本文最初发表于 Grist.
在宾夕法尼亚州西部风景如画的蒙谷地区，钢铁曾经是一种生活方式，与乡村、工人阶级锈带社区的形象息息相关。在1910年鼎盛时期，匹兹堡一地就生产了2500万吨钢铁，占全国总产量的60%。蒙农加希拉河沿岸和匹兹堡周围仍然有繁荣的钢厂，但几十年来，就业人数一直在稳步下降。
尽管特朗普总统承诺美国钢铁业能重现布鲁斯·斯普林斯汀歌曲中描绘的理想化景象，但自四十年前首次衰退以来，这个行业已经发生了变化。从1990年到2021年，就业岗位下降了49%，尽管效率提高，该行业却达到了14年来的最高产能。尽管供应链持续出现中断和通货膨胀，但全球需求仍在增长，尤其是在亚洲。然而，即使对这种关键材料的需求不断攀升，其生产过程的脱碳压力也日益增加。
本月早些时候，进步派俄亥俄河谷研究所发布了一项研究，发现精心规划的“绿色”钢铁——即使用可再生能源产生的氢气制造的钢铁——的转型，可能在气候和经济上都带来巨大的好处。该研究认为，随着各国努力实现到2050年净零排放的目标，宾夕法尼亚州西部的绿色钢铁热潮可以帮助美国实现这一目标，使美国钢铁业重新恢复竞争力，并提供高薪的产业就业岗位。
“该研究指出：‘向无化石燃料炼钢的转变，可以将该地区炼钢业支持的总就业岗位到2031年增加27%至43%，从而避免预计的失业。’‘同期，传统炼钢业支持的地区就业岗位预计将下降30%。”
在一个努力将全球气候变化控制在1.5摄氏度（2.7华氏度）以下的世界里，传统的基于焦炭的钢铁生产工艺，即使用煤炭来驱动熔炼铁矿石的炉子，仍然是一个大问题。该行业产生了全球7.2%的碳排放，比整个欧盟的碳排放量还要高。老式钢铁制造依赖冶金煤——即高质量、低水分的煤炭，它仍然会释放碳、二氧化硫和其他污染物。如今约70%的钢铁是这样生产的，其中大部分是在环境法规宽松的国家廉价生产的。然而，美国只有30%的产量使用这种方法。
技术改进和减排压力导致在生产过程中越来越多地使用废弃的“废钢”。当传统焦炭基钢铁产品达到使用寿命后，它们可以被送回炉中几乎无限次地回收利用。这减少了生产与传统生产方法相同数量和质量的钢铁所需的劳动力，并且占美国总产量的约70%。
废钢在电弧炉中熔炼，并使用氢气而不是焦炭来加工铁矿石。它比传统方法所需的能源更少，特别是如果炉子由可再生能源供电并生产氢气。经济学家尼克·梅森（Nick Messenger）曾参与该研究所的研究，他认为这种方法可以重振锈带，使该地区处于行业不可避免要拥抱的创新前沿。
“我们实际上证明的是，通过进行这个三步流程，并在宾夕法尼亚州就近完成，”他说，“这个流程的每一个环节都有潜力在社区创造和支持就业机会”——从建造和运营太阳能电池板和涡轮机，到操作电解槽生产电力，再到制造钢铁本身。
该研究声称，按部就班的策略将遵循当前的生产和就业趋势，到2031年将导致就业岗位减少30%。向基于氢气的电弧制造转型，可以将钢铁和能源行业的就业岗位增加高达43%。该研究认为，鉴于其靠近清洁水源、拥有经验丰富的劳动力以及22,200兆瓦的风能和太阳能发电潜力，宾夕法尼亚州西部是这次转型的理想地点。
为了让蒙谷地区实现这一目标，该研究指出，制造商必须尽快开始。绿色钢铁的探索不仅仅是一个意识形态问题，更是全球经济力量的问题。“可以说，现在有一场巨大的新竞赛，要抓住机遇，”梅森说。“当你成为第一个时，你就会吸引那些能够带动该特定行业蓬勃发展的资本、企业、企业家和产业。”
俄亥俄河谷传说中的钢厂可能正谨慎地看向脱碳的未来。两年前，美国钢铁公司（U.S. Steel）取消了对蒙谷工厂综合体的13亿美元投资，部分原因是其净零排放目标以及转向电弧炼钢的需要。当然，最大的挑战是，尽管蒙谷地区拥有巨大的风能潜力，但只有极少部分得到了开发。但得益于《通胀削减法案》，联邦补贴和税收减免可能会为清洁能源开发商提供动力。
拜登政府通过一系列赠款计划、补贴和税收抵免，包括《通胀削减法案》中用于重工业脱碳的60亿美元，表明了对绿色钢铁的信心。但欧洲拥有优势。欧盟各地都有新兴项目，包括瑞典、德国和西班牙，英国也紧随其后。一些项目在使用氢气，但其他项目则在试验生物炭、电解或其他为电弧工艺提供动力的技术。
在美国，一家名为波士顿金属（Boston Metal）的公司正在试验氧化物电解模型，希望能让美国成为绿色钢铁技术的领导者。该模型通过创建一种化学反应来消除对煤炭的需求，这种化学反应模仿了将铁矿石转化为钢铁的反应。该公司正在商业化其技术，并计划将其授权给钢铁制造商。该公司业务开发高级副总裁亚当·劳沃丁克（Adam Rauwerdink）希望在2026年看到首个采用者。
劳沃丁克认为，世界正在远离传统的钢铁制造，如果美国公司不适应，它们将面临追赶的局面。在过去五年里，他看到了越来越多的公司和投资者加入进来，包括世界第二大钢铁生产商安赛乐米塔尔（ArcelorMittal）。今年，该公司向波士顿金属投资了3600万美元。他认为这笔投资是绿色钢铁竞赛已经打响的明确信号，是时候让制造商拥抱这项技术，否则就会被淘汰。
“历史上，你会把钢厂建在煤矿附近，”他说。“现在你将在有清洁能源的地方建厂。”
本文已更新，以澄清波士顿金属公司仍在商业化其技术。
本文最初发表于 Grist，网址为 https://grist.org/energy/steel-built-the-rust-belt-green-steel-could-help-rebuild-it/。 Grist 是一个非营利性的独立媒体组织，致力于讲述气候解决方案和公正未来的故事。更多信息请访问 Grist.org
