2024年,美国政府决定向Cleveland-Cliffs位于俄亥俄州的Middletown Works提供最高5亿美元资助,用于建设一套氢就绪直接还原铁装置和两座电熔炉,以替代现有高炉。按照当时的方案,这项改造每年可以减少超过100万吨二氧化碳当量排放,第一批直接还原铁原计划在2028年三季度生产,整个项目在2029年底完成。
两年后,5亿美元仍然留在Middletown,项目却换了方向。
2026年8月21日,美国能源部宣布,将此前已经授予Cleveland-Cliffs的5亿美元资助重新调整项目范围。Cleveland-Cliffs再投入约5亿美元,形成总额10亿美元的投资,但原计划中的DRI和电熔炉不再建设,资金转而用于重建和升级现有煤基高炉、改善物料处理系统、采用AI优化炉况和能源效率,并建设利用钢厂过程煤气发电的设施。
美国能源部对项目为什么改变方向的解释是:Cleveland-Cliffs认为原项目已经失去商业合理性,因为客户不愿为钢材支付“绿色溢价”。
这句话把过去几年绿色钢铁产业始终没有完全解决的问题摆到了台面上。
如果绿钢多出来的成本没人买单,钢厂会怎么办?
Cleveland-Cliffs给出的答案是:重新投资高炉。
而从美国看到欧洲,再看到日本、韩国和中国,越来越多钢铁企业正在用不同方式回答同一个问题。
5亿美元补贴,也改变不了订单
Middletown的案例具有代表性,还有一个原因:这不是一家只生产普通建筑钢材的钢厂。
Middletown Works长期供应汽车、家电、暖通和钢材分销市场,原项目的政府材料甚至专门提到汽车外板和家电面板。汽车一直被视为最有可能率先形成绿色钢材市场的行业之一,原因并不复杂:钢材占整车成本的比例有限,汽车企业又有供应链减排要求,相比建筑钢材等价格敏感度更高的市场,汽车制造商理论上更容易接受低碳钢带来的额外成本。
最终的市场反馈没有支撑原来的投资计划。
政府承担5亿美元初始投资,可以显著降低建设DRI的资本压力,却无法代替客户长期购买产品。一座DRI工厂建成以后,还要面对天然气、氢气、电力、铁矿原料以及设备利用率等一系列经营条件。钢厂需要的是能够维持十几年甚至几十年的商业模式,而不是只解决项目建设阶段的资金来源。
于是 Cleveland-Cliffs 重新安排了这笔投资。
新项目保留现有炼铁体系,通过高炉重建、AI炉况控制、物料系统改造以及高炉煤气利用改善成本和能源效率。公司计划在未来四年完成主要投资,同时保持钢铁生产连续运行。
一座在2030年前后完成大规模重建的高炉,使用周期显然不会只有几年。
欧洲开始重新安排投资顺序
欧洲的调整方式有所不同,很多事实我们此前的文章中已经多次提及。
2025年6月,安赛乐米塔尔宣布无法继续推进德国Bremen和Eisenhüttenstadt原定的DRI-EAF改造项目。德国政府原本已经为两个项目准备13亿欧元财政支持,但公司最终没有作出投资决定。安赛乐米塔尔给出的理由包括市场环境以及低碳钢生产的经济性,相关政府资助合同原本要求DRI-EAF项目在2025年6月之前开工。
项目没有按照原来的整体方案继续推进,安赛乐米塔尔随后把下一步重点放到了电炉规划上。
原来的路线是DRI与EAF同步建设,现在则把大型转型项目拆开,根据条件分别作出投资决定:电炉具备商业条件,可以先建设;DRI所需要的天然气、氢气和相应基础设施条件尚未成熟,则继续等待。
欧洲其他仍在建设DRI的项目也在增加技术弹性。蒂森克虏伯Duisburg的直接还原项目设计上选择渐进式转向绿氢,在氢气供应不足的阶段允许使用天然气运行。企业避免把工厂投产后的正常运行完全绑定在尚未成熟的绿氢供应体系上。
过去几年经常出现的完整路线图——高炉退出、DRI接替、天然气过渡、最终全部使用绿氢——正在被拆解成一个个需要单独核算投资条件的项目。
日本从一开始就没有只押一条路线
如果把观察范围扩大到亚洲,行业的变化会更加清楚。
日本制铁这些年的低碳路线一直同时推进三件事:大型电炉、氢基直接还原以及现有高炉的氢还原技术。
其中COURSE50和Super COURSE50的目标,就是在高炉仍然运行的情况下减少焦炭消耗和二氧化碳排放。日本制铁同时推进大型电炉项目,为未来增加废钢和直接还原铁使用创造条件。
这意味着,日本钢铁业虽然制定了2050年碳中和目标,却没有把2030年前后的产业转型定义成大规模提前淘汰高炉。
这当然与日本钢铁产业的产品结构有关。汽车板、电工钢、高端厚板等产品需要稳定的大规模高品质铁源,而日本国内废钢数量和质量、电力成本、进口能源以及未来氢气成本都存在约束。在这些条件改变以前,高炉仍然承担着大量基础生产任务。
日本钢厂选择的是同时投资下一代工艺和现有工艺。
新技术成熟以后可以逐渐扩大,现有高炉则继续通过氢喷吹、原料优化、能源效率改善等方式降低排放。
这种路线没有Cleveland-Cliffs从DRI重新回到高炉那么戏剧化,因为日本钢厂从一开始就没有准备把所有筹码放在一种技术上。
韩国在建HyREX,也没有停止研究高炉
韩国的情况更复杂一些。
POSCO正在推进HyREX氢还原炼铁,并建设30万吨级示范设施,同时规划大型电炉。按照POSCO此前公布的路线,HyREX将在完成示范和商业化验证后逐步扩大规模。
如果只看这些项目,韩国似乎仍然在快速推进氢冶金。
但POSCO的实际技术组合要宽得多。
在HyREX进入大规模商业生产以前,公司仍然需要依靠浦项和光阳现有高炉体系,因此提高能源效率、增加低碳铁源和废钢使用、降低铁水比例以及在现有高炉中增加氢利用,同样属于其减排路线。
30万吨示范装置与数千万吨现有钢铁产能之间,还有很长的产业化距离。
实际上POSCO的选择是继续验证HyREX,但不会为了证明这条路线而提前放弃仍然能够稳定生产的高炉资产。
对于钢厂而言,示范一项可能影响2050年的技术,与决定未来十年几十亿美元资本如何配置,是两件不同的事情。
中国面对的是更大的存量资产
中国的情况又不一样。
全球没有第二个国家拥有如此庞大的高炉—转炉资产。即使新的低碳炼铁技术最终成熟,把如此规模的生产体系整体替换掉,也需要相当长的时间。
宝武公开的碳中和冶金技术路线很好地反映了这种现实。
其技术体系并没有只有一条氢基直接还原路线,而是同时布局极致能效、HyCROF富氢碳循环高炉、氢基竖炉、近终形制造、冶金资源循环以及二氧化碳回收利用。宝钢股份公开的技术路线进一步把未来冶金体系分成两条主要路径:一条继续围绕高炉—转炉体系进行富氢、煤气循环和碳捕集改造;另一条则以氢基竖炉和电熔分离为基础建设新的生产流程。
两条路线并行的意义很现实。
中国拥有大量不同炉龄、不同规模、不同成本水平的高炉资产,也拥有全球最大的钢铁产量和越来越丰富的废钢资源。沿海基地、内陆基地、拥有廉价绿电的地区以及依赖传统能源的地区,很难采用完全相同的脱碳方式。
一部分高炉可以继续通过能效、富氢、煤气循环和碳利用降低排放,一部分产能可能逐渐转向电炉,具备能源和原料条件的基地再发展氢基直接还原。
这种多路线并存,比一次性的工艺替代更具可持续性。
高炉重新进入长期技术投资
高炉继续运行,但不意味着高炉技术的原地踏步。
BHP今年披露的钢铁脱碳技术研究,把高炉优化、CCUS、直接还原和电熔分离等技术同时放在未来钢铁减排路径中。其判断依据之一,是全球钢铁行业仍然拥有数量庞大的高炉资产,而废钢、高品位铁矿、低成本电力和氢气供应都不足以在短时间内完成替代。
对于这些资产,提高焦炭利用效率、改善炉料结构、增加氢气使用、循环利用炉顶煤气以及捕集二氧化碳,都可能成为继续投资的方向。
这和Cleveland-Cliffs的选择开始形成呼应。
过去几年讨论绿色钢铁时,高炉经常出现在产业路线图的退出端:今天运行,未来被DRI或者电炉替代。
现在越来越多企业开始务实地计算它的价值。
钢厂正在减少对单一路线的依赖
我们看到全球各地区采取的办法并不相同。 这些选择背后的条件各不相同,美国有自己的能源和产业政策,欧洲承受更高的碳成本,日本和韩国高度依赖进口能源和原料,中国则需要处理规模巨大的存量高炉资产。没有一种路线能够直接复制到另一个市场。
共同出现的变化,是钢厂越来越重视投资的可调整性。
Cleveland-Cliffs只是用行动把这个问题说得更清楚而已。
