在瑞典北部城市吕莱夫的一个仓库里，海伦娜·桑德伯格（Helena Sundberg）从一堆深灰色、大理石大小的颗粒中抓了一把。这些是海绵铁块，因其多孔、蜂窝状的微观结构而得名。
桑德伯格是HYBRIT的现场和访客经理，这是一家瑞典企业集团，在这里试行“无化石”钢铁。她说，这种铁有一天会被制成钢，然后用于许多现代物品。
“婴儿车，钢墙的建筑材料，”她说。“我们用它制作了手表。”
传统上，钢铁是用煤炭制造的，而煤炭会排放大量的二氧化碳。根据国际能源署（International Energy Agency）的数据，炼钢占全球二氧化碳排放量的10%。HYBRIT在四年前建造了这个设施，作为用氢炼钢的实验室。氢是一种零碳排放的常见工业气体。
氢在HYBRIT被用来将红色的铁矿石颗粒提炼成几乎纯铁，这是炼钢过程中的关键一步。这项HYBRIT项目背后的瑞典钢铁制造商SSAB的首席技术官马丁·裴（Martin Pei）说，这种工艺背后的技术已经为人所知了几十年。
贝聿铭说：“但要让它全天候、安全地工作……过去没有人成功过。”
SSAB计划使用在HYBRIT开发和研究的技术，在本十年末取代其燃煤钢铁厂。这样，该公司将使瑞典的二氧化碳排放量减少10%。二氧化碳是气候变化的主要驱动力。
“从技术角度来看，我们相信这是可行的。未来的挑战是使其大规模实施，”裴说。
贝聿铭预测，这种以氢为基础的炼钢工艺可以出口到世界其他国家。
他说：“从长远来看，当这种情况大规模出现时，我个人认为这种情况会蔓延开来。”
氢气通常是由化石燃料制成的，在这个过程中会产生大量的二氧化碳。
但是HYBRIT是通过电解来制造氢的，电解是一种电流通过水，将水分子分解成氢和氧的过程。由于它的电力来自可再生能源，多亏了瑞典北部丰富的水力发电，它几乎没有碳足迹。
“我们完全脱碳了炼钢过程，”裴说。
然后，HYBRIT利用氢气处理铁矿石球团，作为炼钢的第一步。氢从铁矿石中除去氧，留下海绵铁。然后，海绵铁在同样由清洁能源驱动的电炉中熔化，然后加工成钢。
传统的以煤为基础的炼钢过程产生大量的二氧化碳。对于氢，唯一的副产品是水。
裴说，SSAB帮助启动了HYBRIT工厂，以应对日益增长的气候行动需求。其中包括欧盟的碳排放交易体系等政策，该体系将在未来几年内提高钢铁生产商的碳排放价格。
贝聿铭说：“作为一家公司，我们非常清楚地看到，由于了解气候变化造成的损害，社会现在将更多地关注减排的动力。”
贝聿铭说，这种类型的钢材在一开始的制造成本会更高，但一些客户，比如沃尔沃，愿意为它支付溢价。
他说：“2015年，在《巴黎协定》之后，越来越明显的是，我们使用钢材的客户现在要求使用这种无化石燃料的钢材。”
如何将业务扩展到其他国家，包括全球第四大钢铁生产国美国？
瑞典清洁钢初创企业Stegra的首席增长官卡莎·里特伯格-沃尔格伦表示，她的公司正在全球寻找生产地点。Stegra正在瑞典博登建造世界上第一个商业规模的绿色钢铁厂，靠近HYBRIT的试点工厂，使用类似的无化石技术。
里特伯格-沃格伦说，她的公司正在寻找附近有丰富可再生能源的地方，这在美国大部分地区都不是这样
“总的来说，当你从高层的角度来看这个问题时，美国并没有满足所有的要求，”里特伯格-沃尔格伦说。
她说，一个可能的例外是德克萨斯州，因为它拥有大量的风能和太阳能。但传统的炼钢地区，如宾夕法尼亚州西部和五大湖，不符合要求。
“你需要靠近（清洁）能源。而且它们不是现在的样子。”
其中包括美国钢铁公司位于匹兹堡附近的蒙谷工厂。正在试图收购美国钢铁公司的日本新日铁说，如果收购美国钢铁公司的提议得到美国政府的批准，它将向孟谷生产的煤基钢铁重新投资10亿美元。美国总统拜登和当选总统特朗普都表示，他们将反对这项协议。
里特伯格-沃格伦说，如果美国的政策鼓励更多的可再生能源，氢基钢在美国可能会更可行。
拜登政府成功地推动了可再生能源友好政策，如《2022年通货膨胀减少法案》，其中包括对清洁能源和清洁氢的补贴。它还拨出10亿美元用于两家钢铁公司开发低碳钢。
其中之一是瑞典的SSAB，将在密西西比州建造一座氢基钢铁厂。据该公司称，该项目仍在美国能源部和SSAB之间进行谈判。
另一个是克利夫兰-克利夫斯，俄亥俄州的一家工厂用天然气代替煤炭加工铁矿石。该工厂目前处于初步规划阶段，最终可能会转化为氢气。
今年早些时候，Cleveland-Cliffs首席执行官洛伦索·贡萨尔维斯（Lourenco Goncalves）告诉投资者，氢燃料将改变行业的游戏规则。
他说：“展望未来，我们预计未来十年将取得很大进展，重点是氢能源。”
美国钢铁工业的碳足迹已经低于其他国家的钢铁工业，因为美国的大部分钢铁都是在电弧炉中用废金属生产的。但该行业仍有大约30%的钢铁是使用传统的燃煤高炉生产的，比如美国钢铁公司的蒙谷工厂。
进步智库洛基山研究所（Rocky Mountain Institute）的高级研究员尼克·亚沃斯基（Nick Yavorsky）说，清理这些垃圾不仅有利于气候，也有利于钢厂附近社区的公共健康。
环保组织“工业实验室”（industrielabs）最近的一份报告发现，包括氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）和细颗粒物（PM2.5）在内的煤基钢铁污染，每年给美国造成高达130亿美元的医疗成本。
“生活在这些工厂附近的社区几十年来一直暴露在环境污染中，”亚戈尔斯基说。
钢铁行业的这种转型面临着来自特朗普第二任政府的不确定性。特朗普称拜登的气候政策是“骗局”，并发誓要废除《通货膨胀削减法案》，尽管他没有透露具体细节。
这让塞拉俱乐部的政策倡导者Yong Kwon感到担忧。
他说：“我担心，因为政府中有这么多成员并不关心气候变化，或者已经表示他们并不真正认真对待气候变化，所以这将不会成为新一届政府的优先事项。”
权和其他人说，美国能做的最重要的事情是清理其钢铁行业，尽快建立更多的可再生能源。据该公司称，博登的Stegra钢厂将使用约1000兆瓦的电力。这大约是一个传统核反应堆的输出。
拜登政府主要在财政上鼓励工业降低排放——比如清洁能源的税收抵免和清洁钢铁的补助；欧洲更多地依赖于碳排放法规的大棒。哪个更好？
SSAB的Martin Pei表示，两者兼备是最好的。
“理想情况下，两者结合使用会更强大。”
本文得到麻省理工学院环境解决方案新闻奖学金的支持。
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