本文1290字，阅读约需4分钟

摘要：调查结果显示，在符合碳中和社会碳预算的情况下，日本钢铁的生产和使用数量可能只有目前水平的一半左右，对大量使用高级钢材（薄板、高强钢等）的汽车行业影响尤其大，到2050年汽车行业可用的钢材预计将仅为目前水平的40%左右。

关键词：碳中和、钢铁行业、脱碳、高级钢材、废钢

要在2050年实现碳中和(CN)，亟需在剩余27年的极其有限时间内对难以处理的工业部门进行脱碳。针对这一问题，日本国立环境研究所·物质流创新研究项目的一个研究小组，利用数学模型分析了在符合碳中和社会碳预算的情况下，日本钢铁的生产和利用情况，并调查了供需双方需采取的关键措施。

调查结果显示，即使技术开发如期取得进展，由于可再生能源电力、氢气和废铁的供应限制，到2050年碳中和社会的钢铁生产和使用数量可能只有目前水平的一半左右。对大量使用高级钢材（薄板、高强钢等）的汽车行业影响尤其大。如果目前将废钢降级循环为高耐受性建筑材料（例如棒材和型材）的做法持续下去，到2050年汽车行业可用的钢材预计将仅为目前水平的40%左右。

除了目前作为核心措施正在讨论的特效技术（氢气直接还原炼铁等）外，上述结果表明了钢铁行业与需求方行业一起协作推进以下两项措施的重要性和紧迫性：（1）建立升级循环以利用废铁生产高级钢材；（2）转变为新的商业模式，能够使用比目前更少的钢材提供服务。

到2050年实现碳中和的关键，是从大量使用廉价材料的现代社会迅速过渡到高效使用高功能材料的社会，并为整个社会的资源约束做好准备。

结果1

当前钢铁生产和利用

图1 2019年日本的钢铁生产和利用结构

该流程图显示了铁从原材料采购到生产和使用的一系列流程。颜色深浅表示以废铁为主要原料的电炉钢材的比例——颜色越深，电炉钢材的比例越高。

目前，大部分废钢被降级循环为钢筋和型钢等建筑钢材，而不是杂质含量严格的优质钢材。

结果表明，电炉钢材用量占建筑业全部用钢量的60%以上，而对高级钢材依赖度高的汽车行业仍不足20%。

（图中所有数字均以百万吨为单位。）

结果2

碳中和社会下的钢铁生产和使用

图2 符合2050年碳中和社会碳预算的日本钢铁生产和使用变化

上排为粗钢产量，中排为钢材产量，下排为成品钢产量。

Innovative production（创新生产技术）包括提高能源效率、部分氢气替代高炉中的焦炭、碳捕获和储存(CCS)以及氢气直接还原炼钢；Circular economy（循环型经济）包括扩大日本国内的循环能力和延长产品的使用寿命（包括再利用等）。

该图表明，即使创新生产技术和循环经济快速普及，由于可再生能源电力、氢气和废钢的供应限制，2050年的钢铁生产和使用量可能会比现在受到更多制约。特别是如果目前将废钢降级循环为建筑材料的做法持续下去，依赖高炉/转炉法的高级钢材的产能将会受到更严重的制约。

3

对调查结果的分析

由这项研究结果得出的一个重要启示是，钢铁生产的脱碳没有灵丹妙药。目前，作为脱碳的核心措施正在被讨论的所谓的特效生产技术，如氢气直接还原炼铁和碳捕获储存技术在技术、经济和社会方面存在问题，并没有得到大规模的引进。目前的情况是，使用这些技术所需的可再生能源、氢气等的可供应情况极不确定。也就是说，依赖特效技术的脱碳计划，意味着工业生产运行的可行性和稳定性都留给了不确定的技术，需要子孙后代的巨大努力。

这项研究表明拥有不依赖特效技术的脱碳计划的重要性。为此，材料行业和需求方行业的通力合作，推进以下两项措施尤为重要：

（1）建立升级循环以利用废铁生产高级钢材；

（2）转变为新的商业模式，能够使用比目前更少的钢材提供服务。

翻译：王宁愿

审校：刘翔

李涵

通稿：李涵

（1）获取原文

如需原文相关信息，请联系邮箱：support@aipatent.com（请注明“获取原文信息”）

（2）征稿启事

应部分读者建议，本公众号现开放投稿，面向企业及科研机构人员征集稿件，可以分享技术信息、学术类论文、科研成果以及研究见解等。

投稿请发送至邮箱：support@aipatent.com（请注明“AIpatent公众号”来稿）

（3）资讯定制

我们是专注于国际技术转移的服务商，致力于将日本及其他国家的先进技术引入中国。如有海外先进技术资讯定制需求，请联系邮箱：support@aipatent.com（请注明“资讯定制”）

语智海报.png

【视角】走向碳中和社会将如何改变日本的钢铁生产和使用？