62億美元重金投資脫碳 全球第四大礦山 將如何實現零排放

2024-11-05     第一財經

[ 在礦區現場,記者看到了不少中國元素,比如聖誕溪礦區並排而立的光伏板中不少採購自中國,再如福德士河哈澤梅爾研發中心剛收到的來自寧德時代的電池,這些電池將通過研發設計,打造成適用於礦卡的電池組。多名福德士河工程師告訴第一財經記者,公司正在積極洽談,考慮引進更多質優價廉的中國新能源產品和解決方案。 ]

[ 蓋文介紹,探路者號充一次電大概25分鐘,滿電狀態下可以運行4~6小時。 ]

[ 目前福德士河每年要使用10億升柴油,未來隨著風能、太陽能的替代,這一成本將降至零。 ]

[ 公司未來的目標是與中國合作夥伴合作,每年向中國供應1億噸綠色鐵元素,幫助中國鋼鐵企業每年減少超過2億噸二氧化碳排放。 ]

從西澳大利亞州首府珀斯出發,向北飛行兩小時,即可到達全球第四大鐵礦石生產商福德士河(Fortescue)的聖誕溪(Christmas Creek)礦區機場。機場到達口步行不遠處的一座公交站,三輛車尾印有福德士河標語的白色氫能巴士在旁列隊等待,其中一輛此行目的地是聖誕溪礦區的一處加氫站。

在用設備釋放完車內靜電後,一名工作人員從一個兩米多高、形似加油機的加氫站中拉出一條黑色加氫槍,與氫能巴士儲氫罐的加註口相連。大概10分鐘,一個26升的儲氫罐即被加滿,整個過程與在加油站加油沒有太大差別。在聖誕溪礦區,這類氫能大巴共有10輛,加滿氫後能跑350多公里。

這處加氫站是福德士河綠色能源樞紐制氫設施中的一處,該設施白天由60兆瓦太陽能發電場供電,每天可產530公斤氫氣。制氫設施是給在明年底投產的綠色鐵素項目提供綠氫作為還原劑,冶煉出適用於全球幾乎所有鋼廠的高純度綠色鐵素。

從綠色礦山到產品,是福德士河脫碳路線的重要理念。公司的目標是到2030年實現澳大利亞皮爾巴拉地區鐵礦石陸地運營(範圍1和2)的零排放,再到2040年實現範圍3的凈零排放。

這一領先於同行至少10年的脫碳目標可謂雄心勃勃。為此,福德士河從採礦、鐵礦石加工生產到運輸,乃至下遊冶煉環節均率先布局。公司首要計劃是停止使用柴油、天然氣,徹底轉向綠色能源,這也意味著公司要改變傳統運作模式。

但作為「先吃螃蟹的人」,其所面臨的一切都是未知。公司的脫碳計劃具體如何落地,怎樣評估投入與產出?又將給當前同時面臨效益下滑、脫碳壓力大的中國鋼企何種啟示?近日,第一財經記者來到皮爾巴拉地區的聖誕溪、斷雲等礦區,從全球第四大鐵礦石生產商的脫碳計劃中探尋答案。

脫碳路線圖

被銹紅色土壤覆蓋的聖誕溪礦區現場罕見工作人員,常見的是沿路每隔幾分鐘駛過一輛的礦卡。這些礦卡駕駛艙內沒有司機,而是由遠在1100多公里外的集成運營中心遠程控制,在運營中心工作人員面前,三面並排相連的曲面屏顯示器上依次可見礦卡運行的現場畫面、運行效率、輪胎狀態、柴油油位等信息。

這座位於珀斯的集成運營中心於2020年投入使用,運營從礦坑到港口的全供應鏈,控制六個赤鐵礦加工中心及四台火車裝載機,每天從皮爾巴拉黑德蘭港發送58萬噸鐵礦石。兩年後,該中心進行供應鏈垂直整合,納入能源運營團隊,負責管理維護不同的能源資產,包括輸電電網、太陽能和風能發電場,向礦山提供綠色穩定的電力供應。

也是在這一年,福德士河發布了氣候轉型計劃,並宣布投資62億美元用於至2030年的脫碳計劃。根據轉型計劃,2024財年,公司範圍1和2排放量共272萬噸二氧化碳當量,在範圍1排放中,超過七成碳排放來自運輸設備,包括礦卡、大型礦砂船和鐵路,另有兩成來自固定式發電設備。為了維持這些大型設備運轉,公司每年要消耗10億升柴油。

福德士河在範圍1、2實現凈零排放的整體思路是利用可再生能源代替掉這10億升柴油。為此,這家公司計劃將所有礦卡、挖掘機、平地機等移動設備轉用綠電、綠氫作為動力能源。

以礦卡為例,2023年9月,福德士河成功測試了其與設備製造商利勃海爾公司合作開發的首輛充電式純電動礦卡原型車Roadrunner(探路者號)。8個月後,公司與利勃海爾合作研發的氫能礦卡原型車Europa(歐羅巴)成功上路。這兩輛礦卡原型車正在礦山運營環境中接受進一步調試,成功後將批量生產投入礦區,以在2030年前取代現有柴油驅動車隊。

在聖誕溪礦區可以看到,現場30多攝氏度高溫下,探路者號礦卡正以60邁勻速行駛在礦坑和充電站中間。區域所有電力驅動設備研發工作的負責人蓋文表示,礦卡自身凈重200多噸,又要運載220噸鐵礦石,負重大、高溫高塵的運營情境,對電池的尺寸控制、性能均提出較高要求。

蓋文在加入福德士河前,曾長期效力於F1賽車發動機研發團隊WAE(Williams advanced engineering),該團隊後被福德士河收購,命名為福德士河零碳。探路者號的電池系統正是由福德士河零碳所研發。這款定製電池重15噸,長3.6米,寬1.6米,高2.4米,由8個子電池組組成,總電容量1.4兆瓦時,等同於30輛特斯拉Model 3的電池容量。蓋文介紹,探路者號充一次電大概25分鐘,滿電狀態下可以運行4~6小時。

鐵路方面,福德士河亦計劃將柴油驅動的火車機車組轉變為電力驅動。公司共有17列礦用火車,每列可裝載3.5萬噸鐵礦石,列車由前兩節機車驅動。相關負責人稱,明年年初將有兩節電池驅動的機車加入列車編組中,進入礦山實際運行、進行性能監測。為了讓原有業務人員適應轉崗後的工作,福德士河還對火車機械工程師進行培訓,使相關崗位工作人員職業結構轉變為以電氣工程師為主、機械工程師為輔。

福德士河在範圍3的脫碳手段是推行綠色鐵素項目。綠色鐵素指在鐵礦石的開採、運輸及加工冶煉中實現綠色脫碳,最終生產出高純度綠色鐵素產品。採礦階段使用電動挖掘機和純電動礦用重卡,運輸至利用可再生能源的選礦廠,生產出綠色鐵礦石產品。在加工階段,將礦石磨至2毫米粒度,利用現場製備的綠氫進行還原,並採用可再生能源供電的電熔爐冶煉出高純度綠色鐵素產品。

為滿足電動化轉型,福德士河正大力建設可再生能源發電項目,承諾每一度電由自己生產。公司在距鐵橋礦區25公里遠的北極星西結合點建設了一個產能為100兆瓦光伏的發電廠,為所羅門和鐵橋礦區提供綠電。「平常電力需求在170兆瓦/小時,尖峰時段可達190兆瓦/小時。」集成運營中心能源運營團隊負責人介紹,為保障礦區綠電穩定供應,公司還配備了儲能系統進行電力調度,「我們正在建設大型風力發電場,以及更多太陽能和儲能系統」。

經濟帳怎麼算

推行綠色低碳轉型,是礦山經營降本增效的重要方式,尤其在當前行業成本不斷攀升的情況下。

根據福德士河披露的2025財年一季報,受當季較高的剝采比及通脹壓力影響,公司2025財年第一季度赤鐵礦C1現金成本為20.16美元/濕噸,比2024財年一季度增加了12%。根據指導目標,公司計劃將2025財年赤鐵礦的C1現金成本控制在18.5~19.75美元/濕噸。

「脫碳很重要,但能同步實現盈利也很重要。我們的目標是到2030年實現真正零排放目標並從中獲利。」福德士河戰略及創新總監柯愛莉表示,脫碳對於成本的影響實則是降低公司C1現金成本。目前福德士河每年要使用10億升柴油,未來隨著風能、太陽能的替代,這一成本將降至零。

以火車機車為例,從運營成本看,傳統柴油發動機需要經常維護,成本較高,且一輛柴油機車每36小時要加1.8萬升柴油,燃燒後產生大量碳排放。2022年初受俄烏衝突影響,柴油價格飆升且此後呈高位震盪走勢。「很難預測未來柴油價格將如何變化,但改成電力驅動,意味著我們能自主掌握未來。」公司機車維修部門負責人還指出,就運營成本而言,風能、太陽能發電更具經濟性。

從用能情況看,福德士河研發團隊利用其礦坑到碼頭100多米落差的地理位置優勢,設計了機車電池動力回收系統。當火車滿載鐵礦石下坡時產生的動能會轉化為電力補給電池;當火車卸載返回時,電池裡回收的電又可以給機車提供動力,由此形成一個內部良性循環體系。

上述動力回收技術由福德士河零碳團隊研發設計。公司認為,擁有自主研發能力也是對成本的有效控制。多名管理層人員表示,公司脫碳目標比同行早至少10年,若要求原始設備供應商(OEM)為公司提供脫碳技術,「實在太超前了,價格也不好談」;但若公司擁有自主研發團隊,從研發設計到技術測試落地,可以快速完成。

綠色鐵素項目已於今年8月破土動工,預計明年年底將投產第一批1500噸綠色鐵素產品。至於項目經濟性,柯愛莉表示:「我們不期待明年綠色鐵素產品和灰鐵(由焦炭冶煉)在成本上能打平,這是一個更長遠的目標,但我們可以找到進一步降本的方向。」

福德士河管理層指出,除了設備投資成本、可再生能源發電成本外,市場需求以及碳關稅、碳市場政策等外部因素亦將較大程度影響綠色鐵素價格走向。公司在氣候轉型計劃中特彆強調了氣候風險溢價的影響,並表示,轉型計劃的重要性怎麼強調也不為過,因為它可以解決非線性且日益重要的氣候相關風險,而這些風險會直接影響公司財務業績。

「福德士河在行業脫碳領域先行者的優勢,意味著未來我們不僅將擁有具有競爭力的鐵礦石業務,還可以將所研發的脫碳技術與方案商業化推廣給其他公司。」柯愛莉在媒體交流會上表示。

如何「源自中國、造於澳大利亞、供給全球」

與上游鐵礦石生產環節相比,下游鋼鐵冶煉等環節更是碳排大戶。據氣候轉型計劃,2024財年,福德士河範圍3排放量為2.69億噸二氧化碳當量,是公司範圍1和2排放量的100倍,其中最大的碳排放來源是煉鋼過程,占公司範圍3排放量的97%。

中國是全球最大的鋼鐵生產國,當前,中國鋼鐵企業減碳任務艱巨。今年9月,生態環境部發布《全國碳排放權交易市場覆蓋水泥、鋼鐵、電解鋁行業工作方案(徵求意見稿)》,水泥、鋼鐵、電解鋁三個行業將在2024年進入首個管控年度,2025年底前完成首次履約工作。行業人士預計,鋼鐵行業被納入碳市場交易後,資金成本將有所增長,且後期隨著國內碳價向歐盟靠攏,成本上升壓力將加劇。

但同時,國內鋼鐵企業卻還面臨效益持續下滑的雙重壓力。據蘭格鋼鐵研究中心數據,今年1~9月,國內鋼鐵生產企業處於「減產增虧」局面,噸鋼虧損44元,較1~8月增虧19元。從單月利潤數據看,自第三季度以來,國內鋼鐵行業虧損額持續擴大,前三季度全行業虧損超過340億元。一位熟悉鋼鐵行業的人士認為,在此環境下,鋼企的首要任務是「先活下來」。

在福德士河看來,中國鋼企的經營現狀及其脫碳目標對公司的轉型計劃至關重要。作為福德士河鐵礦石的最大買家,2024財年,福德士河全年1.9億噸的鐵礦石發貨量中,約九成運往中國,占中國每年進口鐵礦石比重近兩成。因此,福德士河將中國視為綠色鐵素產品的重要目標市場。

柯愛莉告訴第一財經記者,在中國,一些長期與福德士河合作的鋼鐵企業已經表達了對綠色產品的興趣,它們也有很濃厚的興趣採用綠色鐵素生產綠色鋼鐵。

去年6月中旬,福德士河與中國寶武集團簽署合作諒解備忘錄,雙方將利用福德士河的鐵礦石和綠氫資源,共同探索低碳煉鐵技術,並在鐵礦石選礦研發及可再生能源和綠氫等領域開展合作。

「通常煉鐵環節由中國鋼鐵企業完成,但鋼鐵廠屬於福德士河範圍3的排放領域,公司又制定了先於同行至少10年的『激進』脫碳目標,因此我們必須先於下游鋼廠開發綠色冶煉技術,確保公司範圍3在2040年實現凈零排放。」福德士河管理層稱,公司的辦法是,利用澳大利亞當地豐富的新能源提煉純度在80%以上的鐵元素,直接運輸至中國等的鋼廠客戶手中,替代鐵礦石出口,鋼廠直接用綠色鐵素冶煉,避免大量碳排放。

綠電+綠氫冶煉,是福德士河生產綠色鐵素的重要手段,但由於綠氫成本居高不下,綠鐵價格短期內難以追平灰鐵。因此,福德士河特彆強調要與中國共同建立綠色鐵素供應鏈,利用中國在新能源設備領域的技術優勢,以及澳大利亞豐富的太陽能、風能、鐵礦石資源以及綠色技術,協同降低綠色鐵素生產成本。公司希望實現綠色鐵素項目「源自中國、造於澳大利亞、供給全球」。

在礦區現場,記者看到了不少中國元素,比如聖誕溪礦區並排而立的光伏板中不少採購自中國,再如福德士河哈澤梅爾研發中心剛收到的來自寧德時代的電池,這些電池將通過研發設計,打造成適用於礦卡的電池組。多名福德士河工程師告訴第一財經記者,公司正在積極洽談,考慮引進更多質優價廉的中國新能源產品和解決方案。

福德士河執行董事長安德魯·福瑞斯特表示,福德士河致力於提升與中國商業夥伴的合作。公司未來的目標是與中國合作夥伴合作,每年向中國供應1億噸綠色鐵元素,幫助中國鋼鐵企業每年減少超過2億噸二氧化碳排放。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-my/238f586cba996c1caec7ff988cebacec.html