钢铁工业碳排放现状及发展趋势分析（附股）

1、钢铁行业碳排放现状

国内钢铁产量增速在2015年触底反弹后继续回升。2020年国内粗钢产量10.65亿吨，同比增长7%； 2021年1-4月，粗钢产量3.75亿吨，同比增长15.8%。 2020年国内铁水产量8.88亿吨，同比增长4.3%； 2021年1月至4月，国内铁水产量3.07亿吨，同比增长8.7%。 总体来看，国内钢铁产量增速在2015年触底反弹后持续回升。

2015年以后，钢铁行业能源消耗强度呈下降趋势。 2018年，黑色金属冶炼及压延加工业能源消耗总量62279万吨标准煤，占国内总量的13.2%。 2015年至2018年，黑色金属冶炼及压延加工业能源消费总量增速分别为-7.77%、-2.89%、-1.88%、2.21%； 从粗钢产量增速、铁水增速、能源消费总量增速来看，2015年以后钢铁行业能源消费增速低于粗钢增速和铁水，这意味着钢铁行业能源消耗强度呈下降趋势。

2015年以后，钢铁行业碳排放强度呈下降趋势。 2017年，黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量167702万吨，占国民经济排放总量的17.96%。 2020年，碳排放量预计将占15%左右。 行业碳排放量在2014年达到高点后持续下降； 2015年至2017年，行业碳排放量同比分别为-6.24%、-0.38%、-0.41%。 从粗钢产量同比增速与碳排放增速对比来看，碳排放总体增速低于粗钢产量增速，这意味着钢铁行业碳排放强度有下降趋势。

2、化石燃料燃烧是钢铁行业碳排放的主要来源

钢铁生产过程中的碳排放主要来自四大来源：化石燃料燃烧排放、工业生产过程排放、净外购电力、碳汇产品隐含碳排放。

根据温绪林等人在《钢铁企业碳排放核算与减排研究》中对长流程钢厂碳排放的研究显示：燃料燃烧碳排放约占94%； 净购电产生的碳排放约占6%。 在烧结和炼钢过程中，消耗石灰石、白云石、焊条、生铁、铁合金等含碳原料，以及熔剂生产过程中分解、氧化产生的CO2排放量，约占全国的6%。总排放量。 生产过程中，公司生产出口的粗钢、粗苯、焦油中部分碳被固化。 应扣除相应部分的二氧化碳排放量，约占总排放量的4%。

焦炭占化石燃料燃烧排放的很大一部分。 钢铁生产过程中消耗的化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放包括焦炉、烧结机、高炉等窑炉中燃烧的精煤、无烟煤、烟煤和焦炭以及用于钢铁生产的火车和汽车的排放。工厂内的生产和运输。 汽油和柴油的排放。 由于钢铁生产过程的本质是从矿石中还原铁的过程，因此也需要大量的能源。 我国钢铁行业燃料燃烧排放具有以下特点：

焦炭是钢铁工业直接消耗的最大化石燃料。 统计局公布的数据显示，2018年，国内焦炭消费量37152万吨，煤炭消费量29308万吨，原油消费量0万吨，汽油消费量3万吨，天然气消费量110亿立方米。米。

焦炭消耗率高与国内高炉技术比例高密切相关。 焦炭作为高炉炼铁的主要原料，既是燃料，又是还原剂。 它还充当高炉中的骨架并稳定炉料的渗透性。 2020年国内高炉生铁产量88752万吨。 高炉生铁与粗钢之比为0.833。 2019年该比率为0.812，远高于同期全球水平0.684。 生铁比例过高，导致国内钢铁行业对焦炭消耗的严重依赖。

化石燃料燃烧产生的碳排放中，约 64.7% 来自焦炭，33.9% 来自煤炭。 根据易碳家园给出的不同燃料燃烧释放的CO2强度计算； 2018年，国内黑色金属冶炼及加工业中，燃料燃烧碳排放的64.7%来自焦炭燃烧，33.9%来自煤炭，1.4%来自天然气。

外购电量的碳排放量由供电结构决定； 电力系统深度脱碳，直接减少钢铁行业外购电力的碳排放。

钢铁企业外购电力比例较低。 统计局公布的数据显示，2018年黑色金属冶炼及加工业用电量6142亿千瓦时，占行业能源消费总量的12.12%。 从趋势看，1995年以来工业用电比重持续上升，从6%上升到12.12%。 据重点钢铁企业数据显示，2020年吨钢耗电量为456.9千瓦/吨，相当于吨钢总能耗的8.4%。 重点钢铁企业电力占能源消费总量的比重也在不断提高，从7.5%上升到8.4%。

碳排放来自电力供应侧。 2020年国内发电结构中，以煤炭和油气为主的火电占比71%，核电占比5%，水电占比16%，风电、光伏、生物质发电占比8% %。 总体来看，化石能源占上游电力供应的70%以上，是外购电力碳排放的主要来源。

电力系统深度脱碳直接减少钢铁行业外购电力的碳排放。 未来，随着风电、光伏等新能源装机容量进一步提升，到2030年非化石能源占我国一次能源比重将达到25%，电力系统对化石能源的消耗将进一步提高。电力系统深度脱碳将直接带动钢铁行业。 购买电力产生的碳排放。

3、推动碳达峰和碳中和，分析钢铁行业减碳路径

2020年底，工业和信息化部发布《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》征求意见，明确提出到“十四五”末，全行业力争碳达峰，能源消耗总量和强度下降5%以上。 “十四五”期间，钢铁行业面临提前达峰的要求。 2021年以来，宝武、河钢、鞍钢、包钢等我国特大型钢铁企业相继发布碳达峰和碳中和目标。 其中，碳达峰时间点基本控制在2025年之前，2030年左右实现碳减排30%，2050年实现碳排放量

3.1. “十四五”粗钢产量进入平台区将更好推动行业总量实现碳达峰

“十四五”期间，粗钢产量进入平台区。 2016年以来，粗钢表观消费量稳步增长。2020年，粗钢表观消费量10.223亿吨，同比增长9.55%。 受强劲内需拉动，国内粗钢产量持续创新高，2020年粗钢产量达到10.75亿吨。 吨，同比增长7%。 预计2020年GDP钢材消耗系数将达到1150吨/亿元。 “十四五”期间，我国经济进入以内循环为主导的发展格局。 国内钢材需求增速放缓。 同时，政策叠加带动钢材出口回归，政策巩固国内粗钢产能规模。 总体来看，国内粗钢产量将进一步趋于平稳。

“十四五”期间国内钢铁需求增速放缓。 国民经济系统投资链中的建筑业、机械设备制造等行业的金属制品消耗系数明显高于消费链相关行业。 2016年至2019年，国内投资增速低于GDP和消费增速，GDP实际钢耗系数进入平台区。 2020年投资回升，带动钢材消费系数上升。 “十四五”期间，我国经济进入以内循环为主导的发展格局，消费拉动力增强，钢材消费系数将再次调整，我国钢材表观消费需求增速放缓。

政策拉动钢材出口回归。 自2021年5月1日起，取消国内大部分钢材产品出口退税。 共涉及146个商品编码产品。 除部分高附加值产品维持13%的出口退税率外，大部分常规产品的出口税率已降至0%。 受此政策影响，大部分产品的出口优势将明显降低，进一步带动钢材出口回归。

政策巩固国内粗钢产能规模。 2021年5月，国家发展改革委、工业和信息化部印发《钢铁冶炼项目登记管理意见》和《钢铁行业产能置换实施办法》，明确了严格执行减量置换和冶炼项目规范备案要求，政策进一步打压。 国内粗钢产能规模得到巩固，未来粗钢产量缺乏大幅增长的基础。

粗钢产量进入平台区将更好地推动行业碳排放总量达峰。 2015年至2018年，钢铁行业碳排放总量同比总体低于行业粗钢产量增速，总体体现了吨钢碳排放强度下降的趋势。 “十四五”期间，粗钢产量进入平台区，增速有所减弱。 同时，随着一些高度成熟实用的低碳冶金技术的应用，将更好地推动行业碳排放总量达峰。

3.2. 高度成熟实用技术的进一步推广，将有助于实现吨钢碳排放强度下降30%的目标。

在碳达峰的基础上，我们认为电炉炼钢、提高球团比、直接还原铁等高度成熟实用技术的进一步推广将带动钢铁制造工艺的优化，同时提高钢铁企业的能源效率。每个过程并减少化石燃料消耗。 ，降低吨钢碳排放强度，可以更好地实现碳减排30%的目标。

1）与传统的长流程相比，纯废电炉短流程和DRI-电炉流程均具有显着的减碳空间。

与长高炉转炉工艺相比，电炉工艺在能耗和碳排放方面具有更大优势。 随着国内经济进入内循环，废钢资源加速释放为电炉钢发展提供成本支撑。 预计2030年左右国内粗钢产量较2025年略有下降，保持在10亿吨左右。 除了转炉吸收部分废钢外，电炉钢也将得到很大提高。 低碳排放强度工序比例的提高，将有效降低钢铁行业整体碳排放； 同时，随着电能的清洁化，通过供给侧引入新能源可以进一步减少碳排放。

目前国内电炉钢厂产出率较低。 2019年国内电炉钢产量占比10.4%，长流程转炉钢占比89.6%。 欧盟28国电炉钢占比41.3%，美国占比69.7%，日本占比24.5%，世界平均水平为27.9%。 总体来看，国内电炉钢厂产量占比较低。

电炉工艺流程短，能耗强度低。 据世界钢铁协会研究，短流程电炉总能耗为2104Kwh/吨钢，长流程高炉总能耗为5122Kwh/吨钢； 电炉短流程电耗1561Kwh/吨钢，高炉长流程电耗972Kwh/吨钢； 总体而言，短流程电炉工艺能耗强度较低。

燃气直接还原电炉工艺和纯废钢短流程工艺的碳排放强度显着低于长流程工艺。 根据世界钢铁协会公布的研究数据，长流程工艺每吨钢碳排放量为2.2吨，气基直接还原铁-电炉流程每吨钢碳排放量为1.4吨，短流程流程碳排放量为1.4吨。纯电炉工艺流程废钢约0.3吨。 安赛乐米塔尔公布的数据显示，该公司电炉工艺吨钢排放量为0.6吨CO2/吨钢，仅为同期高炉工艺的26%； 尽管该公司的部分电炉连接了DRI工艺，但碳排放量仍远低于长工艺流程。 总体来看，无论是气基直接还原铁电炉工艺还是纯废钢短流程电炉工艺，其碳排放强度均显着低于长流程工艺，且电炉工艺的碳减排范围介于 36% 至 84% 之间。

国内经济进入内循环，废钢资源的持续释放为短流程电炉钢的发展提供了成本支撑。 据废钢协会测算，2020年国内废钢产量为2.6亿吨。 中国近二十年来经济的快速发展，积累了大量的钢铁资源，用于城市建设和耐用品消费。 内循环下，汽车、家电等耐用消费升级，废钢资源加速释放。 据测算，2030年我国钢铁储量将达到135亿吨。采用钢铁储量折算方法，预计2030年社会废钢产量将达到3.5亿吨。废钢资源的持续释放为钢铁企业提供了成本支撑。发展短流程电炉钢。

2）与传统烧结相比，球团制造过程碳排放低，可间接带动高炉减少碳排放。

与目前国内主流选矿技术——烧结相比，球团矿具有能耗低、污染物排放少、制造过程节能减排效果好的优点。 同时，提高高炉冶炼中的球团比，可以实现渣煤比低、煤气利用率高、燃料比低、综合经济效益好等优点，促进了高炉冶炼绿色指标的提升。 球团工艺中各项污染物均处于较低水平，明显优于烧结工艺。 当压球工艺开始考虑整个钢铁生产链时，它清楚地表明使用球团矿代替烧结矿作为高炉的主要原料可以带来巨大的效益。 碳减排效果。

我国整体颗粒率明显低于欧美国家，还有相当大的提升空间。 据世界金属导报统计，2020年国内球团矿总产能约为2.6亿吨。 根据2020年8.875亿吨铁水估算，球团矿占炉料的18%。 从欧美国家安赛乐米塔尔、塔塔、SSAB等钢厂炉内球团比数据来看，我国整体球团比明显低于欧美国家水平，还有相当大的提升空间。

与烧结相比，球团工艺本身消耗的能源较少，排放的温室气体和污染物也较少，具有良好的节能减排效果。 从2020年重点钢铁企业工艺能耗结构来看，烧结：48.08公斤标准煤/吨，球团：24.35公斤标准煤/吨。

提高球团矿配比，优化钢铁制造原料结构，可以进一步降低高炉能耗，减少碳排放。 从高炉冶炼实践来看，入炉矿物综合质量每提高1厘，焦比就降低1-2厘。 从重点钢企高炉料牌号和焦比数据来看，两者呈负相关； 球团矿铁品位约为65%，比烧结矿高8%左右。 提高高炉炉料中球团矿的比例是有利的。 提高入炉炼铁综合品位，提高高炉冶炼各项技术经济指标； 从欧美国家高炉工艺指标来看，提高球团矿配比后，产量将大幅增加。 同时，球团矿FeO含量低，具有良好的还原性能。 对高炉铁矿石的间接还原非常有利。 球团矿品味高，可以降低高炉冶炼比，降低能耗，最终减少碳排放。

3）与传统高炉相比，直接还原铁不消耗焦炭，能耗低。 它是氢冶金的工艺载体。

直接还原炼铁法是以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源，将固态的铁矿石、氧化球团矿或含碳球团矿还原而获得金属铁的方法，即，低于软化温度。 这种方法得到的金属产品，由于还原过程温度低，脉石难以去除，碳含量较低，称为直接还原铁（DRI）。 与高炉工艺相比，直接还原铁不需要焦炭。 目前全球还原铁工艺模型包括天然气MIDREX、天然气HYL、煤基还原等天然气模型。 2019年，气法生产占比75.2%（其中MIDREX法占60.9%，HYL法占13.2%，其他气法占2.1%），煤法生产占比23.8% 。

我国直接还原铁产量比重较低。 2020年，全球直接还原铁产量1.06亿吨，占粗钢消费量的5.32%。 从世界钢协公布的数据来看，中国产量较低，未列入名单。 预计直接还原铁产量10万吨左右。

与高炉冶炼方式相比，气基直接还原铁能耗更低。 从高炉、MIDREX、HYL、煤制等工艺能耗对比来看，气制法总体能耗低于高炉。 气基还原铁能耗为375-425公斤标准煤/吨，高炉冶炼能耗为480-590公斤标准煤/吨。

气基直接还原铁的碳排放量低于高炉。 未来将履行氢冶金功能，具备大幅减少碳排放的能力。 目前全天然气模式气基直接还原铁CO2排放强度仅为500kg/吨。 当富氢比例达到70%时，CO2排放强度将下降至150kg/吨。 全氢冶炼模式下，CO2排放强度接近于0。目前气基模式下，直接还原铁竖炉的碳排放低于高炉。 未来一旦采用全氢冶炼，碳排放将大幅减少。

国内天然气成本较高，导致国内直达铁路生产不具备成本优势。 从2017年美国纽柯公布的直接还原铁生产成本来看，比美国高炉生铁便宜20%。 但考虑到美国天然气价格仅为中国的30%（与长江沿岸地区价格相比），预计国内直接还原铁成本高出6-8%高于高炉生铁。

随着碳达峰和碳中和的推进，钢铁行业面临碳排放配额限制。 具有低碳优势的直接还原铁工艺将逐步减少甚至扭转其在高碳价格下相对于高炉生铁的成本劣势。 同时，铁直接还原是氢冶金的重要工艺步骤，未来发展面临巨大机遇。

4）通过提高工艺能源效率，减少化石能源消耗，推动碳减排。

目前，国内重点钢铁企业炼铁工序平均能耗为385公斤标准煤/吨，能耗最低为352公斤标准煤/吨，最高为434公斤标准煤/吨。 企业能耗最低水平比平均水平低8.6%。 目前，国内重点钢铁企业焦化工序平均能耗为103公斤标准煤/吨，焦化能耗最低为78.4公斤标准煤/吨，最高为161.3公斤标准煤/吨。 企业能耗最低水平比平均水平低24%。 总体来看，国内钢铁企业炼铁、焦化等工序能耗水平存在较大差异。 优秀钢铁企业能源消耗水平明显高于平均水平。 这也意味着，未来国内钢铁行业在工艺能效方面将存在较大差异。 进一步减少化石能源消耗，最终减少碳排放还有改进的空间。 例如，炼铁、焦化工序平均能耗水平降至最低能耗，每吨可节约58公斤标准煤。 按节省焦炭量计算，可减少碳排放170公斤/吨，长流程减碳8%。 工艺能效提升案例：

提高高炉富氧率，降低焦炭消耗，减少高炉碳排放。 首钢京唐公司通过技术研发，将高炉富氧率由3%提高到5.5%。 碳排放量由0.634吨CO2/吨铁降低至0.516吨CO2/吨铁，高炉煤气中氮含量由55%降低。 到50%时，热值从3000kJ/m3增加到3500kJ/m3。 同时，由于高炉煤气的氮含量降低，热值提高，可以提高高炉煤气用户的效率，同时也减少了NOx的产生，有利于环境保护。

提高余热余能利用效率和自发电比例，减少直接能源消耗，实现低碳生产。 通过提高余热和能源资源的深度利用，实现节能减排指标快速进步，有效降低企业能源成本。 例如，钢铁企业利用废气或余热来提高自发电比例，从而降低能源消耗，实现低碳生产。 据冶金规划院统计，目前钢铁行业自发电比例为53%。

利用数字化转型提高能源效率，缓解减排压力。 充分利用5G、大数据、工业互联网等新一代信息技术赋能钢铁行业数字化转型，帮助钢铁行业持续优化能耗排放、生产运营、产业链协同、产品质量管理、等，实现原材料供应、能源使用、产能释放等与市场需求的精准匹配，有利于降低能源消耗，缓解减排压力。

5）发展清洁能源，优化钢铁外包电源结构，从源头减少碳排放

非化石能源比重的提高预计将减少钢铁行业碳排放1.5%-2%。 目前，钢铁行业约6%的碳排放来自外购电力，而火电占国内电力供应的71%。 据周晓新院士预测：随着“双碳”行动的推进，2025年风电、光伏、生物质装机比重将达到35%，占发电总量的19%； 到2030年，风电、光伏、生物质发电装机容量占比将达到44%，占发电总量的24%。 2030年，火电占总发电量的比重将下降至53%。随着非化石能源比重进一步提高，外购电力造成的碳排放量将减少。 按目前6%的比例计算，预计碳排放可减少1.5%-2%。

3.3. 行业深度减碳、碳中和还需要氢冶金、CCUS/CCS等技术的突破。

1）以零碳直接还原竖炉为载体开展氢冶金是可行的，但目前存在较大的成本限制。

作为一种绿色能源，氢的燃烧和还原产物是H2O。 与目前高炉和天然气竖炉的焦炭冶炼工艺相比，可以显着减少碳排放，甚至达到零碳效果。 目前国内外主流的氢冶金技术有高炉富氢、竖炉富氢、竖炉全氢等。 除日本的COURSE50在高炉中使用氢气达到了经过验证的10%的减碳效果外，其他工艺仍处于试点阶段。 氢冶金的大规模促进主要受到上游氢成本和过程限制的限制。

氢冶金使用氢来替代C直接还原并间接减少，但需要补充热量。 氢冶金的原理使用H2代替碳和CO作为还原剂，以减少FEO的Fe。 氢的间接还原是一种吸热反应。

在增加喷速炉冶炼中增加氢的使用方面存在过程限制。 传统的爆炸炉冶炼使用C和CO在高温下降低和处置铁，伴随着电荷的物理形式从软化变为熔化的过程。 氢，天然气，焦炭烤箱气体和其他含氢的介质被注入喷速炉tuyere，以使富含氢的氢还原铁。 在一定程度上，它可以有效地促进生产铁生产的增加，但是由于该过程基于传统的爆炸炉，因此无法完全取代可乐的骨架作用。 同时，氢还需要补充热量，因此在喷速炉中注入的氢量有一个限制。 在此过程中，降低碳排放量是有限的。 根据Nippon Steel课程50测试，富含氢氢的碳排放减少范围可达到10％。 为了实现30％的碳还原，需要与CCS/CCUS一起使用。 如果CCS/ CCUS技术无法实现重大突破，并且富含氢的喷气炉对于钢铁行业的大规模和深碳的可操作不太可行。

直接还原轴炉具有大规模氢气的可行性。 直接还原熨斗方法使用气态燃料，液体燃料或非烤煤作为能量，通过在固态下减少铁矿石，氧化的颗粒或含碳的氧化剂或含碳的颗粒，即低于软化温度的金属铁。 与熔炉熔融铁相比，它具有杂质含量很高。 但是，由于没有熔融状态，因此对空气渗透性的要求很低，并且可口可乐不需要充当骨架，因此没有用于全氢冶炼的过程限制。 基于对氢成本的全面评估，在基于气体的直接还原炉中增加了氢的使用，逐渐取代了一氧化碳作为还原剂，并将铁矿石转化为直接还原的铁（DRI），该矿石（DRI）将其转化为然后将其放入电炉中以进一步冶炼。 二氧化碳排放将有效控制。 与富含氢的爆炸炉相比，使用基于气体的直接还原轴技术用于铁矿石冶炼的技术可显着降低二氧化碳的每吨排放。 根据瑞典SSAB的计算，与当前情况相比，全氢冶炼过程下钢厂的碳发射强度将减少80％。 这为钢铁行业提供了有效的支持，以实现大规模和深层碳减少。

目前，氢冶金学的成本限制：从瑞典SSAB发布的数据，日本钢铁工业协会和日本工业和经济部的数据来看，由于氢产量的高成本，氢冶金的总成本更高比当前的传统过程。

SSAB在2018年初发布的研究结果表明，根据2017年底的电力，可乐价格和二氧化碳排放交易价格，Hybrit项目中使用的氢冶金过程的成本高20％至30％。传统的爆炸炉冶炼过程。 日本每立方米生产氢的当前成本约为1.64美元，比其2030年的成本降低目标高得多。 根据日本经济部，贸易和工业部计算的数据，以实现氢能的大规模商业应用，到2030年，日本的氢生产成本需要下降到约0.29美元/立方米。

根据日本经济部，贸易和工业部的估计，当前氢气的流通价格约为每标准立方米100日元。 日本政府的目标是到2030年通过大规模生产将氢的价格降低到每标准立方米30日元。 但是，一些大型钢铁公司的高管认为，为了实现钢铁行业中流行的基于氢的DRI的生产，氢气价格必须每标准立方米低于10日元。

在当前条件下，由于还原氢的强烈吸热效应，全氢轴的气体体积显着增加，降低速率也将受到影响，并且全氢气对设备和操作有很高的要求。 全水合冶金技术尚未达到真正的意义。 大规模促销和实际应用。 基于上述情况，在碳峰和碳中立性的背景下，基于气体的直接还原轴炉过程将是我国家在我国的主流氢冶金技术探索方法。 该过程的进一步成熟也将是该行业实现碳中立性的关键。 和主要探索方向。

2）CCUS/CCS具有减少排放的巨大潜力，但是由于经济，技术，环境和其他影响，大规模发展的时间尚不成熟。

碳捕获，利用和存储（CCUS/CCS）是指将二氧化碳（CO2）与工业排放源分开或直接利用或存储（CCUS资源利用CO2）以实现CO2排放减少的工业过程。 CCS/CCUS过程路线包括捕获，运输和存储/利用率。 在捕获过程中，首先增加二氧化碳的浓度，并改善了燃烧和氧化过程的氧燃烧方法，也就是说，使用氧气代替空气进行燃烧和氧化； 然后使用化学吸收，物理吸附，膜分离，低温分离和其他方法来处理生成的CO2。 分离和回收。 运输模式包括管道，汽车和船舶运输； 当前的主要存储方法包括地质存储，海洋存储，矿物质固化以及森林和陆地生态系统存储。 CCUS技术的应用主要包括物理应用，化学应用和生物应用； 包括：三级石油生产的油排量剂，生产无机和有机精细化学物质，聚合物材料，微藻碳固定以及转化为生物燃料和化学物质，生物肥料，食物和饲料添加剂等。

目前，Arcelormittal，Nippon Steel和JFE都在投资和构建CCUS项目，其中Nippon Steel在Junjin Steel Works投资了两套CCU。 目前，国内钢厂仍处于CCUS/CCS的研究阶段。 同时，从国内发展趋势来看，仍然存在三个挑战。 需要在技术和成本方面取得重大突破，以实现大规模的促销和应用。

技术和能源消耗挑战：目前，我的国家在整个CCUS过程中为各种技术途径进行了实验演示项目，但是总体过程仍在研究，开发和实验阶段，项目和范围太小。 尽管新的项目和规模在增加，但仍然缺乏具有完整流程集成和更大规模的综合演示项目，可以复制并具有明显的经济利益。

成本相对较高：根据IPCC研究，当前的外国CC不包括运输和存储成本，外国二氧化碳捕获的成本约为11美元至57美元/吨；

泄漏风险和环境挑战：CCUS以高浓度和高压捕获液体二氧化碳。 如果在运输，注射和存储期间发生泄漏，它将影响事故附近的生态环境，甚至在严重案件中危害人身安全。 特别是，CCUS的地质复杂性给环境影响和环境风险带来了不确定性。

总体而言，CCU具有减少排放的巨大潜力。 作为一种有希望的新技术，二氧化碳的工业利用也非常有前途。 但是，由于经济，技术，环境和其他方面，有些问题在短时间内很难解决。 考虑到我国家的民族状况，尚未大规模开发CCUS项目的时间。

3）电解铁矿工艺仍处于实验研究阶段。

电解铁矿工艺仍处于实验研究阶段。 目前，可行性研究提出了三种电解方法：水溶液中铁离子的电解沉淀，高温熔融盐或熔融氧化物电解。 水溶液电解方法包括酸溶液电解沉淀法和碱性溶液电解沉淀法。 两种方法都在实验室中产生了铁样品，碱溶液方法产生了1.6kg的铁。 但是，酸溶液的能源消耗非常大，而碱性溶液方法的能量消耗非常低，并且不难扩大规模。 在高温电解方法中，研究了通过熔融盐电解生产固体铁，并研究了通过熔融氧化物电解产生液态铁。 将进一步研究碱性溶液电解和高温电解路线。

3.4. 结论：在未来十年中，高度成熟和实用的低碳冶金技术将引入大规模促销。

在将来促进碳峰和碳中立性的过程中，高度成熟和实用的低碳冶金技术（例如电炉制造，颗粒制造，DRI和能源效率提高）具有减少碳排放的潜力。

在第14个五年计划中，粗钢的产量已进入平台区域，并且随着一些高度成熟和实用的低碳冶金技术的应用，它将更好地促进该行业以在总数方面达到碳峰。 在达到高峰的基础上，该行业进一步促进了具有高技术成熟度的实用技术，例如电炉钢制造，增加了颗粒比和DRI，从而推动了钢制造过程的优化。 同时，每个过程的能源效率得到提高，化石燃料的消耗减少，成本降低。 碳排放强度可以更好地实现30％碳减少的目标。 深碳减少和碳中立性的最终实现需要在诸如全氢冶金和CCUS/CC等技术中取得突破。 目前，使用直接还原轴炉作为载体的氢冶金具有零碳的可行性，但目前存在很大的成本限制。 CCUS/CCS具有减少排放的巨大潜力，但是由于经济，技术，环境和其他影响，大规模发展的时间尚未成熟。 从技术成熟度，实用性和降低碳的角度来看，电炉制造，颗粒制造，基于气体的DRI和能源效率提高等技术将在未来十年中引入大规模促销； 富含氢的冶金将逐渐促进该过程。

4.在接下来的十年中，钢铁行业需要以数万亿的规模来增加对低碳工艺技术的投资

专注于四种成熟且高度实用的技术以及高炉氢的行业，以及过程结构的变化，钢铁公司的投资范围涵盖了：

1）以电炉为中心的系统需要额外的投资3000亿元。

根据Mysteel统计，2020年最初的新电炉生产能力为1,221万吨，年底的总生产能力达到1.822亿吨； 但是，由于流行病，一些电炉钢铁公司计划的项目被暂停或推迟到2021年。 2020年实际的新电炉生产能力约为5亿吨。 到2020年底，国内电炉的生产能力约为1.75亿吨。 增加电炉钢比例增加的主要驱动力是：

碳还原驱动器：总体而言，无论是全裂电炉冶炼，DRI+电炉，废料钢，DRI混合原材料电炉冶炼，碳发射强度都低于当前的爆炸炉转换器工艺。

政策驱动的：根据钢铁行业高质量发展草案，到14五年计划末，国内电炉钢生产的比例将增加到15％以上，并且努力达到20％； 废钢比率将达到30％。

废料资源释放和成本驱动：根据2025年的电炉容量利用率为75％，转换器废料比为15％，国内原油生产将保留在10亿吨平台上。 要达到15％的电炉钢，需要2.5亿吨的生产能力，社交废料钢供应可以完全满足要求。 在2030年，国内原油生产将略有下降至9.5亿吨，社会废品供应3.5万吨，电炉钢生产能力为3亿吨，基本上达到了废料泥浆钢的平衡。 随着废钢供应的逐渐释放，与熔融铁的成本相比，废钢的价格优势逐渐形成。 自2020年下半年以来，废钢的价格总体低于熔融铁的成本。

由技术驱动的氢冶金直接减少铁的供应增加：随着双碳运动的发展，氢冶金 - 冶金 - DRI工艺工艺模型的低碳优势以及电炉的原料供应量丰富，进一步推动了电炉生产能力的增长。

总体而言，从2020年到2030年，国内电炉的生产能力预计将增加约1.25亿吨。根据目前的一些国内钢铁公司的短期制作电动炉投资成本，该公司的投资成本约为每百万吨，大约为40亿元人民币，考虑到某些钢铁工厂只需要投资于电炉制造炼钢，投资成本将大大降低到约10亿元人民币。 全面地假设，一半的钢厂需要投资于电炉 - 新代电炉短距离集成技术，滚动为核心，而另一半项目只需要投资于电炉。 我们认为，在接下来的十年中，短进度电炉和高效滚动投资带来的新投资将约为3000亿元人民币。

带有电炉作为核心的系统需要额外的投资3000亿元。 新一代电炉短程整合技术：形成一个四合一的，一对一的相应过程结构，即高效和层流流动的全裂炉 - 炼油炉 - 连续的施法者 - 热滚动式式式轧机，开发相关全与电炉工艺的理论，并为绿色和智能全scrap电炉工艺的建造和运行构成了总体解决方案。

2）用颗粒代替烧结，同时，需要额外的1800亿元投资来改变当前的旧过程。

中国的总生产能力约为2.6亿吨，有三个主要的生产过程：炉排机 - 旋转窑，皮带式烘焙机和轴炉，分别占生产能力的55％，7％和38％。 2000年后，颗粒的产量逐渐从轴炉工艺转移到栅格机旋转窑工艺。 例如，Wisco Ezhou和Zhanjiang Longteng拥有500万吨/年连锁机器机 - 机动窑生产线。 近年来，大多数新建的颗粒生产线倾向于使用皮带烘焙机技术，例如Baotou Steel的624m2皮带烘焙机，年产量为500万吨，以及Shougang Jingtang Company的三台504m2皮带烘焙机产量为400万吨。

皮带烘焙机在环境保护，能耗和效率方面具有一定优势。 从轴炉，皮带烘焙机和链式机器机 - 旋转窑的过程操作参数来看，皮带烘焙机在环境保护，能源消耗和效率方面具有优势。

与其与该集团进行烧结，同时还需要进行1800亿元人民币投资的年龄流程投资。 假设从2020 - 2030年开始，国内烧结矿的比例将逐渐下降，并且该组的比例将逐渐增加到70-80％。 有必要增加5.1亿吨的质量容量。 在企业升级的过程中，我们应该遵守大型，采用先进的技术和有效的设备来实现低能消耗和低排放。 将来，将有近1.04亿吨的质量能力转变。 预计未来十年的新成果和翻新能力的总数将增加6.1亿吨。 关于目前的500万吨个人投资，约15亿元人民币，该团队的投资约为1800亿元人民币。

3）要用直接返回的原始铁零件来替换爆炸炉以实现降低碳，有必要添加700亿元人民币

直接返回原始铁具有较大的尺度排放优势。 无论是电炉还是氢冶金，与爆炸炉相比，直接恢复铁技术（DRI）都具有很大的排放降低优势。 国内控制受成本的影响，直接返回原始铁的总体消费较少。 以反抗性为例，直接返回铁巩固的比例为7％。 其中，基于煤炭的旋转窑是主要过程。 但是，由于此过程的设备容量较小，设备数量和严重的环境污染将被阻止。

随着碳中和的发展，一些钢铁公司目前已经探索了使用可乐烤箱气体直接在垂直炉子上产生DRI的使用。 自2020年以来，Shanxi Zhongjin，Heatang，Baosteel和Japan Iron and Steel宣布了直接减少投资建设项目的项目。 尽管目前处于规模上，但仍处于勘探阶段。 随后，例如钢铁公司的碳排放量增加，碳价格上涨将上涨，基于基于燃气的天然气（例如焦炭烤箱气体）的DRI工艺将进一步改善。 从长远来看，随着氢的成本下降，基于氢的DRI也将逐渐逐渐。 关于Midex最近发布的投资，100,000吨DRI将需要1亿元人民币。 在中立状态下，如果国内DRI占当前艾米目前水平（7％）的当前铁矿原材料水平，则需要将近700亿元人民币。 如果您达到10％，则需要1000亿元人民币。

4）用富含氢的氢增加爆炸炉的能源效率，减少碳排放需要将投资提高到2000亿元人民币

PU Xiang 4000m3 -Level爆炸炉-rich单人投资约为24亿元人民币。 从宣布韩国氢 - 富含氢的项目的投资的角度来看：投资两个高炉，有必要投资8000亿韩元（约48.78亿元）的资金。 4800万亿韩元（约29.68亿元）的资金可以将二氧化碳排放量减少8.7％。 由于puxiang爆炸炉属于4000m3或更多的高炉，因此总体氢的投资相对较高。

八晶型爆炸炉的投资约为3.9亿元。 4月13日在4月13日宣布的年度关键投资计划中宣布的年度关键投资计划宣布，该公司的总投资为3.9亿元人民币，在低碳铁制造项目的总投资中，其480m3氧气喷出炉的总投资为3.9亿元。 该项目的主要结构内容是喷洒可口可乐气体（富含氢 - 富含氢的冶炼），自行循环和喷雾（脱氧+脱砂+加热+熔炉型转换）以及煤炭式系统升级。

高炉 - 富含氢的预计将投资2000亿元人民币。 目前，根据Mysteel 3000m3或更多的统计数据，国内爆炸炉目前为5.​​8％，占2000-3000m3爆炸炉的8.7％，其中38％的1000-2000m3爆炸炉，小于1000m3的爆炸炉会计48.5.5.5 %。 假设到2030年，有一半以上的国内爆炸炉高于1000m3，而3000m3以上的大型爆炸炉的投资接近约20亿元人民币。 在接下来的10年中，国内爆炸氢的总投资将达到2000亿元人民币。

5）提高剩余热量平衡的效率，并将自力产生的比例提高到超过2000亿元人民币的比例。

2018年，当购买钢铁行业的电力为6142亿元人民币时，占总能源消耗的12.12％。 目前，钢铁行业的自我产生比例为53％，目前该行业已达到70％。 我们认为，一些较长的工艺钢厂可以通过改善废热来利用效率，并且仍然有进一步改善自我产生比例的空间。 考虑到中国的国内长期制处钢厂比例很高，我们认为该行业的未来将来会增长10％。 这意味着它可以将电力的购买减少约1000亿，相当于约1300万吨煤炭。

根据2021年2021年碳中和债务筹款手册中披露的数据，剩余压力和节能减少项目的投资为23.6亿元人民币。 超过钢铁行业热量盈余的效率可以提高效率的使用。 整个行业需要增加自我产生的比例，并需要投资约21亿元人民币。

总体而言，从技术成熟度和碳降低幅度的角度来看，高效电炉制造，集团制造，直接返回铁垂直炉，富含氢 - 富含氢 - 富含氢的冶炼和钢厂的能源效率是实现深碳的重要措施在接下来的十年中减少。 投资规模将达到近万亿元。

截至2020年底，主要钢铁公司的资产易易率为62.35％，而2015年为7.7 PCT。在2020年，主要钢铁公司的利润总计2.164亿元，折旧为1553亿元。 这两个项目总计3717亿元人民币。 总体而言，自2016年以来的供应方改革之后，钢铁公司的盈利能力得到了显着提高，债务负担减轻了，并且具有低碳转型的财务基础。

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