编译 蔡立英

谈到让钢铁工业更环保，美国能源部高级研究计划局（ARPA-E）的克里斯蒂娜•张（Christina Chang）认为，“只有物理定律限制了我们的想象力”。作为 ARPA-E 研究员的克里斯蒂娜•张正在寻求公众对“排放更少的炼钢技术”（SMELT）的意见。在两年聘期内，她将指导项目创建、机构战略制定和拓展。据国际能源署（IEA）称，炼钢目前约占世界二氧化碳排放量的7%，而且随着低收入国家的经济增长，钢铁需求到2050年预计将翻一番。

ARPA-E 成立于2009年，是美国能源部内设的富有想象力的小型办公室。SMELT是ARPA-E 三管齐下推动钢铁和有色金属生产从采矿到成品全过程绿色化的举措之一。另一个项目是寻求利用全球采矿作业中积累的大量废弃物的途径，并减少未来产生的废物量。此外，ARPA-E还在探索种植能从土壤中吸收钴、镍和稀土等元素的植物的可行性，尽管这些元素是电动汽车、电池和风力涡轮机的重要成分，但美国国内几乎没有生产。

炼钢

炼钢的第一步是将铁矿石分离成氧气和金属铁，这个过程会通过还原反应和产生高热的化石燃料燃烧而产生二氧化碳。2021年6月14日，ARPA-E结束了关于该流程清洁工艺的征求意见。该机构正在寻求用更环保的技术（每年可生产2吉吨钢铁）取代已有数百年历史的高炉炼钢技术，后续可能会申请对该研究计划的资助。

推荐的许多清洁技术包括电沉积、氢还原剂代替碳还原剂、可再生生物质替代高炉中的焦炭（提纯煤）。在2021年5月的 ARPA-E 年度峰会上，克里斯蒂娜•张重点介绍了电沉积，也称为电解沉积，其中电子流取代一氧化碳作为还原剂。……