“碳中和”下的鋼鐵行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及機(jī)會(huì)展望

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250010 鋼鐵行業(yè)能源消耗密集，減碳勢(shì)在必行 6 HYPERLINK l _TOC_250009 我國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放量占我國(guó)碳排放總量近 20% 6鋼鐵行業(yè)碳減排方案：預(yù)計(jì) 2030 年減少碳排放 30% 7 HYPERLINK l _TOC_250008 鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)減排路徑研究 9 HYPERLINK l _TOC_250007 我國(guó)鋼鐵消費(fèi)預(yù)計(jì)將進(jìn)入平臺(tái)期，2030 年后將逐步下降 9 HYPERLINK l _TOC_250006 我國(guó)將主要依靠提升電爐產(chǎn)能占比，減少碳排放量 11 HYPERLINK l _TOC_250005 發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展

2、經(jīng)驗(yàn)表明，電爐占比提升成為必然發(fā)展趨勢(shì) 11 HYPERLINK l _TOC_250004 廢鋼回收迎來(lái)快速擴(kuò)張期，為電爐發(fā)展奠定基礎(chǔ) 12 HYPERLINK l _TOC_250003 廢鋼供給增加使電爐生產(chǎn)成本下降，成本優(yōu)勢(shì)促電爐占比提升 15 HYPERLINK l _TOC_250002 依靠電爐比例提升便可基本實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo) 15 HYPERLINK l _TOC_250001 “碳捕捉”“氫冶金”路徑亟需解決技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性瓶頸 16 HYPERLINK l _TOC_250000 預(yù)計(jì)鋼鐵行業(yè)減排將依托“碳限額”和提高電爐占比實(shí)現(xiàn) 20行業(yè)迎來(lái)“新材料”時(shí)代，鋼企“轉(zhuǎn)型升級(jí)”勢(shì)在必

3、行 . 21圖表目錄圖 1：鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放及核算邊界 6圖 2：鋼鐵行業(yè)碳排放量及占比（億噸、%） 7圖 3：2017 年鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放量來(lái)源（%） 7圖 4：美國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%） 9圖 5：日本城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%） 9圖 6：德國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%） 9圖 7：法國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%） 9圖 8：1950-2019 中國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%） 10圖 9：歷年美國(guó)電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況（萬(wàn)噸，%） 11圖 10：歷年德國(guó)電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況（萬(wàn)噸，%） 11圖 11：歷年日本電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況(萬(wàn)噸,%) 11圖

4、 12：歷年中國(guó)電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況（萬(wàn)噸，%） 11圖 13：中國(guó)云貴川地區(qū)電價(jià)優(yōu)勢(shì)明顯（人民幣元/千瓦時(shí)） 12圖 14：2010-2020 廢鋼供應(yīng)及增速（萬(wàn)噸，%） 13圖 15：2010-2020 廢鋼需求及增速（萬(wàn)噸，%） 13圖 16：長(zhǎng)流程鋼坯生產(chǎn)成本長(zhǎng)期低于電弧爐鋼坯成本（元/噸） 15圖 17：氧氣高爐技術(shù)示意圖 17圖 18：氫基熔融還原法技術(shù)示意圖 17圖 19：瑞典鋼鐵 HYBRIT 項(xiàng)目流程示意圖 19圖 20：德國(guó)薩爾茨吉特鋼鐵 SALCOS 項(xiàng)目設(shè)想圖 19圖 21：2018 年美國(guó)鋼材分行業(yè)消費(fèi)結(jié)構(gòu)（%） 21圖 22：2018 年中國(guó)鋼材分行業(yè)消費(fèi)結(jié)構(gòu)（

5、%） 21表 1：不同流程生產(chǎn)一噸鋼水產(chǎn)生的二氧化碳排放量 7表 2：發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵產(chǎn)量下降幅度對(duì)比（萬(wàn)噸） 10表 3：我國(guó)社會(huì)鋼鐵蓄積量情況預(yù)測(cè) 13表 4：中國(guó)廢鋼資源產(chǎn)生量預(yù)測(cè) 13表 5：廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃 14表 6：我國(guó)鋼鐵行業(yè)電爐比例提升碳減排推演測(cè)算 16表 7：鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)公司估值表（元/股、億股、億元、元、倍） 21鋼鐵行業(yè)能源消耗密集，減碳勢(shì)在必行我國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放量占我國(guó)碳排放總量近 20%我國(guó)是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。2019 年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 53%。與此同時(shí)，我國(guó)也是世界上最大的鋼鐵消費(fèi)國(guó)，鋼鐵行業(yè)涉及面廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、消費(fèi)拉動(dòng)大

6、，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、就業(yè)穩(wěn)定等方面發(fā)揮著重要作用，是我國(guó)工業(yè)的支柱性行業(yè)，約占我國(guó) GDP 的 5%。鋼鐵行業(yè)是能源消耗密集行業(yè)，化石燃料及電力消耗是碳排放的主要來(lái)源。由發(fā)改委編制的中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）中明確，核算鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程的溫室氣體排放源包括燃料燃燒排放、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放、電力和熱力調(diào)入調(diào)出產(chǎn)生的排放和固碳產(chǎn)品隱含的二氧化碳排放。 圖 1：鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放及核算邊界資料來(lái)源：鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放及核算邊界、研究鋼鐵行業(yè)碳排放量居制造業(yè)首位。截至 2017 年，中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放量約占中國(guó)碳排放總量的 18%，是碳排放量最高的制造行業(yè)。全球每

7、年生產(chǎn)高達(dá) 18 億噸粗鋼，其中超過(guò) 50%的鋼產(chǎn)于中國(guó)內(nèi)地，中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放量約占全球鋼鐵行業(yè)碳排放總量的 60%。2020 年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量為 10.53 億噸，其中短流程占比約為 13%，按照長(zhǎng)流程噸鋼排放量 2.1 噸，短流程噸鋼排放量 0.4 噸，測(cè)算 2020 年鋼鐵行業(yè)碳排放量約為 19.79 億噸。我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)以長(zhǎng)流程為主，而長(zhǎng)流程企業(yè)平均噸鋼碳排放大幅高于短流程。我國(guó)鋼鐵行業(yè)目前以長(zhǎng)流程的高爐生產(chǎn)為主，從而造成我國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放仍舊以焦炭、焦?fàn)t煤氣和煤為主要排放源，該部分占比高達(dá) 76%。長(zhǎng)流程煉鋼過(guò)程中需要利用冶金煤和噴吹煤作為還原劑，其噸鋼碳排放量遠(yuǎn)高于短流程。當(dāng)前中國(guó)

8、長(zhǎng)流程企業(yè)噸鋼二氧化碳排放量在 2.17-2.2 噸之間，短流程企業(yè)平均噸鋼二氧化碳排放量在 0.28-0.62 噸之間。我國(guó)鋼鐵行業(yè)仍以碳排放量大的長(zhǎng)流程為主，2019 年，長(zhǎng)流程粗鋼產(chǎn)量約占 90%，因此平均噸鋼碳排放水平仍舊偏高。圖 2：鋼鐵行業(yè)碳排放量及占比（億噸、%） 圖 3：2017 年鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放量來(lái)源（%）其他2%焦?fàn)t煤氣3%焦炭64%其他燃?xì)?2%原煤9%焦?fàn)t煤氣原煤其他燃?xì)饨固科渌Y料來(lái)源：CEADs 中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù)、研究資料來(lái)源：CEADs 中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù)、研究生產(chǎn)流程二氧化碳排放量（kg/噸）電力（kWh/t)二氧化碳總排放（kg/噸）高爐+轉(zhuǎn)爐（153kg

9、PCI）21111872198高爐+轉(zhuǎn)爐（250kgPCI）20841842170Corex+電爐16396321934Hismelt+電爐16003701970電爐（150kg/t 鐵水）396478619電爐（100%廢鋼）68458282表 1：不同流程生產(chǎn)一噸鋼水產(chǎn)生的二氧化碳排放量資料來(lái)源：CEADs 中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù)、研究鋼鐵行業(yè)碳減排方案：預(yù)計(jì) 2030 年減少碳排放 30%我國(guó)承諾將在 2030 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和。2020 年 9 月，我國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出爭(zhēng)取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和，原文為“應(yīng)對(duì)氣候變化巴黎協(xié)定代表了全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的大方向，是保護(hù)地球

10、家園需要采取的最低限度行動(dòng)，各國(guó)必須邁出決定性步伐。中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于 2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。預(yù)計(jì) 2030 年，我國(guó)鋼鐵行業(yè)較峰值降低 30%。鋼鐵行業(yè)是 31 個(gè)制造業(yè)門(mén)類(lèi)中碳排放量最大的行業(yè)，是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的重要制造行業(yè)之一。據(jù)人民網(wǎng)報(bào)道，“在 3 月 20 日舉行的 2021（第十二屆）中國(guó)鋼鐵發(fā)展論壇上，有關(guān)人士透露，鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰及降碳行動(dòng)方案（以下簡(jiǎn)稱(chēng)行動(dòng)方案）已經(jīng)形成修改完善稿，鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰目標(biāo)初步定為：2025 年前，鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰；到 2030年，鋼鐵行業(yè)碳排放

11、量較峰值降低 30%?！?行動(dòng)方案中提出，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)有五大路徑，分別是：推動(dòng)綠色布局、節(jié)能及提升能效、優(yōu)化用能及流程結(jié)構(gòu)、構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，和應(yīng)用突破性低碳技術(shù)。1 人民網(wǎng)：鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰及降碳行動(dòng)方案正在修訂 提出五大路徑/s?id=1694763419352135981&wfr=spider&for=pc推動(dòng)綠色布局方面：要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，嚴(yán)禁新增產(chǎn)能，加大綠色物流，推廣全生命周期綠色產(chǎn)品。節(jié)能及提升能效路徑：包括推廣先進(jìn)適用節(jié)能低碳技術(shù)、提高余熱余能自發(fā)電率、應(yīng)用數(shù)字化智能化技術(shù)。優(yōu)化用能及流程結(jié)構(gòu)路徑：包括原燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、廢鋼資源回收利用、發(fā)展新能源及可再生能源。構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

12、路徑：包括區(qū)域能源整合、固廢資源化利用和推動(dòng)鋼化聯(lián)產(chǎn)。應(yīng)用突破性低碳技術(shù)路徑：包括應(yīng)用氫冶煉技術(shù)等多個(gè)方面。鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)減排路徑研究研究分析認(rèn)為，當(dāng)前實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)減排的主要舉措將依次為：提高能源利用率、超低排放改造和提高電爐比例。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，同時(shí)發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)、鋼化聯(lián)產(chǎn)；低碳冶金技術(shù)、碳捕捉等其他技術(shù)路徑也將獲得探索式發(fā)展，但是認(rèn)為短期無(wú)法形成主流。我國(guó)鋼鐵消費(fèi)預(yù)計(jì)將進(jìn)入平臺(tái)期，2030 年后將逐步下降發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵消費(fèi)在城市化率 70%后，基本進(jìn)入平臺(tái)期，且逐步小幅下降縱觀(guān)發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)均在 40、50 年代至 70 年代有快速的發(fā)展。一方面，戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，各國(guó)產(chǎn)業(yè)

13、結(jié)構(gòu)調(diào)整，工業(yè)化快速發(fā)展擴(kuò)大鋼鐵需求，鋼鐵工業(yè)成為許多國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)。另一方面，城市化伴隨工業(yè)化崛起，從而進(jìn)一步催生建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等對(duì)于鋼材的需求。同時(shí)，鋼鐵行業(yè)技術(shù)發(fā)展，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐與連鑄等技術(shù)廣泛應(yīng)用使得鋼鐵生產(chǎn)能力得以加強(qiáng)。城鎮(zhèn)化伴隨工業(yè)化發(fā)展，是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力。參考日本鋼鐵行業(yè)產(chǎn)量的增加，其和日本城鎮(zhèn)化發(fā)展的速度高度相關(guān)，1946-1973 年日本鋼鐵產(chǎn)能加速發(fā)展的階段也正是其城市化率快速攀升的這一階段。 圖 4：美國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%） 圖 5：日本城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%）1600014000120001000080006000400020001900190

14、81916192419321940194819561964197219801988199620042012090%80%70%60%50%40%30%20%10%0%14000120001000080006000400020000100%80%60%40%20%0%190019081916192419321940194819561964197219801988199620042012美國(guó)粗鋼產(chǎn)量美國(guó)城市化率(%)-右軸日本粗鋼產(chǎn)量日本城市化率(%)-右軸資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究 圖 6：德國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%） 圖 7：法國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%

15、）7000600050004000300020001000190019081916192419321940194819561964197219801988199620042012080%78%76%74%72%70%68%66%64%62%30002500200015001000500090%80%70%60%50%40%30%20%10%0%190019081916192419321940194819561964197219801988199620042012德國(guó)粗鋼產(chǎn)量德國(guó)城市化率(%)-右軸法國(guó)粗鋼產(chǎn)量法國(guó)城市化率(%)-右軸資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究根據(jù)世

16、界城鎮(zhèn)化發(fā)展普遍規(guī)律，30%-70%這一階段一般是城鎮(zhèn)化率的快速發(fā)展區(qū)間，對(duì)于鋼材需求的拉動(dòng)也十分明顯。全球主要發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)均符合這一特點(diǎn)。而在城市化率邁過(guò) 70%向更高占比提升時(shí)對(duì)鋼材需求的拉動(dòng)卻不明顯。我們認(rèn)為城市化的前期伴隨著工業(yè)化，第二產(chǎn)業(yè)包括制造業(yè)和建筑業(yè)是城市化的主要拉動(dòng)，從而拉動(dòng)鋼材需求。而城市化后期主要由第三產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)，對(duì)于鋼材需求的拉動(dòng)有限。表 2：發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵產(chǎn)量下降幅度對(duì)比（萬(wàn)噸）德國(guó)美國(guó)日本1974 年/1973 年59401368096042019 年396387607121降幅（%）-33%-36%-26%資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、日本鋼鐵工業(yè)聯(lián)合會(huì)、

17、研究注：1、鋼鐵消費(fèi)達(dá)峰時(shí)間，德國(guó)為 1974 年，美國(guó)和日本均為 1973 年。2、日本因鋼鐵出口規(guī)模較大，而采用數(shù)據(jù)為：粗鋼產(chǎn)量-凈出口量受我國(guó)人口基數(shù)龐大影響，預(yù)計(jì)當(dāng)前我國(guó)鋼鐵消費(fèi)在城市化率達(dá)到 60%后，便開(kāi)始進(jìn)入平臺(tái)期，且隨著時(shí)間推移鋼鐵消費(fèi)量將逐步下降。對(duì)比中國(guó)，我國(guó)的城鎮(zhèn)化率經(jīng)過(guò)第一階段(19491978 年)的起步徘徊時(shí)期，第二階段 (19792000 年)穩(wěn)定快速發(fā)展時(shí)期。當(dāng)前正處于第三階段(2000 年至今)加速型發(fā)展時(shí)期的后期，大中型中心城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市經(jīng)濟(jì)活躍，城市綜合發(fā)展水平得到極大提高。截至 2018 年，國(guó)內(nèi)的城市化率達(dá)到 59%，這一階段平均每年城市化率增

18、加 1.29 個(gè)百分點(diǎn)。由于中國(guó)仍屬于發(fā)展中國(guó)家，我們認(rèn)為當(dāng)前中國(guó)城市化率已經(jīng)超過(guò) 60%，已經(jīng)進(jìn)入加速發(fā)展時(shí)期的后期。隨著我國(guó)城市化率和建筑業(yè)增速的放緩，鋼材新增需求將逐步減少，且建筑行業(yè)材料效能提升（如使用高強(qiáng)鋼）、新型替代材料的突破也將進(jìn)一步削減鋼鐵的替換需求，預(yù)計(jì)后期國(guó)內(nèi)鋼鐵需求將逐步企穩(wěn)并小幅回落。由于我國(guó)鋼材需求逐步進(jìn)入平臺(tái)期，為確保鋼鐵行業(yè)平穩(wěn)健康運(yùn)行，粗鋼產(chǎn)量也將進(jìn)一步得到控制。2020 年，中國(guó)粗鋼產(chǎn)量為 10.53 億噸，未來(lái)隨著需求逐步企穩(wěn)并小幅回落，預(yù)計(jì)粗鋼產(chǎn)量也將逐步下降。從節(jié)能減排方面來(lái)看鋼鐵去產(chǎn)量的問(wèn)題，我們認(rèn)為主要可以通過(guò)減少長(zhǎng)流程煉鋼產(chǎn)量來(lái)達(dá)到“碳達(dá)峰、碳中和

19、”目的。 圖 8：1950-2019 中國(guó)城市化率與粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸、%）資料來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、研究10我國(guó)將主要依靠提升電爐產(chǎn)能占比，減少碳排放量發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，電爐占比提升成為必然發(fā)展趨勢(shì)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)鋼產(chǎn)量達(dá)到頂峰后，電爐工藝出現(xiàn)了高速發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家隨著城市化率進(jìn)入 70%以上以后，基建、房地產(chǎn)用鋼需求快速下降。鋼鐵需求由螺紋鋼為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械設(shè)備、精工制造等高品質(zhì)鋼材需求；而與此同時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累，經(jīng)濟(jì)流通環(huán)節(jié)開(kāi)始產(chǎn)生大量的廢鋼，因此以電爐為代表的的短流程生產(chǎn)得到快速發(fā)展。美國(guó)在粗鋼產(chǎn)量達(dá)到峰值后，電爐比（電爐工藝產(chǎn)量占鋼產(chǎn)量的比例）開(kāi)始快速上升，目前達(dá)到 68%。德國(guó)的發(fā)展

20、過(guò)程中也有相似的情況，目前電爐比在 30%。日本在 1971 1996 年也出現(xiàn)類(lèi)似增長(zhǎng)，但在 1996 年后電爐比反而下降，目前在 25%。短流程生產(chǎn)是否具有成本優(yōu)勢(shì)才決定行業(yè)長(zhǎng)期趨勢(shì)。我們分析判斷德國(guó)和日本電爐比例維持在 25-30%左右的主要原因是電價(jià)昂貴，電弧爐相較于長(zhǎng)流程沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì)，其次德國(guó)、日本的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以汽車(chē)、家電用的扁平材為主，電爐工藝暫時(shí)無(wú)法替代。美國(guó)則以建筑業(yè)的結(jié)構(gòu)鋼為主。圖 9：歷年美國(guó)電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況（萬(wàn)噸，%） 圖 10：歷年德國(guó)電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況（萬(wàn) 噸，%）160001400012000100008000600040002000080%70%60%

21、50%40%30%20%10%36629225479803610593131491570618263208202337625933284903104733603361603871741274438300%7000600050004000300020001000040%35%30%25%20%15%10%5%190019061912191819241930193619421948195419601966197219781984199019962002200820140%美國(guó)粗鋼產(chǎn)量電爐占比(%)-右軸德國(guó)粗鋼產(chǎn)量電爐占比(%)-右軸資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究圖 11

22、：歷年日本電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況(萬(wàn) 噸,%)圖 12：歷年中國(guó)電爐比與粗鋼產(chǎn)量變化情況（萬(wàn) 噸，%）1400012000100008000600040002000040%35%30%25%20%15%10%5%1900190719141921192819351942194919561963197019771984199119982005201220190%12000010000080000600004000020000025%20%15%10%5%190019071914192119281935194219491956196319701977198419911998200520122019

23、0%日本粗鋼產(chǎn)量電爐占比(%)-右軸中國(guó)粗鋼產(chǎn)量電爐占比(%)-右軸資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究目前我國(guó)電價(jià)具備優(yōu)勢(shì)，按照全國(guó)工業(yè)電價(jià)均價(jià)計(jì)算，略高于美國(guó)，但是遠(yuǎn)低于日本、德國(guó)。而我國(guó)云貴川地區(qū)電價(jià)優(yōu)勢(shì)明顯，云南地區(qū)遠(yuǎn)低于美國(guó)；而四川、貴州電價(jià)基本與美國(guó)相當(dāng)，具備大規(guī)模發(fā)展電爐潛力。 圖 13：中國(guó)云貴川地區(qū)電價(jià)優(yōu)勢(shì)明顯（人民幣元/千瓦時(shí)）資料來(lái)源：國(guó)家能源局，圖說(shuō)電價(jià)，研究注：美國(guó)、日本、德國(guó)、中國(guó)為 2019 年工業(yè)電價(jià)；云南、四川、貴州、上海、山東和河北北網(wǎng)電價(jià)為能源局公布 2018 年平均售電價(jià)廢鋼回收迎來(lái)快速擴(kuò)張期，為電爐發(fā)展奠定基礎(chǔ)需求快速增加，目前國(guó)內(nèi)

24、廢鋼供給緊平衡目前我國(guó)廢鋼供應(yīng)偏緊。根據(jù)中國(guó)廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，由于各方面的原因，廢鋼加工企業(yè)的數(shù)量未能有確切的統(tǒng)計(jì)數(shù)量。自 2015 年工信部開(kāi)展廢鋼鐵加工企業(yè)準(zhǔn)入活動(dòng)后，至 2020 年共有 478 家企業(yè)成為工信部準(zhǔn)入企業(yè)，加工能力 1.5 億噸，如果按入圍企業(yè)能力占總能力 55%計(jì)算，整個(gè)廢鋼加工企業(yè)加工能力接近 2.7 億噸。2020 年，我國(guó)廢鋼供給 2.6 億噸，進(jìn)口量忽略不計(jì)。將廢鋼加工企業(yè)產(chǎn)能和社會(huì)回收廢鋼相比較，2020 年我國(guó)廢鋼加工企業(yè)產(chǎn)能利用率為 95%，供給偏緊。在需求環(huán)節(jié)，根據(jù)中國(guó)廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020 年鋼鐵企業(yè)用廢鋼 2.3 億噸，鑄造企業(yè)用 2025

25、萬(wàn)噸，其它企業(yè)用 1000 萬(wàn)噸，合計(jì)約 2.6 億噸。近幾年廢鋼需求的快速增加主要來(lái)自于鋼鐵企業(yè)需求的快速攀升。近幾年鋼鐵企業(yè)廢鋼應(yīng)用量在 2015 年到達(dá)階段性低谷，從 2016 年開(kāi)始明顯增加，2020 年我國(guó)主要鋼鐵企業(yè)（轉(zhuǎn)爐+電爐）廢鋼使用量約1.88 億噸，較 2015 年增長(zhǎng)了 175%。綜上，我們認(rèn)為當(dāng)前國(guó)內(nèi)廢鋼供需總體偏緊，當(dāng)前隨著短流程產(chǎn)量的增加以及長(zhǎng)流程廢鋼添加量增長(zhǎng)，使得我國(guó)從 17 年開(kāi)始廢鋼需求量陡增。而在供給端，由于在廢鋼加工環(huán)節(jié)目前國(guó)內(nèi)廢鋼加工產(chǎn)能增加不及需求，導(dǎo)致整體供需偏緊，廢鋼價(jià)格較高。 圖 14：2010-2020 廢鋼供應(yīng)及增速（萬(wàn)噸，%） 圖 15：

26、2010-2020 廢鋼需求及增速（萬(wàn)噸，%）300002500020000150001000050000中國(guó)廢鋼產(chǎn)量：合計(jì)合計(jì)增速（右）80%70%60%50%40%30%20%10%0%-10%-20%300002500020000150001000050000合計(jì)需求合計(jì)增速（右）70%2602560%50%40%30%20%10%0%-10%-20% 資料來(lái)源：Mysteel、研究資料來(lái)源：Mysteel、研究廢鋼儲(chǔ)蓄量增加，政策加大支持回購(gòu)加工；疊加進(jìn)口放開(kāi)，廢鋼供給逐步寬松根據(jù)中國(guó)電爐煉鋼科學(xué)發(fā)展論壇上發(fā)表的中國(guó)廢鋼資源狀況及未來(lái)電爐流程趨勢(shì)，中國(guó)的鋼鐵蓄積總量預(yù)計(jì)到 2020 年

27、將接近 100 億噸，到 2030 年將接近 130 億噸，中國(guó)廢鋼鐵產(chǎn)生量預(yù)計(jì) 2020 年為 2.092.14 億噸，2030 年達(dá)到 3.223.46 億噸。目前看這一預(yù)測(cè)由于低估了近兩年國(guó)內(nèi)粗鋼產(chǎn)量從而低估了 2020 年相應(yīng)的鋼鐵儲(chǔ)蓄量和廢鋼資源產(chǎn)生量。而根據(jù)中國(guó)廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，我國(guó)廢鋼供給將在 2025 年、2030 年、2035年分別達(dá)到 2.9 億噸、3.4 億噸、3.9 億噸。年份社會(huì)鋼鐵蓄積量/億t年份社會(huì)鋼鐵蓄積量/億t201572.42023E113.4201678.52024E117.1201784.62025E120.4201890.22026E123.3201

28、995.32027E126.42020E100.22028E129.12021E104.72029E1312022E109.12030E132.6資料來(lái)源：中國(guó)廢鋼資源狀況及未來(lái)電爐流程趨勢(shì)、申萬(wàn)宏源研究表 3：我國(guó)社會(huì)鋼鐵蓄積量情況預(yù)測(cè)年份社會(huì)鋼鐵蓄積量折算法/億t鋼鐵產(chǎn)品生命周期法/億 t20151.581.5520161.711.6920171.961.8720182.001.9020192.041.982020E2.142.102021E2.262.152022E2.382.242023E2.492.40表 4：中國(guó)廢鋼資源產(chǎn)生量預(yù)測(cè)年份社會(huì)鋼鐵蓄積量折算法/億t鋼鐵產(chǎn)品生命周期法/億

29、 t2024E2.612.642025E2.723.042026E2.823.122027E2.933.222028E3.033.282029E3.123.352030E3.223.46資料來(lái)源：中國(guó)廢鋼資源狀況及未來(lái)電爐流程趨勢(shì)、研究近幾年，為了更好地規(guī)范廢鋼產(chǎn)業(yè)，以及促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)家出臺(tái)了一系列的政策標(biāo)準(zhǔn)和支持。2012 年工業(yè)和信息化部發(fā)布廢鋼鐵加工行業(yè)準(zhǔn)入條件和廢鋼鐵加工行業(yè)準(zhǔn)入公告管理暫行辦法，意在規(guī)范行業(yè)發(fā)展。2015 年 7 月商務(wù)部等 5 部門(mén)印發(fā)再生資源回收體系建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃（2015-2020），鼓勵(lì)各類(lèi)資本進(jìn)入再生資源回收、分揀和加工環(huán)節(jié)，積極推進(jìn)跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨所有

30、制資產(chǎn)重組，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚和整合。2016 年 12 月，中國(guó)廢鋼鐵應(yīng)用協(xié)會(huì)發(fā)布了廢鋼鐵行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃。序號(hào)目標(biāo)1煉鋼的廢鋼比比“十二五”翻一番達(dá)到 20%，其中轉(zhuǎn)爐廢鋼比力爭(zhēng)達(dá)到 15%以上，電爐鋼比要逐步提高，并力爭(zhēng)擺脫電爐轉(zhuǎn)爐化2廢鋼鐵加工行業(yè)準(zhǔn)入企業(yè)達(dá)到 300 家，加工量達(dá)到年消耗量的 50%以上3提高廢鋼鐵加工裝備水平，先進(jìn)的加工設(shè)備（破碎線(xiàn)、門(mén)式剪切機(jī)、移動(dòng)加工設(shè)備等）能力超過(guò) 60%4加快鋼鐵渣開(kāi)發(fā)利用步伐，全力推進(jìn)渣尾渣的高附加值利用及資源化產(chǎn)品的推廣應(yīng)用5重點(diǎn)開(kāi)展廢鋼鐵加工企業(yè)大型設(shè)備和質(zhì)檢等關(guān)鍵崗位人員培訓(xùn)，培訓(xùn)率達(dá) 95%以上6崇尚生態(tài)文明價(jià)值觀(guān)，大力發(fā)展廢鋼鐵產(chǎn)

31、業(yè)文化表 5：廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃資料來(lái)源：廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃、研究支持鋼企與廢鋼回收企業(yè)合作，建設(shè)一體化廢鋼鐵加工配送中心。2020 年 7 月，工業(yè)和信息化部印發(fā)京津冀及周邊地區(qū)工業(yè)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)協(xié)同轉(zhuǎn)型提升計(jì)劃(20202022年)，其中提到統(tǒng)籌區(qū)域內(nèi)資源配置，發(fā)揮現(xiàn)有產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)廢舊金屬資源向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集聚。推進(jìn)鋼鐵企業(yè)短流程煉鋼技術(shù)應(yīng)用，支持一批鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)與廢鋼回收加工企業(yè)合作，建設(shè)一體化大型廢鋼鐵加工配送中心。以精細(xì)拆解、清潔提取、高效富集為導(dǎo)向，以智能化和數(shù)字化管理為手段，在區(qū)域內(nèi)培育一批再生銅、再生鋁高值化利用標(biāo)桿企業(yè)。再生鋼鐵原料發(fā)布實(shí)施，推動(dòng)再生鋼鐵原

32、料進(jìn)口。2020 年 12 月 14 日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)發(fā)布再生鋼鐵原料推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)已于 2021 年 1 月 1日起正式實(shí)施。再生鋼鐵原料標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，不僅可以推動(dòng)優(yōu)質(zhì)再生鋼鐵原料資源進(jìn)口，提高我國(guó)鐵素資源保障能力，緩解鋼鐵行業(yè)過(guò)度依賴(lài)鐵礦石的現(xiàn)狀，還能提高再生鋼鐵原料品質(zhì)，滿(mǎn)足我國(guó)鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需求。我們認(rèn)為隨著國(guó)內(nèi)鋼鐵儲(chǔ)蓄量的增加，以及政策規(guī)范和支持下，我國(guó)廢鋼產(chǎn)業(yè)將健康發(fā)展，產(chǎn)能將逐步提高。同時(shí)廢鋼再進(jìn)口的放開(kāi)也能夠進(jìn)一步增加國(guó)內(nèi)廢鋼的供給，使得國(guó)內(nèi)廢鋼供給可以跟得上快速發(fā)展的需求，供需改善下廢鋼價(jià)格有望具備性?xún)r(jià)比。廢鋼供給增加使電爐生產(chǎn)成本下降，成本優(yōu)勢(shì)促電爐

33、占比提升當(dāng)前由于國(guó)內(nèi)廢鋼供給偏緊，因而其市場(chǎng)價(jià)格較高，使用廢鋼煉鋼的成本一般高于鐵水煉鋼成本。2015 年之前，短流程電弧爐由于成本過(guò)高，鋼廠(chǎng)通常將電爐“轉(zhuǎn)爐化”，原料以鐵水為主，以短流程方式生產(chǎn)的電爐幾乎沒(méi)有。2017 年之后去產(chǎn)能和淘汰中頻爐見(jiàn)效顯著，行業(yè)盈利提升，同時(shí)由于淘汰中頻爐使得廢鋼需求下降，廢鋼價(jià)格下跌，電弧爐廢鋼冶煉相較于長(zhǎng)流程一度具備成本優(yōu)勢(shì)。另外，對(duì)于長(zhǎng)流程企業(yè)來(lái)說(shuō)，廢鋼作為鐵水的替代品可以一定程度上提高鋼廠(chǎng)產(chǎn)量，這使得長(zhǎng)流程企業(yè)在行業(yè)盈利較好的階段，大量的添加廢鋼，以追求產(chǎn)量的最大化。 圖 16：長(zhǎng)流程鋼坯生產(chǎn)成本長(zhǎng)期低于電弧爐鋼坯成本（元/噸）資料來(lái)源：Wind、研究由

34、于成本劣勢(shì)，我國(guó)電爐產(chǎn)粗鋼增長(zhǎng)一直低于總產(chǎn)量增長(zhǎng)，電爐產(chǎn)量占比整體下降。得益于供給側(cè)改革帶來(lái)的整體行業(yè)盈利的回暖，電爐作為邊際產(chǎn)能在近幾年快速?gòu)?fù)產(chǎn)，產(chǎn)量占比得以提升，2019 年達(dá)到 11%。我們分析認(rèn)為如果國(guó)內(nèi)廢鋼價(jià)格隨著廢鋼回收在政策推動(dòng)下逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈專(zhuān)業(yè)化，使得廢鋼供給不斷增加，廢鋼價(jià)格預(yù)計(jì)呈下降態(tài)勢(shì)；疊加高爐長(zhǎng)流程生產(chǎn)，在“碳達(dá)峰、碳中和”背景下，減排成本不斷上升，最終導(dǎo)致電爐短流程生產(chǎn)成本低于高爐長(zhǎng)流程生產(chǎn)成本，未來(lái)國(guó)內(nèi)短流程粗鋼占比將有明顯提升。依靠電爐比例提升便可基本實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)參考發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展歷程，預(yù)計(jì) 2025 年我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量達(dá)到頂峰 10.8 億噸，其后鋼鐵產(chǎn)量逐年下降，

35、預(yù)計(jì)到 2030 年我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量較頂峰下降 11%，至 9.8 億噸；到 2060 年我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量較頂峰下降 30%，下降至 7.5 億噸。在各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不變的前提下，預(yù)計(jì)隨著我國(guó)廢鋼回收的增加，尤其是產(chǎn)業(yè)鏈專(zhuān)業(yè)化回購(gòu)?fù)茝V后，單靠電爐比例的提升便可以完成我國(guó)碳排放減少目標(biāo)。到 2030 年我國(guó)鋼鐵碳排放將較 2020 年下降 29%，到 2060 年下降 87%。基本完成“碳達(dá)峰、碳中和”減排目標(biāo)。20192020E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2060E粗鋼產(chǎn)量(萬(wàn)噸）99542104519107655106578104446101313982749532575

36、307增長(zhǎng)率（%）5%3%-1%-2%-3%-3%-3%-21%轉(zhuǎn)爐鋼（廢鋼單耗/ kgt-1）149149149149149149149149149電爐鋼（廢鋼單耗/ kgt-1）467467514524534544554564984廢鋼消耗總量（萬(wàn)噸）183141956225000265002800029500310003250080000廢鋼消耗總量增加（萬(wàn)噸）15001500150015001500長(zhǎng)流程粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸）88592919779022486311811557483468748628855410短流程粗鋼產(chǎn)量（萬(wàn)噸）10950125421743120267232912647

37、9295263244169898長(zhǎng)流程粗鋼占比（%）89%88%84%81%78%74%70%66%7%短流程粗鋼占比（%）11%12%16%19%22%26%30%34%93%轉(zhuǎn)爐鋼鐵量（kg/t）10621062106210621062106210621062電爐鋼鐵（kg/t）984984984984984984984984984轉(zhuǎn)爐鋼（鐵水單耗/kgt-1）913913913913913913913913電爐鋼（鐵水單耗/kgt-1）517517470460450440430420鐵水需求（萬(wàn)噸）86546904599056788125845767997475463710390長(zhǎng)流程噸

38、鋼碳排放量（噸）2.12.12.12.12.12.12.12.12.1短流程噸鋼碳排放量（噸）0.270.270.260.260.250.250.240.240.2非化石能源發(fā)電占比（%）32.10%32.50%35%36%37%38%39%40%50%碳排放合計(jì)（億噸）18.919.6519.418.6417.6316.3715.1613.982.53表 6：我國(guó)鋼鐵行業(yè)電爐比例提升碳減排推演測(cè)算資料來(lái)源：統(tǒng)計(jì)局、Mysteel、研究“碳捕捉”“氫冶金”路徑亟需解決技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性瓶頸除減少長(zhǎng)流程粗鋼占比外，短期鋼企還可以通過(guò)全流程能效提升，降低噸鋼碳排放。鋼鐵企業(yè)可以采用諸多低成本減排技術(shù)，從

39、生產(chǎn)源頭、生產(chǎn)過(guò)程以及運(yùn)輸環(huán)節(jié)降低能耗，進(jìn)而減少碳排放量。除了上述提高電爐比例外，還可以全流程能效提升、提高副產(chǎn)煤氣利用；實(shí)現(xiàn)超低排放改造、實(shí)施清潔運(yùn)輸改造等，均可有效降低噸鋼碳排放量。但中長(zhǎng)期來(lái)看，利用低碳技術(shù)改造現(xiàn)有的長(zhǎng)流程煉鋼工藝，是實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)“零排放”的長(zhǎng)效路徑。在降低當(dāng)前鋼鐵冶煉工藝能耗的基礎(chǔ)上，目前有兩條技術(shù)路徑可實(shí)現(xiàn) “凈零碳排放”：（1）使用可持續(xù)生物質(zhì)和含固廢的燃料結(jié)合碳捕捉、利用和封存技術(shù)減排二氧化碳；（2）使用氫氣直接還原工藝路徑。相比之下，使用碳捕捉、利用和封存技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)工藝改動(dòng)不大，屬于初步階段；而使用氫氣冶金是未來(lái)技術(shù)發(fā)展的方向和最終目標(biāo)，目前成本較

40、高。目前根據(jù)行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，可以進(jìn)一步探索發(fā)展的低碳冶金技術(shù)路徑有：氧氣高爐技術(shù)：主動(dòng)提高二氧化碳濃度，以便于捕捉封存氧氣高爐技術(shù)可提升現(xiàn)有高爐的冶煉效率，且有效降低碳排放。該技術(shù)主要通過(guò)采用大量噴吹煤粉替代焦炭，用純氧代替熱空氣鼓風(fēng)，同時(shí)提高爐頂煤氣利用率的方式。該技術(shù)一方面可以有效提高高爐冶煉效率 50%-200%，另一方面，整體碳排放強(qiáng)度可以減少約 15%-20%，且有效地提高高爐尾氣中的二氧化碳濃度達(dá)到近 40%（傳統(tǒng)高爐僅為約 20%），更有利于實(shí)現(xiàn)減排和碳捕捉技術(shù)的應(yīng)用。氧氣高爐是歐盟超低二氧化碳煉鋼技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目的技術(shù)路線(xiàn)之一。 圖 17：氧氣高爐技術(shù)示意圖資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)

41、、研究熔融還原技術(shù)：以煤為基可以增加二氧化碳濃度，以氫為基可以減排 20%熔融還原不依賴(lài)焦炭提供對(duì)爐內(nèi)爐料的支撐。煤基熔融還原技術(shù)仍然采用煤作為還原劑，但它并不依賴(lài)焦炭提供對(duì)爐內(nèi)爐料的支撐。工藝不使用焦炭，不需建焦?fàn)t和化工設(shè)施。該工藝尾氣中的二氧化碳濃度極高（約為 90%），使其非常適合與碳捕捉、利用和封存技術(shù)結(jié)合使用，可將碳排放強(qiáng)度降低高達(dá) 80%。該技術(shù)工藝共有 30 余種，但到目前為止，只有奧鋼聯(lián)開(kāi)發(fā)的 COREX、韓國(guó) POSCO 和奧鋼聯(lián)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的 FINEX 煉鐵工藝發(fā)展到了工業(yè)化規(guī)模。 圖 18：氫基熔融還原法技術(shù)示意圖資料來(lái)源：內(nèi)蒙古賽思普科技有限公司，研究氫基熔融冶金技術(shù)就是

42、利用氫作為還原劑代替碳還原劑，從而實(shí)現(xiàn)減少二氧化碳排放的目的。內(nèi)蒙古賽思普科技有限公司年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸氫基熔融還原法高純鑄造生鐵項(xiàng)目已經(jīng)于2020 年底試車(chē)。該 30 萬(wàn)噸熔融還原項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)噴氫量 1 萬(wàn)噸/年，年減排二氧化碳 10.5萬(wàn)噸/年的目標(biāo)。本工藝取消了污染較大的燒結(jié)、球團(tuán)和焦化工序，二氧化碳排放指標(biāo)僅相當(dāng)于傳統(tǒng)高爐的 80%。該技術(shù)因?yàn)闅錃獬杀据^高，僅適用于生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，主要應(yīng)用于風(fēng)電、核電、高鐵等高端鑄件領(lǐng)域。而以上氧氣高爐技術(shù)和熔融還原技術(shù)，均一定程度上以來(lái)“碳捕捉”技術(shù)方可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模減排。當(dāng)前碳捕捉技術(shù)極不成熟，根據(jù)波士頓咨詢(xún)公司的報(bào)告，目前鋼鐵冶煉行業(yè)的碳捕捉成本在

43、50 美元230 美元/每噸范圍內(nèi)，成本較為高昂，仍存在一些技術(shù)和成本的壁壘，尚未被應(yīng)用到長(zhǎng)流程煉鋼工藝中，IPCC 也承認(rèn)碳捕捉技術(shù)進(jìn)步存在極大不確定性，在其預(yù)測(cè)的全球 2050、2100 年電源結(jié)構(gòu)中，配套碳捕捉的化石能源及生物質(zhì)能下限均接近零，而上限較高。氫氣冶金技術(shù)：已不存在冶金技術(shù)障礙，主要是氫儲(chǔ)存和成本問(wèn)題難以解決。高爐富氫噴吹，作為熱源和還原劑。該技術(shù)主要從高爐風(fēng)口噴吹氫氣，既可以是純氫，也可以是富氫氣體，例如焦?fàn)t煤氣（氫含量約為 55%）或天然氣。通過(guò)風(fēng)口噴吹的氫氣不僅可以作為熱源，還可以作為還原劑，部分替代噴吹煤。盡管該技術(shù)有一定的前景，但由于氫氣還原反應(yīng)吸熱，其噴吹比例受到

44、限制，因此，其最高僅可降低碳排放強(qiáng)度約 15%左右。目前，安賽樂(lè)米塔爾集團(tuán)和蒂森克虜伯鋼鐵正在研究該項(xiàng)技術(shù)。氫氣直接還原煉鋼是可行且能夠大規(guī)模實(shí)施的脫碳技術(shù)路線(xiàn)。目前氫氣還原煉鋼技術(shù)已在天然氣直接還原鐵（DRI）工藝中得以應(yīng)用，DRI 工藝還原劑中氫氣占比達(dá)到 60%，噸鋼碳排放較長(zhǎng)流程可下降 30%。目前全球相對(duì)較為成熟且運(yùn)行的項(xiàng)目主要是瑞典鋼鐵的 HYBRIT 項(xiàng)目。HYBRIT 項(xiàng)目的基本思路是：在高爐生產(chǎn)過(guò)程中用氫氣取代傳統(tǒng)工藝的煤和焦炭（氫氣由清潔能源發(fā)電產(chǎn)生的電力電解水產(chǎn)生），氫氣在較低的溫度下對(duì)球團(tuán)礦進(jìn)行直接還原，產(chǎn)生海綿鐵（直接還原鐵），并從爐頂排出水蒸氣和多余的氫氣，水蒸氣在

45、冷凝和洗滌后實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。但是 HYBRIT 項(xiàng)目采用的氫冶金工藝成本比傳統(tǒng)高爐冶煉工藝高 20%30%。除此之外，德國(guó)薩爾茨吉特鋼鐵公司發(fā)起的 SALCOS（薩爾茨吉特低碳煉鋼）項(xiàng)目和由奧鋼聯(lián)發(fā)起的 H2FUTURE 項(xiàng)目也從不同角度設(shè)想工藝流程實(shí)現(xiàn)“氫冶金”循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 圖 19：瑞典鋼鐵 HYBRIT 項(xiàng)目流程示意圖 圖 20：德國(guó)薩爾茨吉特鋼鐵 SALCOS 項(xiàng)目設(shè)想圖 資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究資料來(lái)源：國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)、研究目前國(guó)內(nèi)龍頭鋼企正積極布局低碳冶金技術(shù)。由于低碳冶金技術(shù)投資量大，龍頭鋼企具有明顯資金和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)主要龍頭鋼企正積極布局低碳冶金技術(shù)。河鋼集團(tuán)：2020 年

46、 11 月，河鋼與卡斯特蘭薩特諾恩簽訂了合同，建設(shè)氫能源開(kāi)發(fā)和利用工程，這該項(xiàng)目主要包括一座年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸的 ENERGIRON 直接還原廠(chǎng)。該直接還原廠(chǎng)將使用含氫量約 70%的補(bǔ)充氣源。除了氫冶金之外，河鋼與中國(guó)工程院戰(zhàn)略咨詢(xún)中心、中國(guó)鋼研、東北大學(xué)四方聯(lián)合共建了“氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”，并自行建設(shè)加氫站，以配合開(kāi)展氫能重卡鋼鐵物流運(yùn)輸示范項(xiàng)目。酒鋼集團(tuán)：2019 年 9 月，酒鋼集團(tuán)公司成立氫冶金研究院。目前，酒鋼集團(tuán)公司正在建設(shè)世界上首套煤基氫冶金中試裝置及配套的干磨干選中試裝置，已順利完成煤基氫冶金中試基地?zé)嶝?fù)荷試車(chē)及部分中試試驗(yàn)。技術(shù)已經(jīng)不存在障礙，瓶頸在于氫能存儲(chǔ)和降低生產(chǎn)成本

47、。另外技術(shù)依舊依賴(lài)使用鐵礦石，與我國(guó)廢鋼大規(guī)模增加的行業(yè)背景相悖。目前國(guó)際鋼鐵公司的技術(shù)探索可見(jiàn)當(dāng)前氫氣還原煉鋼技術(shù)問(wèn)題已被實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)氫氣直接還原煉鐵的關(guān)鍵是需要有足夠的、低成本的可再生或者綠色氫氣，且需要有配套的氫氣傳輸和存儲(chǔ)設(shè)備。目前高密度氫氣儲(chǔ)存一直是世界級(jí)難題，氫的密度僅為 0.0899kg/m，是水的萬(wàn)分之一。目前儲(chǔ)氫方法主要分為低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫及儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫三種。低溫液態(tài)儲(chǔ)氫存在成本高、材料要求高的不經(jīng)濟(jì)性弊端，而高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫則占用空間大、且存在泄漏爆炸隱患，儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫可以解決上述兩種方式的弊端，但是目前存在技術(shù)瓶頸尚未解決。氫氣價(jià)格方面，根據(jù)國(guó)際能源署匯總數(shù)據(jù)，在中國(guó)生產(chǎn)氫氣各種不同技術(shù)路徑的成本：電網(wǎng)電解水制氫成本最高（約 5.5 美元/kg）；可再生能源發(fā)電制氫成本（約 3 美元/kg）；天然氣加碳捕捉與貯存制氫（約 2.5 美元/kg）；天然氣制氫（約 1.8 美元/kg）；煤制氫（1 美元/kg）；煤加碳捕捉與貯存制氫（1.5 美元/kg）。