钢铁行业专题报告：东吴碳中和系列报告（六），氢能炼钢，技术、经验与前景-20210318-东吴证券-16页_1mb

钢铁行业专题报告总结：氢能炼钢技术、经验与前景

核心内容概述

本报告聚焦于氢能炼钢技术，分析其在实现“零排放”炼铁方面的潜力，以及国内外在该领域的应用进展、面临的挑战和未来发展前景。同时，报告结合碳中和政策背景，探讨氢能炼钢对钢铁行业的深远影响，并提出投资建议和风险提示。

主要观点

• 氢能炼钢原理：通过氢气替代传统还原剂（如一氧化碳），实现炼铁过程中的二氧化碳“零排放”，具有显著的环保效益。
• 成本问题：目前氢能炼钢成本较高，尤其电解水制氢成本高昂，氢气存储技术尚未成熟，限制了其大规模应用。
• 碳中和推动：中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，为氢能炼钢提供了政策支持和市场空间。
• 投资机遇：在低碳减排政策背景下，氢能炼钢技术有望推动钢铁行业转型升级，提前布局的企业将具备竞争优势。

关键信息

1. 氢气冶金技术

• 基本原理：氢气作为还原剂替代一氧化碳，还原铁矿石得到铁，产物为水（H₂O），无二氧化碳排放。
• 环保效益：相比传统高炉工艺，氢能炼钢可大幅降低碳排放。例如，完全使用氢气可实现“零排放”，部分使用氢气可将吨钢碳排放降至437公斤。
• 技术路线：目前主要分为部分使用氢气和完全使用氢气两种方案。

2. 国外应用案例

• HYBRIT项目：由瑞典钢铁公司、大瀑布电力公司和矿业集团联合发起，目标在2035年实现商业化运行。目前吨钢成本比传统工艺高20%~30%，但碳排放量降至25公斤。
• SALCOS项目：德国萨尔茨吉特钢铁公司启动，采用风电制氢、高温电解水制氢等技术，实现氢气在钢铁生产中的多用途利用。
• H2FUTURE项目：奥钢联联合西门子、奥地利电网公司等，探索氢气在炼钢工序中的替代应用。

3. 国内应用案例

• 河钢集团：2020年启动120万吨氢冶金示范工程，计划2021年底投产，吨钢碳排放降至125公斤。
• 中国宝武：与中核集团、清华大学合作，开发“核能制氢”技术，目标打造世界领先的核冶金产业联盟。
• 酒钢集团：成立氢冶金研究院，探索“煤基氢冶金理论”，进行氢冶金与碳冶金对比试验，显示氢冶金技术优势。

4. 氢能炼钢面临的困境

• 制氢成本高：电解水制氢成本较高，约5.5美元/公斤，而氢能炼铁成本是传统工艺的五倍以上。
• 储氢技术不成熟：氢气密度低，储存难度大。目前主要储氢方式包括液态储氢、高压气态储氢和储氢材料储氢，但均存在技术或经济性挑战。

5. 碳中和背景下的前景

• 政策支持：中国将钢铁行业纳入碳交易市场，推动碳排放限额分配制度，鼓励低碳减排。
• 环保成本上升：随着碳交易价格走高，氢能炼钢的环保效益有望覆盖其高成本，形成经济效益。
• 行业转型机遇：氢能炼钢技术的推广将提升钢铁企业的绿色竞争力，较早布局的企业可能获得显著收益。

投资建议

• 推荐主线：
  1. 需求较确定且受益碳中和的制造业上游板材龙头：宝钢股份、华菱钢铁、新钢股份，可关注鞍钢股份、南钢股份。
  2. 高弹性、低成本的长材企业：方大特钢、三钢闽光、柳钢股份。
  3. 上游资源品企业：包钢股份（稀土），可关注鄂尔多斯（硅铁）。
  4. 低估值特钢企业：中信特钢、久立特材、天工国际。

风险提示

1. 制氢成本进一步走高：若制氢成本上升，将压缩氢能炼钢的经济可行性。
2. 关键技术突破不及预期：高效、低成本的制氢技术尚未成熟，可能影响氢能炼钢的推广进度。

结论

氢能炼钢作为实现钢铁行业低碳转型的重要技术路径，具有显著的环保效益，但目前仍面临制氢成本高和储氢技术不成熟等挑战。在碳中和政策推动下，该技术前景广阔，有望在未来成为钢铁行业的重要发展方向。企业应提前布局，以把握未来市场机遇。