從我們的污水處理廠出來的東西可能不是很吸引人，污水處理廠產生一種液態污泥，通常將其干燥，然后焚燒或傾倒。這是昂貴和有污染的，長期以來被認為是浪費。

一組由歐盟資助的研究人員有不同的看法。他們認為，這些污泥可能會成為對抗氣候變化的一個不太可能的盟友——一種生產更環保的鋼鐵所需的氫和碳的原料。

意大利都靈理工大學（Polytechnic University of Turin）的能源系統、能源經濟學和生物經濟學教授David Chiaramonti說：“這些污泥是有價值的，它不僅僅是廢物。有了它，我們就可以創造出碳和氫之類的東西。”

Chiaramonti正在領導一個由歐盟資助的名為H2STEEL的研究項目，該項目匯集了來自法國、意大利、荷蘭、西班牙和英國的學者和鋼鐵行業專家。他們的目標是設計一種從廢水污泥中提取有用物質的工藝，這樣它們就可以被重復利用，并有助于減少鋼鐵工業的排放。

從飛機、汽車到建筑和風力發電機，鋼鐵生產對所有產品都至關重要。它也是氣候變化的主要驅動因素。

根據國際能源署（IEA）2023年的一份報告，僅鋼鐵行業就占全球二氧化碳排放量的8%。相比之下，航空業的二氧化碳排放量約占全球的2.5%。

減少這些排放尤其困難。煉鋼過程很復雜，通常需要富含碳的原料，這不可避免地會釋放溫室氣體。這使得它成為最難脫碳的行業之一，也是轉型成本最高的行業之一。

在歐盟的碳排放交易體系下，傳統的鋼鐵生產方法在整個歐洲面臨著越來越大的碳定價壓力。根據市場預測，到2030年，碳價格可能達到每噸二氧化碳120-150歐元，這可能會大大增加每噸鋼鐵的生產成本。

對于每年價值超過2.5萬億歐元的全球鋼鐵市場來說，尋找負擔得起的低碳替代品迫在眉睫。

Chiaramonti說：“這就是H2STEEL的用武之地。這是循環經濟的一個很好的例子，我們利用一種很少使用的資源，即廢水污泥，讓它再次發揮作用。”

這個過程分為兩個主要步驟。首先，污泥在沒有氧氣的情況下加熱以產生生物煤，這一過程被稱為“碳化”。然后用這種生物煤作為催化劑處理沼氣廠產生的甲烷，從而產生氫氣。

在這個過程中，生物煤的碳含量變得更加豐富，使其對煉鋼有價值。另一種副產品，磷，被分離出來用作肥料。

這兩種產出——氫氣和富含碳的生物煤——都有助于使鋼鐵變得更清潔。傳統的煉鋼燃燒煤炭和鐵礦石，釋放二氧化碳。通過H2STEEL的方法，氫可以取代部分煤炭。同時，生物煤替代了普通煤，將廢棄物轉化為有用的工業投入。

該團隊目前正在都靈建造一臺4米高的加工機器來展示這項技術。

Chiaramonti解釋說：“我們利用900℃的碳化污泥將生物甲烷分解成碳和氫。這就是我們把它變成生物煤和循環氫的方法。”

該項目的官方結果尚未公布，項目將于2026年3月完工，但潛力巨大。

從電爐到氫基工藝，脫碳鋼吸引了大量的研究工作。H2STEEL基于污泥的方法可以融入這一更廣泛的轉型。

安賽樂米塔爾（ArcelorMittal）總部位于盧森堡，是全球第二大鋼鐵生產商。該公司也是H2STEEL項目的合作伙伴，并希望能夠在他們的鋼鐵廠使用正在開發的技術。

H2STEEL最大的優勢之一是速度。如果試驗成功，這項技術可能在幾年內推出——在一個基礎設施變化往往需要幾十年的行業中，這一速度異常之快。

不過，挑戰依然存在。建立供應鏈和最小化成本將是至關重要的。

這對鋼鐵工業來說是一項偉大的技術，但它必須證明自己的經濟效益，一項專利已經在申請中，合作伙伴們渴望看到演示的結果。

Chiaramonti說：“我們正在做的事情看起來很有希望，現在的問題是能否實施最后的步驟。”

如果成功，H2STEEL帶來的將不僅僅是技術突破。通過將廢物轉化為有價值的原材料，它體現了循環經濟的原則，幫助歐洲保持競爭力，同時更接近其凈零目標。