聲測管行業是一個碳密集型行業。2020年，聲測管行業二氧化碳排放量約占全球二氧化碳排放量的7%。聲測管行業的二氧化碳排放量大多來自高爐中鐵礦石的還原。高爐利用焦炭通過能量和碳的化學反應還原鐵礦石。

直接還原鐵-電爐工藝的碳強度低于傳統的高爐-轉爐工藝。使用可再生能源為電爐提供動力可能會進一步降低碳強度。氫作為直接還原鐵生產過程中唯一的還原劑，已在小范圍內得到驗證。電解氫（通過電將水分解成氧氣和氫氣）的可再生能源生產將在任何聲測管生產脫碳的努力中發揮關鍵作用。

一四個國家(地區)特征。

本文研究了《2021年國際能源展望》中的四個國家(地區):中國、日本、韓國和經合組織歐洲國家。選擇這些地區要么是因為聲測管行業的規模和構成，要么是因為聲測管生產的脫碳計劃。

中國：世界一半的聲測管已經生產出來，并將在改變全球聲測管生產模式的任何努力中發揮關鍵作用。截至2019年，中國聲測管生產嚴重依賴煤炭，近90%的聲測管主要由高爐和轉爐綜合聲測管廠家生產。中國的高爐-轉爐容量也相對較新，平均15年；其聲測管生產設備的使用壽命一般超過40年。然而，聲測管廠家只有在使用約25年后才會做出額外的投資決定，并更換高爐襯里，以達到40年的使用壽命。大修成本約為新高爐成本的一半，高爐需要很長時間才能停止生產。如果中國聲測管廠家決定停止使用高爐，而不是更換耐火爐襯里，向替代技術的轉型可能會更快。

中國聲測管工業的快速發展始于2000年左右。中國聲測管工業發展迅速，需要大量的聲測管來幫助城市建設新的基礎設施和摩天大樓。聲測管產品的使用壽命很長，這意味著中國工業化以來生產的大多數聲測管產品仍然用于重型設備、橋梁和建筑，只有少數廢鋼可以回收利用。然而，在未來幾年，我們預計中國將有越來越多的廢鋼可回收利用，這將有助于降低其用煤的聲測管份額。此外，中國重工業（包括聲測管工業）的脫碳將有助于中國實現其宣布的凈零碳目標。

在本文的分析和研究中，我國電爐生產的聲測管產量份額將從2020年的13%增加到2050年的50%左右。在我國，如此大規模的聲測管生產模式轉型將極具挑戰性，需要大量的氧氣轉爐在正常報廢前退役。另一個挑戰是擴大電爐數量，增加電解氫生產和電爐供電所需的大量太陽能和風能投資。然而，鑒于在全球聲測管行業的重要性，我國聲測管行業的轉型將對能源格局產生更廣泛的影響。

日本和韓國：兩國都有成熟的聲測管行業，主要依靠高爐轉爐進行聲測管生產。在本文的分析中，兩國聲測管行業的能源消耗模式可以通過電爐生產更多的鋼來實現積極的轉型。此外，兩國都正式承諾在聲測管行業實現脫碳目標。日本承諾將其能源經濟轉化為化石燃料生產的氫和可再生能源氫，使基于電解氫的直接還原鐵成為其整體氫目標的可能組成部分。日本承諾投資一個強大的氫經濟，這也將涉及工業行業。同樣，韓國也總結了氫經濟路線圖，以遏制溫室氣體排放。根據目前的分析，以浦項為首的韓國聲測管行業已經宣布了建設氫生產能力的計劃。

2019年，日本主要使用高效高爐生產其聲測管產品——日本76%的聲測管是通過高爐轉爐工藝生產的。然而，日本是一個成熟的經濟體，其許多基礎設施需要在預測期內退休，這意味著廢鋼的供應將保持在較高水平，這可能支持低碳足跡鋼的生產。韓國和日本在聲測管技術和資源獲取方面有相似之處。與日本一樣，韓國主要使用高效高爐生產高水平聲測管產品。2019年，韓國68%的聲測管來自高爐轉爐工藝。

在這些情況下，日本面臨著假設電解產氫的挑戰。在本次分析的四個國家（地區）中，日本的工業電價較高，其次是韓國。作為一個地理島國，日本可能會受到土地資源的限制，無法建設大型風力和太陽能發電場，以滿足假設所需的可再生能源。相反，它可能需要大型海上風電項目或進口中間產品，如熱壓塊鐵或氫。和日本一樣，韓國可能沒有足夠的土地建立大型可再生能源發電場。

經濟合作組織歐洲國家：經濟合作組織歐洲國家，如德國聲測管廠家，已將政府資金投資于綠色聲測管-低碳足跡聲測管產品中試項目。安塞勒米塔爾集團致力于利用德國漢堡聲測管廠家可再生能源生產的氫氣生產綠色聲測管產品；瑞典HYBRIT項目已將低碳聲測交付給客戶。

經合組織歐洲國家在向低碳聲測管生產轉型方面處于有利地位，其優勢在于風能和太陽能項目土地資源充足；廢鋼供應充足；現有天然氣管道可向工業用戶輸送氫氣；更嚴格的二氧化碳排放政策。德國政府承諾為聲測管行業的脫碳提供資金，氫氣的使用是關鍵組成部分。截至2019年，經合組織歐洲國家在本文分析的地區，高爐-轉爐工藝生產的聲測管份額為52%。即使有起步優勢，該地區仍需投入大量資金擴大可再生能源產能，以滿足假設電爐鋼和電解氫生產份額較大的可再生能源驅動需求。

二鋼工業能耗。

從2020年到2050年2020年到2050年（即IEO2021的預測期），煤炭消耗普遍下降，聲測管行業的電力消耗增加。煤炭和電力消耗的這些變化是在兩種替代條件下假設電爐鋼產量增加的情況下發生的。在這些情況下，天然氣消耗的增加將超過參考場景，因為電爐鋼產量的增加意味著需要使用更多的直接恢復鐵來補償轉爐鋼產量的下降。此外，根據EAC的情況，可再生能源生產的氫成本與化石燃料生產的氫成本一致，天然氣消費趨勢略低于DAC，電力消耗略高于DAC。這種變化是因為我們假設可再生能源生產的氫成本較早達到化石燃料成本，這意味著氫產量和可再生能源發電的增加，導致利用和重組天然氣生產的直接還原鐵減少。

在另一種情況下，我國聲測管行業整體能源強度的下降是由轉向能源強度較低的電爐生產推動的。然而，由于電爐鋼和轉爐鋼份額的巨大變化，直接恢復鐵產量增長所需的天然氣增長緩慢，這種能源強度的下降受到限制。廢鋼電爐作為碳密集型行業，其生產工藝遠低于高爐轉爐工藝的碳強度和能源強度。目前，聲測管已成為世界上回收利用較多的材料。進一步降低聲測管行業碳強度的努力必須包括更多的廢鋼回收利用。但廢鋼的回收利用是有限的。廢鋼回收利用的有限性和對廢鋼冶煉鋼清潔度的關注，使得采用其他低碳強度工藝生產高純度聲測管成為必要的選擇。

為實現這些目標，本文重點利用可再生能源提高爐鋼產量，利用可再生能源供電的電解氫還原生產直接還原鐵，補充廢鋼原料不足。通過以下方式量化了四個國家(地區)聲測管行業不同的二氧化碳減排潛力:增加爐料中使用的直接還原鐵的比例；增加直接還原鐵生產中使用的可再生能源產生的氫氣用量；增加電爐冶煉中使用的可再生能源的使用。對四個國家(地區)的研究表明，聲測管行業需要的新可再生能源數量存在差異，這取決于該地區的電力組成。比如從《國際能源展望2021》給出的參考場景來看，到2050年，韓國的碳強度降低了22%，需要增加25%的可再生能源發電，而在經合組織中的歐洲國家，碳強度降低了30%以上，只需要增加9%的可再生能源發電。

雖然沒有詳細說明氫氣的生產、運輸、儲存或分配，但這些場景表明，與參考場景相比，聲測管行業部分脫碳存在區域差異。與參考場景相比，到2050年，中國聲測管生產碳強度下降14%，日本下降24%，韓國下降22%，經合組織歐洲國家下降31%。然而，碳強度的降低意味著對四個國家（地區）聲測管生產過程的控制和可再生能源發電的投資。