿美元，雇佣了数百万人。

但正如石油和煤炭行业近年来面临巨大压力一样，钢铁在气候危机中的作用现在正受到更严格的审查。从美国的铁锈带到中国的制造业中心地带，冶炼铁的主要方式向大气中排放了大量二氧化碳，这是人为全球变暖的主要原因。

除发电外，钢铁行业是最大的天然气工业生产商。根据世界钢铁协会的数据，它占所有直接化石燃料排放量的 7% 至 9%，高于印度的总数。

随着气候变化上升到全球政治议程，许多政府致力于实现雄心勃勃的环境目标，与时间赛跑，开发这种强大且多功能材料的低碳版本。

“钢铁是现代社会非常重要的材料。很长时间以来，它都是从铁矿石中使用煤炭制成的，”处于这些努力前沿的瑞典公司 SSAB 的首席技术官 Martin Pei 说。

“如果我们真的想为实现《巴黎协定》中设定的气候目标做出贡献，那么人们普遍认为，仅在高炉中进一步提高效率是不够的。迫切需要突破性的技术。”

在过去十年大规模部署可再生能源之后，以及世界上许多汽车制造商最近承诺改用电动机后，钢铁、水泥和石化等需要极热的重工业是下一个前沿领域之一。经济脱碳。

根据国际能源署的数据，为了实现全球气候和能源目标，钢铁行业的排放量必须在本世纪中叶减少至少一半，此后将逐步降至零。

一些世界上最大的钢铁制造商，包括安赛乐米塔尔、蒂森克虏伯和中国宝武集团，正处于将实验室概念转化为工业现实的不同阶段。一些人甚至宣布了所谓的“净零”排放目标。

可持续发展咨询和投资公司 Systemiq 的合伙人 Faustine Delasalle 表示，技术发展水平令人鼓舞。“我们还没有进入市场准备阶段，但进展相对较快，我们可以期待在 2030 年之前第一波接近零的生产基地。”

最雄心勃勃的计划包括摒弃铁器时代发现的将岩石变成金属的原则，将“清洁”氢气作为新的替代能源。

然而，彻底改革一个年产 20 亿吨产品的庞大且缓慢发展的烟囱行业将是一项艰巨的任务。障碍之一是所需的投资水平，这可能会达到数千亿美元——在长期供过于求和盈利能力波动困扰的企业中，这并不容易。

欧洲最大的钢铁制造商安赛乐米塔尔 (ArcelorMittal) 估计，按照欧盟到 2050 年消除温室气体净排放的努力，对其在欧洲大陆的设施进行脱碳将耗资 150 亿至 400 亿欧元。

“这些技术将增加我们钢铁的成本。它并不便宜，我们的客户应该准备好付款，”执行主席 Lakshmi Mittal 说。

脱碳目标

钢铁如此高碳的原因归结为从其矿石中提取铁的主要途径。加热到 1,000 摄氏度以上的高耸高炉装有矿物、石灰和焦炭，这是一种源自冶金煤的燃料，可去除氧化铁中的氧分子。这种化学反应的副产品是 CO2。

咨询公司 CRU 的高级分析师 Ryan Smith 解释说：“加热铁矿石、熔化它以及将氧化铁分子中的氧与铁分离，都需要大量的能量。”

“成本最低的能源载体是碳基的。再加上其高温特性，使焦炭对钢铁制造如此重要，而且 [它] 真的很难替代。”

虽然环境政策制定者梦想着最大限度地减少资源开采和浪费的“循环经济”，但回收本身并不能为钢铁提供答案，钢铁已经是地球上重复利用最多的材料。

熔化废料而不是转换原材料的电弧炉更小、更灵活，排放的二氧化碳只是高炉的一小部分。今天，它们占全球钢铁产量的不到 30%。但是废料供应是有限的，并且电弧炉不能总是生产某些应用(例如汽车)所需的质量。

因此，专家表示，总是有可能需要“原始”钢材，只是通过一种污染较少的方法。最近的地缘政治事件为这一追求注入了新的动力。

随着重新加入巴黎气候协议，该协议承诺将全球气温上升限制在远低于 2 摄氏度的范围内，美国总统乔拜登提议建立一个气候研究机构，其目标包括“使制造钢铁、混凝土和化学品所需的工业热量脱碳”。

去年，当中国公布了到 2060 年实现“碳中和”的目标时，提出了另一个重要的意向声明。这将需要对其钢厂进行重大升级，这些钢厂占该国工业排放量的约三分之一。作为世界一半钢铁的来源，这个亚洲超级大国对全球市场动态具有举足轻重的影响。

目前，最先进的钢铁生产脱碳举措在欧盟——这反映了其更严格的环境规则。一项旗舰政策允许公司买卖证书以涵盖其碳污染。在这个排放交易计划下，一吨二氧化碳的价格自 2016 年以来飙升了八倍，达到近 40 欧元。随着向某些行业提供一定比例的免费配额的宽限期逐渐取消，它们实际上将面临污染的经济处罚——或者是改变方向的动力。

由于其他国家已经在运行或计划启动自己的碳市场，因此有警告称，由于钢铁制造商未能对排放采取行动，股东资金可能面临风险。

“你不能让钢铁以目前的速度发展，然后希望实现净零，”非营利性气候评估组织 CDP 的投资者研究主管卡罗尔弗格森说。“坦率地说，我认为这还不够快。你真的需要现在就开始投资才能转变。”

然而，尽管化石燃料公司已经开始面临来自股东的压力，但投资者对重工业的问题和可能的解决方案的认识较少，ShareAction 的金融部门战略主管沃尔夫冈库恩说，这是一个促进负责任的投资。

“对于石油和煤炭，你知道它需要消失。对于内燃机车，它们需要消失，”他说。“对于钢，情况更复杂。”