【埃森哲】从灰色到绿色：为电力未来优化钢铁运营

近日，全球知名的专业服务公司埃森哲发布了一份名为《从灰色到绿色：为电力未来优化钢铁运营》的行业研究报告。该报告深入探讨了钢铁行业如何从传统的高碳排放生产方式转型为绿色钢铁生产的全过程，分析了绿色钢铁需求的增长、数据与人工智能技术在钢铁生产中的应用、工作方式的转变、以及如何确保废金属和可再生能源的稳定供应等关键议题。报告指出，钢铁制造商面临着从传统的高炉（BOF）转向使用氢气和电弧炉（EAF）的直接还原铁（DRI）的挑战，这一转变不仅涉及技术升级，还包括运营模式的全面革新。报告中提供了丰富的数据、分析和建议，对于理解钢铁行业绿色转型的复杂性和机遇具有重要价值。

钢铁行业正在经历一场从灰色到绿色的变革。随着能源、建筑、汽车等行业客户纷纷承诺实现净零排放，对绿色钢铁的需求迅速上升。为了响应这一变化，钢铁制造商正在投资数十亿美元，用氢气直接还原铁（DRI）和电弧炉（EAF）替代使用了几十年的高炉。预计到2050年，EAF钢铁产量将再增加80-100%。

这场转变并不容易。EAF项目目前主要集中在欧洲和北美，这些地区的公司要与中国和印度等仍广泛使用高炉炼钢的竞争对手抗衡，就需要以更低的成本生产出足够的绿色钢铁。EAF虽然在操作灵活性上有优势，但也面临诸多挑战，比如如何将新的分批EAF与连续制造流程的下游钢铁制造资产整合，如何以废钢作为原料并管理其质量、供应和成本的巨大差异，以及如何以竞争性的价格获得足够的可再生电力和绿色氢气。

为了克服这些挑战，钢铁制造商必须重新设计和部署数据、人工智能（AI）、信息技术（IT）和运营技术（OT）。如果钢铁制造商在实施EAF的同时不升级更广泛的技术，可能会发现投资数十亿美元的新炉子在运行时已经过时。技术革新应包括连接所有数据、消除信息孤岛，通过云解决方案运行预测质量分析、优化吞吐量和管理瓶颈。此外，还需要IT和OT的集成，使用传感器和其他物联网技术的自动化，以及更新ERP系统。

工作方式的转变也是必要的。EAF的引入创造了重新设计操作方式的难得机会。例如，EAF的物流变得更加复杂，需要大量废钢。预测废钢的质量并调整炉子和下游流程设置以生产正确质量的钢铁是关键。此外，计划过程变得更加动态，质量管理从数十年磨练的成熟流程转变为更加动态的方法。EAF的维护计划性更强，可以降低成本并防止意外停机。转向DRI需要新的安全标准，因为钢铁制造商需要生产和处理氢气，这是一种极易爆炸和挥发的分子。

钢铁制造商还必须确保废钢和可再生能源的稳定、成本效益高的供应。转向DRI和EAF从根本上改变了成本驱动因素，从高炉的煤炭和铁矿石转向废钢和可再生能源。这些领域的投资对于以竞争性价格生产绿色钢铁至关重要，但它们迫使钢铁制造商在如何最好地分配资本方面做出艰难决策。

EAF钢铁生产需要比高炉方法多大约6倍的废钢，而且质量更加重要。这意味着转向EAF的钢铁制造商需要一个强有力的策略，以确保他们拥有正确数量、正确时间和正确价格的废钢。然而，这说起来容易做起来难，因为废钢行业由小型本地供应商主导，市场碎片化导致了不可靠和不透明的供应链。此外，废钢的可用性存在显著的地区差异，中国作为最大的废钢产生国，不出口废钢，而美国、欧盟和日本是废钢的净出口国。但随着废钢需求的增长（由EAF钢铁产量增加推动）和减少排放的压力加剧，这些国家可能会限制出口以满足国内需求。

可再生能源的供应跟不上需求，特别是在欧洲。到2050年，欧洲水泥、钢铁、电动汽车和化工行业的能源需求将达到6,130太瓦时。这相当于836个核电站、0.07万平方公里的光伏太阳能板（爱尔兰的大小）或0.5万平方公里的陆上风电（西班牙的大小）。这是一个令人震惊的需求和供应之间的巨大差距。

钢铁制造商必须更多地参与能源管理的生态系统。这包括与电网运营商和政府达成协议，确保他们拥有所需的电力，并通过投资海上风能生产股份实现向后整合。需求如此之高，以至于公司还在探索与公用事业和能源生产组织合作的选项，例如小型模块化反应堆（SMR）。

绿色钢铁为钢铁制造商提供了一个独特的机会，可以改变竞争力。由于DRI和EAF来自少数供应商，这些技术的实施为获得竞争优势提供了有限的范围。相反，差异化将来自钢铁厂在以下方面的成功：为未来设计，从数据、AI、GenAI和自动化中提取全部价值；转变工作方式以优化EAF和DRI；采购可靠、成本效益高的废钢和可再生电力供应。换句话说，钢铁制造商需要超越购买哪种炉子的决定，而是思考他们将如何更广泛地使用技术来推动钢铁行业的这一激动人心的新篇章中的竞争力差异化。

这篇文章的灵感来自于《从灰色到绿色：如何构建有竞争力的绿色钢铁业务》报告。除了这份报告，还有一些同类型的报告也非常有价值，推荐阅读，这些报告我们都收录在同名星球，可以自行获取。

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