钢铁行业产能置换新政解读和钢铁冶炼节能减排技术路线简析

（关注原因：钢铁产能置换新政6月1日实施，暂停一年半的钢铁产能置换将再次启动，目前政策严控钢铁新增产能，产能置换是唯一出路，部分技术路线下可以产能等量置换，其中氢冶金路线极具前景，中钢国际也因全球首例氢冶金示范工程而被爆炒，因此，各产能置换下技术路径前景和可行性便具有极大的分析价值）

1、钢铁行业产能置换新政解读

2021年5月6日《钢铁行业产能置换实施办法》印发，6月1日开始起施行，这意味着自2020年初我国钢铁产能置换和项目备案工作暂停一年半后，钢铁产能置换将再次启动。本次钢铁产能置换新政，旨在严守不新增产能的红线，与2017年底相比，强管控区域更广，置换比例要求更提高，监督更透明。新政要点如下：

①强管制区域大幅增加，基本包括了除东北以外全部核心钢铁企业。本次大气污染防治重点区域是指京津冀、长三角、珠三角、汾渭平原等地区以及其他“2+26”大气通道城市（2019 年该区域所在省份粗钢产量占全国粗钢产量的 65.18%），强管制区域明显增加。

②新版置换比例更为严格，鼓励通过兼并重组提升产业集中度：新办法中产能减量置换比例更大，大气污染防治重点区域、其它地区置换比例分别从 2017 版的不低于1.25：1、1:1 提升为 1.5:1、1.25:1。《办法》重点提到不允许区域间产能出让，促进各个省份优先完成本省自身的任务，以实现全国总控的目标。同时为鼓励产业集中度提升，对完成实质性兼并重组的钢厂要求相对更松，要求重点区域可以不低于 1.25:1，其他区域可以不低于 1.1:1。

③鼓励先进工艺，明确五种等量置换情形。《办法》明确避免“一刀切”的行为，对五种情形可以执行等量置换：1）企业内部退出转炉建设电炉且一并退出配套的烧结、焦炉、高炉等设备项目的炼钢产能；2）退出和建设冶炼设备均为电炉的项目；3）对原厂区不新增钢铁产能的内部技术改造项目；4）退出配套烧结、焦炉、高炉等设备建设氢冶金和 Corex、Finex、HIsmelt 等非高炉炼铁项目的炼铁产能；5）对利用矿热炉（RKEF）+AOD 生产不锈钢项目的炼钢产能。

2、钢铁冶炼节能减排技术路线简析

按照世界金属导报文章所描述，中国长流程企业平均吨钢二氧化碳排放量在 2.1吨左右，而短流程吨钢二氧化碳排放量仅 0.9 吨，长流程（烧结/球团-高炉-转炉-轧钢）生产工艺的二氧化碳排放要大大高于短流程。除减少长流程粗钢占比外，短期钢企还可以通过全流程能效提升，降低吨钢碳排放。除了上述提高电炉比例外，还可以全流程能效提升、提高副产煤气利用；实现超低排放改造、实施清洁运输改造等，均可有效降低吨钢碳排放量。

但中长期来看，利用低碳技术改造现有的长流程炼钢工艺，是实现钢铁行业实现“零排放”的长效路径，目前有两条技术路径可实现“净零碳排放”1）使用可持续生物质和含固废的燃料结合碳捕捉、利用和封存技术减排二氧化碳，但此方法工艺改动不大，属于初步阶段。2）使用氢气直接还原工艺路径，此方法是未来技术发展的方向和最终目标，目前成本较高。

目前根据行业技术发展现状，可以进一步探索发展的低碳冶金技术路径有：

（1）氧气高炉技术：主动提高二氧化碳浓度，以便于捕捉封存

氧气高炉技术可提升现有高炉的冶炼效率，且有效降低碳排放。该技术主要通过采用大量喷吹煤粉替代焦炭，用纯氧代替热空气鼓风，同时提高炉顶煤气利用率的方式。该技术一方面可以有效提高高炉冶炼效率 50%-200%，另一方面，整体碳排放强度可以减少约15%-20%，且有效地提高高炉尾气中的二氧化碳浓度达到近 40%（传统高炉仅为约 20%），更有利于实现减排和碳捕捉技术的应用。 氧气高炉是欧盟超低二氧化碳炼钢技术研发项目的技术路线之一。

（2） 氢气冶金技术：已不存在冶金技术障碍，主要是氢储存和成本问题难以解决。

高炉富氢喷吹，作为热源和还原剂。该技术主要从高炉风口喷吹氢气，既可以是纯氢，也可以是富氢气体，例如焦炉煤气（氢含量约为 55%）或天然气。通过风口喷吹的氢气不仅可以作为热源，还可以作为还原剂，部分替代喷吹煤。尽管该技术有一定的前景，但由于氢气还原反应吸热，其喷吹比例受到限制，因此，其最高仅可降低碳排放强度约 15%左右。目前，安赛乐米塔尔集团和蒂森克虏伯钢铁正在研究该项技术。 氢气直接还原炼钢是可行且能够大规模实施的脱碳技术路线，目前全球相对较为成熟且运行的项目主要是瑞典钢铁的 HYBRIT 项目，除此之外，德国萨尔茨吉特钢铁公司发起的 SALCOS（萨尔茨吉特低碳炼钢）项目和由奥钢联发起的 H2FUTURE 项目也从不同角度设想工艺流程实现“氢冶金”循环经济。

国内中钢国际目前已承接了八一钢铁富氢碳循环高炉试验项目，公司与河钢宣钢共同打造的氢能源开发和利用工程示范项目是全球首例氢冶金示范工程，工程落成投运后,预计将减少至少60%的二氧化碳排放。河钢股份的母公司河钢集团与意大利特诺恩集团（tenova）签署谅解备忘录（MOU），建设全球首例120万吨规模的氢冶金示范工程，陕鼓动力签约全球首个氢能源还原制铁项目，酒钢宏兴成立了氢冶金研究院。