自然资源保护协会：面向碳中和的氢冶金发展战略研究_14页_7mb

面向碳中和的氢冶金发展战略研究执行摘要

背景与目标

• 我国是全球最大钢铁生产国，2020年粗钢产量超10亿吨，占全球一半。
• 钢铁行业碳排放占全国排放总量约15%。传统长流程工艺依赖煤炭，难以实现深度脱碳。
• 氢冶金被视为替代碳还原、实现钢铁行业净零碳排放的关键路径。
• 报告分析氢冶金潜力、发展路径，并提出到2060年氢冶金发展路线图及相关政策建议。

未来钢铁需求与产量预测

• 受经济增速放缓、城镇化成熟等因素影响，我国钢铁需求停滞并缓慢波动下降。
• 2060年钢产量预测为569亿吨（2020年为10.65亿吨），助力行业碳减排。

钢铁行业碳排放与主要减排技术

• 当前主流高炉-转炉长流程吨钢碳排放量为18-25吨。
• 主要低碳技术路径包括：
  1. 废钢-电弧炉短流程（低碳排放，占比＜10%）
  2. 高炉富氢冶炼（碳减排潜力10%-30%，过渡技术）
  3. 氢基直接还原铁（DRI）+电弧炉（最具潜力，大规模推广需2040年后）
  4. 全废钢绿电冶炼、绿氢冶金+绿电冶炼等最终近零排放路径。

氢冶金技术现状与关键因素

• 氢冶金技术处于探索或示范阶段，包括高炉富氢冶炼和氢基直接还原。
  • 高炉富氢冶炼：目前可用工业副产氢（灰氢），预计2030年前取得突破。
  • 氢基直接还原：纯氢技术吸热反应，大规模推广尚需时间和绿氢产业链完善。
• 关键因素：
  1. 经济化制氢：绿氢成本高，需政策支持和规模化发展。
  2. 规模化储运：需发展高压气氢、液氢、天然气掺氢等运输方式。
  3. 经济性：氢冶金成本竞争力需绿氢价格≤1.5元/kg、绿电≤0.2元/kWh。

中国氢冶金发展路线图

分四个阶段推进氢冶金技术发展：

1. 2020-2030年：目标：吨钢减排15%。重点推广富氢高炉技术，富氢产能占比达15%。
2. 2030-2040年：目标：吨钢减排55%。推动氢基直接还原和绿氢应用，绿氢占需氢量30%以上。
3. 2040-2050年：目标：吨钢减排85%。推广纯氢基竖炉+电炉短流程，绿氢占需氢量85%。
4. 2050-2060年：目标：吨钢减排95%。形成多技术融合工艺结构，绿氢与CCUS结合实现碳中和。

政策建议

1. 制定氢能专项行动方案，加强统筹与绿氢绿电供给保障。
2. 完善碳市场机制，激励企业低碳技术投入。
3. 政策向国企龙头企业倾斜，加速氢冶金技术研发。
4. 促进“钢焦一体化”，打破行政壁垒优化资源配置。
5. 设计专项财税政策，为氢冶金研发和试点提供金融支持。
6. 构建氢能产业链生态系统，推动钢铁与其他行业耦合发展。