钢铁行业报告（钢铁行业深度分析报告）

(相关资料图)

1.1“碳中和”对可持续发展意义重大

全球生态环境恶化，全球气候变暖等问题亟待解决，其中碳排放问题更是在全球范围内引起了广泛讨论。我国是第一大工业国家，全球第二大经济体，推进低碳经济，坚持绿色发展，有助于对世界经济可持续发展形成良好支撑，也体现了我国为应对全球气候变化做出的大国贡献。

“碳中和”愿景，“碳达峰”目标定调工业减排：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”

所谓碳达峰，指在某一个时点，二氧化碳排放量不再增长，达到峰值之后逐步回落。

所谓碳中和，是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”。

一项重要议题，就是研究实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措，会议指明了“十四五”期间要重点做好的7方面工作。

专家认为，这次会议明确了碳达峰、碳中和工作的定位，为今后5年做好碳达峰工作谋划了清晰的“路线图”。

“碳中和”愿景对我国意义重大，在环保领域与国际的互动将更为密切，此外抓住绿色转型带来的巨大发展机遇，我国将以创新为驱动，大力推进经济、能源、产业结构转型升级。

1.2 钢铁行业碳排放量排行制造业第一

钢铁行业减排势在必行：我国是钢铁生产大国，2020年我国粗钢产量10.5亿吨，约占全世界总产量的56%。

而作为传统的高能耗高污染行业，钢铁行业生产运行带来了庞大的二氧化碳排放量，2020年钢铁行业预计排放19亿吨；

根据中国碳排放数据库（CEADs）的数据，2017年我国磁性金属冶金与加工碳排放 1677.02百万吨，全国的17.96%，在我国碳排放行业门类中仅次于电力排名第二，是我国制造业中排放量最大的行业，同时我国铁矿大量进口，而产出的钢铁除满足于国内需求之外还大量出口，导致我国承担了大量污染成本，因此，压降钢铁行业的碳排放总量成为了实现“碳中和”愿景的重要组成部分。

按地区来看，我国北方钢铁产能占比大，致使北方省份的钢铁行业二氧化碳排放量普遍较大，河北省作为我国钢铁重镇，2020年粗钢产量接近2.5亿吨，同时带来了巨量的碳排放，减碳压力较大。

在碳中和进程下，钢铁行业减排势在必行，工信部继2020年12月29日指出坚决压缩粗钢产量之后，2021年2月8日进一步指出要“研究制定去产量工作方案，实行产能产量双控政策，确保2021年全国粗钢产量同比下降。为实现碳达峰以及碳中和的目标，钢铁行业碳达峰行动方案和路线图已基本明确。

钢铁行业或在2025年前实现“碳达峰”：

若完成2060年全行业碳中和，2030年全行业碳达峰的目标，钢铁行业或在2025年之前实现碳达峰，第十七届钢铁产业发展战略会议上，冶金工业规划研究院总工程师李新创表示，冶金规划院受生态环境部、工信部、发改委委托，正在开展钢铁行业碳达峰及降碳行动方案研究，方案的实施将对钢铁企业的工艺流程和成本结构带来深远影响，方案提出全行业力争在2025年前实现碳排放达峰的总体目标，并明确了主要措施、重点任务、配套保障措施等，为实现全社会碳达峰目标作出贡献。

李新创表示，正在编制的《钢铁行业碳达峰及降碳行动方案》目前已形成修改完善稿上报相关部委，审批后即可公布实施。

行业层面，李新创在接受采访时，将钢铁工业实现碳达峰、碳中和路径大体分为四个阶段：

第一阶段，在科学合理用钢前提下，以优化绿色布局、节能与能效提升、用能及流程结构优化、构建循环经济产业链为主要贡献，低碳冶炼技术总体仍处于技术研发及试验阶段。

第二阶段，以用能及流程结构优化、科学合理用钢为主要贡献。同时低碳冶炼技术实现示范性应用，逐步向工业化应用迈进。这个阶段节能与能效提升、构建循环经济产业链仍会发挥作用，但贡献程度将逐渐缩小。

第三阶段，用能及流程结构优化、科学合理用钢继续作为碳减排的主要贡献，同时低碳冶炼技术实现规模工业化应用，并开始逐步发挥主力军作用。

第四阶段，用能及流程结构优化、科学合理用钢以及低碳冶炼技术应用对碳减排贡献程度呈“三足鼎立”态势。

伴随以新能源和可再生能源为主体的可持续能源体系建成，中国钢铁深度脱碳基本实现。这个阶段同时可兼顾负排放技术的推广应用，助推碳中和目标任务的实现。

从企业层面，中国宝武于2021年1月20日发布碳减排宣言：2020~2023年，通过优化管理、提升效率实现碳排放达峰；2023~2035年，通过技术创新、优化流程实现减碳 30%；2035~2050年，通过工艺革命、流程再造推动实现碳中和。

河钢集团于2021年3月12号发布碳达峰和碳中和总体目标：2021年发布低碳冶金路线图，2022年实现碳达峰，2025年实现碳排放量较峰值降10%以上，2030年实现碳排放量较峰值降30%以上，2050年实现碳中和。

1.3 长流程制钢占比高是行业碳排放高的原因

李新创表示，我国钢铁以“高-转”长流程生产工艺为主（约90%），中国钢铁行业碳排放量占全球钢铁行业碳排放总量的60%以上，能源结构明显高碳化，煤、焦炭占能源投入近90%。

同时，钢铁生产碳排放类型涉及化石燃料燃烧排放、工业生产过程排放、电力和热力消耗所对应的间接排放等多种碳排放机理，碳排放种类多样，机理复杂。这些特征都反映钢铁企业推动低碳转型的难度和艰巨性。

炼铁是长流程炼钢工艺的前置步骤，炼铁步骤消耗了钢铁生产70%以上的能源。

长流程制钢占比高的原因在于废钢资源缺乏：

我国钢铁产能宏大，对原材料需求较为旺盛，废钢资源难以支撑钢铁对原材料的需求，这导致了我国钢铁行业制钢过程以长流程为主，最终造成铁钢比过高，废钢比远小于世界平均水平。

长流程炼钢碳排放远高于短流程：长流程钢厂吨钢二氧化碳排放量在2-3吨左右，短流程炼钢吨钢排放则在0.8吨左右，电炉炼钢有利于生产清洁化，电炉炼钢占比提升的确定性较高。

工信部发布《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见（征求意见稿）》中指出，到 2025年，电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至15%以上，力争达到20%；废钢比达到 30%。

2 碳中和或影响钢铁供给及结构

2.1 工信部制定碳达峰方案，压降粗钢产量

2020年12月28日，工信部部长肖亚庆在举行的2021年全国工业和信息化工作会议上说，要围绕碳达峰、碳中和目标节点，实施工业低碳行动和绿色制造工程。钢铁行业作为能源消耗高密集型行业，要坚决压缩粗钢产量，确保粗钢产量同比下降。

据新华社消息，2021年，工信部将大力实施工业低碳行动和绿色制造工程，同时进一步加大力度，坚决压缩粗钢产量，并将发布新版钢铁行业产能置换实施办法，完善产能信息预警发布机制。

2021年3月1日，工信部部长肖亚庆指出，对于粗钢产量被压制而本年钢铁需求增长的矛盾，要提高标准，提高产品性能，在总量不变的情况下单位用钢量进一步降低，钢铁品种、质量进一步提升。从节能减排方面看，冶炼能力要大幅压缩。

钢铁重镇河北高压限产：围绕碳达峰，碳中和政策，2021年针对钢材产量的压降措施密集出台，唐山地区先后于1月19号、2月8号发布进一步加严管控措施的通知，3月20 号再度发布钢企限产减排措施，将限产时间扩大到今年全年，限产规模达到 30%-50%。4月21日，邯郸市发布《邯郸市2021年第二季度重点行业生产调控方案》，对全市钢铁（含独立球团）、焦化等重点行业进行绿色绩效评估，根据评级结果，分行业、分区域、分企业、分设备制定生产调控措施。

4月3号，唐山市召开钢铁行业企业环境综合治理调度会议，规划了钢铁企业环境问题整改时间表：4月底前，企业烧结机、球团、高炉、转炉的主要生产参数和排污系数全部接入生态环境部门监控平台。

6月15日前18家企业59座高炉煤气精脱硫治理或高炉煤气用户的脱硫治理，15家企业 70座轧钢加热炉的低氮燃烧改造或脱硝治理，17家企业46座转炉一次烟气除尘提标改造工程必须完成，逾期未完成治理的生产装备实施停产整治。

6月底前，所有钢铁企业要完成无组织排放管控工程，有效减少无组织排放污染。

河北省限产常态化，多以环保政策形式调控，后续要观察唐山限产政策向其他省市溢出的可能性。

2.2 从铁矿石到废钢的原材料结构调整有助于减排

当前推动我国钢铁的绿色化发展路径有二：

一是发展以氢冶金为代表的低碳或者无碳炼铁的新流程，但在大规模工业化制氢技术得到广泛应用之前，缺乏廉价的氢获取途径是制约氢冶金发展的问题所在；

二是改变原材料配比，发展低成本的废钢融炼技术，在我国，通过改变原材料结构实现减排是一种可行路径。

2020年，我国粗钢产量10.53亿吨，高炉生铁产量8.88亿吨，据此算得我国铁钢比为84.3%，世界平均铁钢比为69.7%，除我国外铁钢比为50.7%，我国炼钢原材料结构过于依赖于铁水，存巨大改善空间。废钢不需要经高炉还原为铁水，作为铁元素载体，可以投入电炉或转炉炼钢。

提升废钢比添加能有效降低二氧化碳排放量：

我们上文提到，长流程制钢占比高是我国钢铁行业碳排放高的原因，实际上，由于长流程炼钢过程中90%的能量消耗发生在铁前工序，若提高长流程炼钢流程中的废钢添加比，也能有效降低炼钢过程中的碳排放。

若我国铁钢比下降至世界平均的69.7%水平，我国长流程炼钢吨能耗将由703.17千克标准煤/吨降至593.37千克标准煤/吨，吨钢节能约110千克标准煤，若按吨标准煤燃烧产生2.7吨二氧化碳计算，吨钢减排约0.3吨二氧化碳，按我国约90%的长流程炼钢占比计，可减排约2.84亿吨二氧化碳。

若进一步铁钢比下降至50.68%，吨钢能耗将降至453.65千克，吨钢节能250千克标准煤，吨钢减排0.675吨二氧化碳，可减排约6.34亿吨二氧化碳。降低铁钢比，提高废钢比对我国钢铁行业减排意义重大。

提升短流程炼钢占比以提高废钢用量：短流程炼钢指的是由废钢投入电炉融化炼钢，没有炼铁程序，由于能耗较低（较长流程炼钢单吨节约能耗490千克标准煤），同时排放较低（较长流程单吨减排二氧化碳1.2-2.2吨），因此发展电炉炼钢的对环境保护有着重要意义，我国是钢铁大国，但我国短流程炼钢占比仅占10%左右，远低于美国（69.7%），欧盟（41.3%），韩国（31.8%），和世界（27.9%）。

提高废钢用量面临的问题：

1、废钢占短流程炼钢成本 75%以上，短流程企业对废钢价格敏感性较强。而长流程企业不断提升废钢添加比，也造成了废钢的紧俏行情，最终导致短流程钢企生产成本要高于长流程企业。

2、目前长流程钢企废钢添加比在15%-20%左右，受铁水热量限制，转炉无法大量融化废钢，这限制了废钢添加比的进一步提高。

现在产业界的研究集中在采用炉气二次燃烧，熔池喷碳粉，以及废钢预热等方法来补偿热量，提高废钢添加比。

3、电炉目前主要用于生产长材，由于废钢中的元素残余，难以生产纯净钢板。

我国废钢总量还需积累：钢材需求量的提升往往由城镇化率的提升拉动，美国，日本等发达国家早年间完成了城镇化率的提升，钢材储蓄存在一定基础，我国钢铁产量虽高，但因处于城镇化率提升的阶段，所以钢铁的生产年限较近，未达到报废标准，因此每年废钢资源较为有限，后面看，当我国城镇化率提升基本完成，国内钢铁储蓄将出现增加，届时潜在的废钢供给将增加，短流程炼钢将相对具备优势。

2.3 碳减排短期内对板材冲击更大

短期，限产对板材产量冲击更大，推升钢价：短期看，对于粗钢产量的压降是最有效的减排方式，从目前的政策来看控制行业的二氧化碳排放主要手段也是压产量。从结构上看，长流程钢企二氧化碳排放远高于短流程，因此受本次限产影响更大，而受制于成本以及废钢纯净度的影响，我国卷板主要以长流程生产为主，因此卷板将受到更大的供给冲击。

从区域来看，以河北为首的北方地区环保压力更大，因此南方钢企受到的冲击预计较小。

而在下游需求旺盛，钢铁供应收紧的情况下，供需矛盾加剧，钢价有上行动力。长期，碳中和成本对钢铁企业盈利存在影响：

根据《中国二氧化碳捕集、利用与封存 CCUS 报告（2019年）》，二氧化碳捕集是成本最高的环节，而当前燃烧后捕集的技术最为成熟，对应二氧化碳的捕集成本中位数约400元/吨，若不考虑运输和储存，长流程钢企完全吸收二氧化碳的吨钢成本将增加 1000元/吨，短流程钢企成本增加320元/吨，CCUS成本占钢企生产成本比重较高，长流程企业将难以负担。

此外，据参考消息报道，2017年钢铁厂安装一套每年能捕集10万吨二氧化碳的碳捕集与封存设施需要耗资大约2700万美元，据此推算若全部选用 CCUS 技术封存二氧化碳，将推动投资5130亿美元，约3.34万亿人民币。

整体看，在环保成本上行的趋势下，资金实力差，环保压力大的钢厂或被出清，行业集中度将加速提升；此外吨钢成本上升，需求旺盛的情况下钢铁或将环保成本超额传导，钢企盈利能力或上行。

3 围绕碳中和的报告总结

3.1 普钢在产业链中地位抬升

据世界钢铁协会预测，全球钢铁需求量在2020年下降0.2%之后，将在2021年增长 5.8%，达到18.74亿吨。

2022年，全球钢铁需求将继续增长2.7%，达到19.25亿吨。另外世界钢铁协会预测 2021年汽车行业会强劲复苏，对钢铁需求形成强劲支撑。

对于国内而言，开年以来粗钢需求强势增长，一季度全国固定资产投资（不含农户）同比增长25.6%。

国内需求端，从房地产角度而言，新开工和复工的热度很高。

一方面开发商在融资政策趋严的情况下要加速盘活手中土地，形成预售回款，而我们观察到开发商土地库存水平较高，这将支撑新开工数据的靓丽；

另一方面我们观察到月净复工数据高增，开发商需加速交付以修复报表，满足“三道红线”监管需求，此外在交付周期作用下，开发商施工竣工的速度有望加快。这将支撑地产端对钢材的需求。

从基建的角度来看，本年财政收入增速将回正，从资金来源端上看基建投资本年未必大幅下降。

此外，重要耗钢领域如汽车、机械设备和家电等大幅增长。国内对钢材的需求较为旺盛。

碳中和政策下的限产措施推升了钢材供给矛盾：

世界钢铁协会预计2021年中国钢铁需求将增长3%，而2021年以来压制粗钢产量被工信部屡次提起，在供给被压制，需求持续增加的背景下，钢材价格涨势迅猛，钢企盈利能力得到迅速提升。

在“碳中和”和“压产量”的背景下，钢铁在产业链中的议价能力或有提升，以往铁矿石价格的强势一定程度上侵蚀了钢铁行业的利润，若粗钢产量被压制，则对上游原材料端和下游需求端形成更强的议价能力，钢铁企业盈利中枢将抬升。

环保成本或推升行业集中度提升：

我国钢铁行业集中度偏低，导致钢铁行业难形成合力，议价能力较差，碳排放配额和碳排放交易的政策增加了企业的环保成本，行业内高能耗，未配备环保设施的落后产能将加速出清，行业集中度有望提升。

另外，《关于推进钢铁产业兼并重组处置僵尸企业的指导意见》设定的总目标是，到 2025年，中国钢铁产业60%-70%的产量将集中在10家左右的大集团内，其中包括8000万吨级的钢铁集团3家-4家、4000万吨级的钢铁集团6家-8家和一些专业化的钢铁集团，例如无缝钢管、不锈钢等专业化钢铁集团。在环保政策催化下行业集中度提升，钢企对上下游将形成更强的议价能力。

3.2 短流程炼钢或借势增长

短流程炼钢建设成本低，吨能耗低，环保性更强，但生产成本受废钢价格牵制，我国废钢产量不足，加上长流程废钢添加比不断提高，使得废钢行情较为紧俏，我们认为碳排放政策逐渐趋严，长流程的环保成本上行导致吨钢成本上行情况下，短流程炼钢的成本将逐渐具备优势，这将拉动石墨电极的需求。

3.3 氢还原提供新思路

炼铁过程中，需用碳元素将铁矿还原为铁，这个过程造成了巨量的二氧化碳排放，若以氢作为还原剂，则还原产物为水，这能为长流程炼钢减少大量的碳排放，保证钢铁行业的绿色发展。

煤制气-气基竖炉还原铁：气基竖炉工艺是迅速扩大直接还原铁生产的有效途径，我国因石油、天然气资源匮乏，不适合直接开展气基直接还原技术，但我国煤炭资源储量丰富，将煤制合成气作为还原气来发展气基竖炉直接还原，是我国钢铁企业未来直接还原铁生产的重点发展方向。

2018年东北大学与辽宁华信启动“辽宁钢铁共性技术创新中心”，着力全国低碳炼铁精品炼钢示范基地，建设了我国基于氢冶金气基竖炉短流程的生态型高附加值精品钢生产基地，同时，研发了还原气加热技术和竖炉炉顶煤气循环利用工艺技术，将气基竖炉炉顶煤气进行除尘、换热、脱水、加压后，与脱硫后的粗煤气混合，进行脱碳、加热处理，送入竖炉，实现煤气循环，节能减排效果明显。

年产１万 t DRI 煤制气-气基竖炉直接还原-电炉冶炼短流程中试基地正在建设，该新工艺吨钢总能耗为263.7kgce，吨钢二氧化碳排放量为829.9kg，优于传统高炉-转炉流程。

纯氢竖炉：纯氢竖炉炼钢可以实现二氧化碳的零排放，因此是减少排放的重点发展方向。

但是纯氢冶金仍存在以下问题：

（1）氢气将铁矿还原为铁的过程中需要吸收大量的热，因此炉内散料层的温度场急剧向凉，则必须增加作为载热体的入炉氢气量，这增加了氢气冶金的成本。因此，在目前实际生产的MIDREX、HYL Ⅲ、PERED等竖炉中，由于煤气中除了含氢气，还含有 20%-35% CO，使吸热与放热反应同时进行，改善炉内供热，但此举又导致了二氧化碳的生成。

（2）氢气体积密度小，进入炉内将急剧向炉顶逃逸，难以集中在底部高温带作用于铁矿还原，因此需将入炉氢气压力升高，这具备安全隐患。

3.4 余热自发电或得到发展

若钢企选用余热资源自发电使用，这部分耗电量则不计入碳排放核算，对于钢企降低碳排放有着积极意义。

根据《钢铁行业新型余能余热发电技术研究》一文，钢铁行业总用能中有30％左右的二次能源没有得到充分回收利用，钢铁行业生产环节较多，在干熄焦、烧结、高炉炼铁、转炉炼钢、加热炉轧钢、电炉等环节中均有余热产生，可回收环节和种类较多，余热资源回收空间大。

华菱钢铁自发电在余热余压余气等二次能源高效回收利用发电上达到了行业先进水平，2020年公司自发电量75亿kwh，主要子公司华菱湘钢、华菱涟钢自发电比例超过 70%，部分月份达到80%以上，年均减少外购电费18.5亿元以上，节约标煤消耗230万吨以上，减排二氧化碳量560万吨以上，取得了巨大的经济效益和环保效益。

通过余热自发电项目以及其他节能改造项目的实施，公司2020年实现碳排放约5114万吨，吨钢二氧化碳排放1.69万吨，吨钢排放较2018年继续下降0.09吨，继续保持行业较优水平。

《钢铁工业调整升级规划（2016-2020年）》提出：重点推广节能减排技术，烧结烟气循环，烧结烟气多种污染物协同治理，高温高压干熄焦，超高压煤气锅炉发电，中低温烟气余热回收与利用，能源优化调控技术；示范推广竖炉式烧结矿显热回收利用技术，焦炉煤气初冷系统余热高效利用，可再生能源和清洁能源利用等。前沿储备发展炉渣余热回收和资源化利用。钢铁行业的余热发电将得到长足发展。