落基山研究所（RMI）：培育清洁氢冶金价值链-助力钢铁行业低碳转型（8页）.pdf

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1、rmi.org / 1 培育清洁氢冶金价值链，打造完整生态圈 培育清洁氢氢冶金价值链值链，打造完整生态态圈 作者：薛雨军(yxuermi.org)，李抒苡(slirmi.org)，李晋 03/31/2022 引言 氢冶金，尤其是清洁氢1冶金，是实现钢铁行业零碳转型的最关键和最有前景的解决方案之一。目前，已有不少钢铁企业正积极布局相关投资和新建产能。然而，考虑到清洁氢冶金较高的绿色溢价，生态系统内所有利益相关方都需要通过共同努力来启动市场，进而实现经济规模化，并推动成本进一步走低。为达到这一目标，除钢铁企业外，上游供应方、下游需求方、金融机构、技术提供商等利益相关方都需要共同参与到这一过程当中。

2、本文展示了发展清洁氢冶金价值链的重要性，分析价值链各方的动机与机会，并将讨论解决现实挑战的方法。 钢铁钢铁行业业面临严临严峻的脱碳挑战战 目前，全球已达成对对于应应对对气候变变化重要性的共识识，各行业业也形成了更高的碳减排标标准。根据国际能源署的分析1，要在 2050年实现净零排放，全球总排放量需要在 2030 年前减少 37%，即和当前排放量 339 亿吨相比，在 2030 年前下降到 211 亿吨。为达到这一目标，在 2030 年，工业部门将贡献 13%的减排，可以预见，届时大量清洁技术也将得到大规模部署。 钢铁钢铁行业业是碳排放密集程度最高、最难难脱碳的行业业之一，排放量占全球总量的 7

3、.2%2。钢铁行业的脱碳不能仅仅依靠电气化，还需要更具针对性的解决方案，用于处理为提供高温而燃烧燃料造成的排放，以及以煤炭为主要还原剂的反应过程排放。此外，钢铁生产设施一般寿命较长，更新换代率低。以中国为例，其高炉的平均寿命是 13 年，相关设施在退役前还可运行 20 年以上3。，因此，一方面快速转型可能会带来一定程度的搁浅资产风险；另一方面，清洁冶炼技术与配套基础设施都需要从现在开始稳步推进4，以逐渐形成规模。 目前，推动钢铁动钢铁行业业脱碳的政策正加速促进产业转进产业转型。在全球范围内，各国政府已发布了不同的环境目标、措施或激励手段，以此来鼓励钢铁行业脱碳。例如，欧盟委员会和欧洲钢铁技术平

4、台（ESTEP）发布了清洁伙伴关系的提案与路线图，目标是到2030 年建成至少 2 个以 1990 年为基准减排 80%的示范项目。中国工业和信息化部则发布了“十四五”工业绿色发展规划，目标是到 2025 年，将钢铁、有色金属和其他重点行业的单位工业增加值二氧化碳排放以 2020 年为基准降低 18%。 除政策方面外，碳市场场也在推动动着钢铁钢铁行业业的脱碳进进程。欧洲碳市场从 2005 年的第一阶段开始就将钢铁企业囊括其中。在此期间，由于钢铁企业具备重工业特性，因此可拥有不需要经过拍卖而直接获得的免费碳配额。根据欧洲的“减碳 55”计划，到 2030 1 清洁氢：比化石能源制氢有更少碳排放的

5、生产路径所得到的氢气，如风能、太阳能电解水制氢。 培育清洁氢冶金价值链，打造完整生态圈 rmi.org / 2 年，钢铁企业的免费碳配额将被取消。而在中国，钢铁企业同样积极参与省级碳市场试点，未来，钢铁行业也有望被纳入全国碳市场。 清洁氢氢是钢铁钢铁行业业完全脱碳的最关键键、最具前景的解决方案之一 氢是初级钢冶炼过程中最有效的清洁还原剂之一。如图表 1 所示，氢在冶炼中的应用方式一般有三种，即高炉富氢冶炼（H2-BF）、氢直接还原铁（H2-DRI）和氢熔融还原铁（H2-SRI）。 图表 1：氢冶金方式 高炉富氢氢冶炼炼是指将氢气与现有还原剂混合后，在冶炼过程中所产生的还原反应。该方法可以减少还

6、原反应的碳排放，却不能实现零碳，不过仍可被视为一种渐进式的减碳方案。在中国，宝武钢铁正在新疆进行高炉富氢冶炼试点项目，与碳循环等其他减碳技术共同作用，其目标是实现 30%以上的碳减排。 氢氢直接还还原铁铁是指通过氢基还原反应直接还原固体铁矿石，该路径有潜力实现几乎完全脱碳。目前，众多钢铁企业已经开始进行此类技术的试点项目。中国的河钢集团正在与意大利特诺恩（Tenova）公司合作建设一座氢能直接还原铁的钢铁厂。SSAB已经向沃尔沃交付了首批氢基无化石能源钢。而安赛乐米塔尔在德国汉堡建造了一座氢直接还原铁绿色示范钢厂。 氢氢熔融还还原铁铁是指将熔融还原与氢还原相结合，以此来减少焦化和铁矿石烧结前的