2021年“碳中和”下煤炭行业未来发展趋势分析报告（24页）.pdf

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1、因此中国电炉炼钢比例提升核心依赖于废钢供给的增加，废钢供给增加后才能扩大电炉炼钢的原材料来源，废钢价格也才有下降的可能。预计随着国内工业化以及基建工程、城市更新改造的推进，国内的废钢供给也会呈现增加的趋势，钢铁行业长期电气化的进程基本上与城市化、工业化的过程中可以达到匹配的程度。除了电气化之外，钢铁行业的脱碳还可以通过氢气直接还原铁的方式来进行。焦炭在高炉中的核心作用主要是加热和作为还原剂，而氢气理论上是可以替代焦炭实现上述功能。但目前在全球范围内，实际运行的项目屈指可数，瑞典的起步较早，瑞典钢铁公司(SSAB)联合大瀑布电力公司(Vattenfall)以及矿业集团(LKAB)创立了非化石能源

2、钢铁项目HYBRIT，预计 2024 年开始有望转入小规模生产。德国蒂森克虏伯公司也开始了相关尝试。而中国宝武集团 2019 年也开始了与中核集团、清华大学也开始了炼钢用氢方面的合作。但是氢气替代焦炭炼钢涉及高炉技术的革命性转变，其经济性还依赖于氢气的成本。日本钢铁协会估算生产 1 吨生铁需要 601 标准立方米氢气，补偿吸热反应需要 67 标准立方米氢气，加热融化到 1600 摄氏度需要 85 标准立方米氢气，共计需要 753 标准立方米氢气，按照 75%的热效率计算，产生 1 吨生铁需要的氢气量为 1000 标准立方米。按目前成本，生产一吨钢铁大约需要 0.45 吨焦炭，吨钢的能源物料成本约为 10001050 元/吨，如果与高炉炼铁达到一样的成本水平，所使用的氢气成本需要降至 11.05 元/米 3，约合11.211.8 元/kg，基本是目前最便宜的化工副产及化石能源制氢成本，如果以零碳来源的氢气成本计算，目前光伏和风电制氢成本基本在 1725 元/kg 的成本水平，氢气还原制铁的工艺至少比传统高炉高 80%100%以上。氢能还原制铁的大面积推广需要迈过三大门槛：一是技术在规模应用上的稳定性;二是工艺的安全性及安全成本的降低;三是氢能来源成本的降低。