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钢铁碳中和②：低碳冶金，“氢”来了

核心内容

氢气炼钢的减排潜力

• 氢气炼钢通过以氢代替炭作为还原剂，将碳排放转化为水排放，成为钢铁行业低碳转型的重要途径。
• 长流程：若氢气完全替代碳还原，理论上可降低碳排放 34-62%，当前减排潜力约为 10%-20%。
• DRI+电弧炉短流程：若氢气占比达到90%，碳排放可降低 49%，当前减排潜力约为 49%。
• 废钢+电弧炉短流程：碳排放最低，约为 0.26吨/吨HRC，但目前应用较少。

氢气炼钢的发展方向

• 高炉富氢：通过喷吹氢气或富氢气体（如焦炉煤气）替代部分碳还原，适用于当前国内高炉为主的长流程工艺。
• 气基竖炉富氢：通过提升氢气在还原气中的占比，更适宜推广氢气炼钢，国外已有90%氢气占比的试验成功案例。
• 国内推进路线：短期内仍以高炉富氢为主，未来随着废钢资源增加、电价下降、绿氢成本降低，气基竖炉富氢将逐步推广。

国内氢气炼钢实践

• 高炉富氢项目：如邢台钢铁、八一钢铁、晋南钢铁等已启动相关改造或项目，部分项目已进入试车或建成阶段。
• 气基竖炉项目：如山西中晋太行、明拓集团、酒钢集团、辽宁华信钢铁、河钢集团、宝武集团等，已开展或计划开展氢气炼钢项目，部分项目具有示范意义。

主要观点

• 氢气炼钢是实现钢铁行业碳中和的重要手段，但100%氢气替代碳还原目前仍面临技术和经济上的挑战。
• 高炉富氢是现阶段较为经济的减排方式，适用于国内现有长流程工艺，但减排潜力有限。
• 气基竖炉富氢更具减排潜力，适合未来推广，但受限于国内资源结构（“多煤少气”）和工艺转换成本。
• 钢铁行业需从“前端减少碳输入、中段提升碳效率、末端捕集碳排放”三方面着手实现低碳转型。
• 氢气炼钢的推广需要绿色制氢、储运技术、产业链配套等系统的支撑。

关键信息

• 减排原理：氢气替代碳作为还原剂，将碳排放转化为水排放，从而实现减排。
• 氢气来源：目前以灰氢（焦炉煤气、炉顶煤气）为主，绿氢成本仍较高。
• 减排效果：氢气喷吹量增加，碳排放减少，但氢气利用率存在上限，减排幅度随之受限。
• 储运技术：氢气储运尚不成熟，目前以高压气态储氢为主，低温液态和固态储氢尚处于示范阶段。
• 成本问题：氢气成本需降至 1.26元/标方 或对吨碳排放征收 25元碳税，才能实现与碳还原工艺的成本平衡。

投资建议

• 关注具备氢冶金布局的钢企：如宝武集团系的宝钢股份（600019）、八一钢铁（600581），河钢集团系的河钢股份（000709）等。
• 关注吨钢碳排放和能耗较低的钢企：如宝钢股份（600019）、方大特钢（600507）、新钢股份（600782）等。
• 投资方向：氢冶金技术储备和推广能力较强的大型钢铁企业，尤其是具备电力、煤炭资源优势的地区和钢企。

风险提示

• 政策风险：碳达峰、碳中和政策推进不及预期，可能影响行业减排进度。
• 疫情风险：国内外疫情反复可能影响铁矿石供应和价格，进而影响钢铁企业的盈利能力。
• 技术风险：氢气炼钢仍处于早期阶段，技术成熟度、成本控制、储运问题仍需解决。
• 经济风险：绿氢成本较高，短期内难以实现经济替代，需依赖政策补贴或碳税机制。

行业发展趋势

• 随着废钢资源增加、电价下降、绿氢成本降低，气基竖炉富氢工艺将逐步成为主流。
• 国内钢铁企业需在氢能产业链成熟前，提前布局氢气炼钢技术，积累经验。
• 钢铁行业将面临结构性调整，高能耗、高排放企业可能面临淘汰压力。

总结

氢气炼钢是钢铁行业实现碳中和的重要路径，但短期内仍需以高炉富氢为主，未来逐步推广气基竖炉富氢工艺。国内在该领域的实践尚处于早期，主要依赖灰氢资源，绿氢成本高，储运技术尚不成熟。随着新能源发展和氢气成本下降，氢气炼钢的经济性将逐步提升，有望成为钢铁行业低碳转型的重要支撑。投资者应关注具备氢冶金技术储备和低碳工艺优势的大型钢铁企业，同时注意政策、疫情和技术等风险因素。