工业化国家正在努力维持初级钢铁生产作为其区域控制下的战略方向,同时需要减少其消耗的巨大能源所产生的碳排放。为实现这一目的,缓解北半球可再生能源的短缺,可以从南半球建立高效的可再生能源供应链,即通过氨能这种高效氢载体,或重新安置铁生产区域并进口HBI(热压铁)来实现。
推演1:巨额投资(而钢铁厂缺少资金)
向绿色钢铁过渡需要对新的基础设施进行大规模投资。绿电、氢气生产及存储系统的投资通常超过钢铁公司本身的市值,因为上游能源相关投资的规模远大于钢铁厂本身资产的数量级。
例如,一座年产能为250万吨的绿色钢铁厂需要以下投资,并需配以相应的绿色能源供应:
| 包括能源供应在内的新建绿地直接还原厂的投资额(+/-25%) | |
|---|---|
| 可再生电力生产 | 50 亿美元 |
| 制氢 | 40 亿美元 |
| 能源储存 | > 10 亿美元 |
| 能源供应总投资 | > 100 亿美元 |
| 直接还原厂 | 10 亿美元 |
| 电弧炉或开放式熔炉 | 10 亿美元 |
| 轧线 | 10 亿美元 |
| 辅助设施 | 10 亿美元 |
| 新建直接还原厂的总投资 | 40 亿美元 |
在未来的能源供应链投资中,能源公司和绿色投资基金显然将占据主导地位,而非钢铁厂。前者的信用评级要高得多(通常为A或AA),这使他们能够获得资金,利率也比钢铁厂低,当利率保持在高位时,这种金融杠杆能力的差异只会进一步扩大。由此产生的高国债收益率会使贷款人对钢铁企业的非投资级债券更加谨慎。此外,能源行业因其商业模式的性质,可提供更稳定的回报和自由现金流,且一般市值较大,因此不仅具备更高的借贷能力和更优惠的利率,还更容易通过股权融资进行大型投资。
简而言之,如此规模的减碳项目需要钢铁行业以外的参与者提供资金支持。因此,能源部门(也可能是各国政府)有责任为最有利于自己的国家和全球绿色能源战略定下基调,而钢铁厂则很可能不得不按指示行事。
推演2:资本逐利
钢铁行业可以通过多种途径实现脱碳。若要实现“低二氧化碳排放”,生产过程中的煤炭原料必须用非化石燃料替代,开创性的项目使用绿氢来实现这一目的。然而,钢铁厂通常位于氢气基础设施在供应和成本方面缺乏竞争力的地区,在德国、日本、韩国等重工业国家以及中国的许多地区尤为明显。
凭借资本支持的决策权,投资者通常会选择产生最高风险调整收益的选项。能源生产设施往往位于全球南部的偏远地区,属于高风险国家,因此高利润率是证明其投资合理性的必要条件。与能源行业相比,钢铁厂通常缺乏足够的财力或利润率来承担这种风险。
因此,钢铁厂面临着一场艰苦的斗争:他们需确保资本愿意投入偏远的高风险地区,来生产热压块铁(HBI),例如那些想靠直接还原路线来实现钢铁脱碳的企业。
另一种选择可能是氨,因为氨不仅能够为钢铁行业提供还原剂,还在肥料和化学品领域已经拥有巨大的现有市场,另外,亚太地区的发电厂在掺氨燃烧发电技术方面的市场需求也是增长的,其承购市场多样化且规模更大,并为生产商提供了灵活性,可以始终将产品出售给出价最高的买家。相比之下,热压块铁(HBI)生产属于一个相对狭窄且僵化的价值链。氨生产具有固有的更低风险,同时具备至少相同或更高的盈利能力,因此资本更可能被氨吸引,因为其较高的风险调整收益对投资起到了引力作用。
总之,我们的分析表明,全球和区域脱碳战略的责任可能会超出钢铁行业本身。这是因为实现脱碳需要大量的财政和基础设施资源,而这些资源更适合由预算更充足的主体(如能源部门的参与者)来承担。此外,这些实体通常追求在最小化投资的同时实现回报最大化。在众多选项中,氨能提供了更多的利用机会,拥有现有的基础设施,并且与进口热压块铁(HBI)等替代方案相比风险更低。
EASyMelt是钢铁行业的一张万能牌
目前,钢铁行业的前景是成为战略方向参与者之一,被能源巨头利用来谋取利益。然而,诸如保尔沃特EASyMelt新技术能够在生产过程中高效地直接使用氨,因此避免了从进口氨中分离氢所造成的能源损失。这可能是钢铁行业的一张万能牌,可以让钢铁行业也分得一杯羹。
与其他脱碳方案相比,保尔沃特EASyMelt所需的初始投资要小得多,可以将资本风险转移至能源行业,同时还在绿色钢铁价值链中高效利用氨。这种高效利用必然带来成本节约,使钢铁厂和能源供应商能够共享收益。因此,氨不仅成为能源行业的首选投资项目,也是钢铁行业更具盈利潜力的能源选择。
| 将高炉转化为 EASyMelt(包括能源供应)的投资额(+/-25%) | |
|---|---|
| 高炉改造 | 10 亿美元 |
| 下游设备 | 现有设备 |
| EASyMelt 钢厂(棕地)改造总额 | 10 亿美元 |
通过使用氨,钢铁厂不仅能够以全球海运价格获得绿色还原剂,还可以灵活调整钢厂自身所消耗的能源形式(煤、天然气、当地氢气、当地电力或氨),并灵活配置其比例。所有这些能源形式都可能来自多个可能的供应商,这赋予了保尔沃特EASyMelt宝贵且独特的经济优势,而传统的基于直接还原的绿色钢铁厂根本不具备这一优势。这样,钢铁生产供应链及运营成本(OPEX)方面降低了风险,钢铁厂重新获得了在能源采购谈判中的主动权。
降低可再生能源生产商和消费者的运营风险不可避免地转化为更低的借贷成本或更高的风险调整收益。因此,各方的资本都是赢家,因为资本总是倾向于也应该这样做。
EASyMelt的主要特点:
- 经济高效的改造:EASyMelt工艺允许使用现有高炉进行改造,使用裂解氨等富氢气体,无需新建直接还原竖炉和电弧炉设备。这显著降低了投资成本,改造费用仅为新建直接还原/开放式电熔炉(DRI/OBF)或电弧炉(EAF)成本的30-50%。
- 适应并高效利用可再生能源:EASyMelt技术生态系统能够根据当地最佳条件,灵活的以不同比例使用煤、天然气、氢气、氨和电力等能源。特别是氨能以非常高的效率使用,与传统方法相比,无需氢气的分离和提纯,因此,回收了大部分氨合成的能量损失,从而实现高效的价值链。
- 降低操作复杂性:EASyMelt工艺通过在高温下直接使用裂解氨来简化操作,无需冷却或分离氢气。此外,高炉炉顶煤气可作为氨裂解工艺的燃料,进一步降低能源成本。与使用通过进口绿氨制取的氢气相比,这一方法将能源成本可降低15%至20%。