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浅析全球钢铁业低碳转型中的直接还原用料与“绿铁”贸易(上篇)
阅读数:2 发布时间:2026-02-27 08:43:00 来源:我的钢铁 相关关键字: 要 闻   时 政 打印

近日,S&PGlobal(标普全球)在对直接还原技术供应商米德雷克斯(Midrex)相关高层的采访中提到,到2030年前全球直接还原铁及热压块铁(HBI)的需求规模或将达到1.8亿吨,相应新增装置数量预计10余座,相关投资金额可能达到数百亿美元级别。围绕直接还原铁与热压块铁的产能布局与能源配套,正逐渐成为全球钢铁低碳转型讨论中的重要议题。直接还原路径,正在从“补充选项”进入更长期的产业规划视野。

与传统高炉依赖焦炭还原铁矿不同,直接还原工艺可采用天然气,甚至可在条件成熟时使用氢气作为还原剂。在天然气或绿氢路径下,其碳排放强度通常低于高炉—转炉体系。作为直接还原铁的致密化形态,热压块铁便于储存和海运,也更易纳入跨境碳核算体系,因此逐渐被视为“绿铁”的重要载体。

在企业层面,已有钢企开始在既有流程中引入热压块铁以降低产品碳强度。例如,韩国现代制铁在组合工艺中掺入直接还原铁,实现约20%的减排效果。这类组合式减碳路径并未推翻既有生产体系,却在现实约束下为钢企提供了更具经济可行性的选项。然而,从现有统计数据看,全球直接还原铁的跨境贸易规模仍相对有限,尚未形成成熟的国际市场。在氢冶金难以在全球范围内同步铺开的背景下,“绿铁”贸易究竟是政策层面的构想,还是正在走向产业层面的渐进实践?铁前工序是否可能在能源禀赋与碳成本差异的驱动下发生重新配置?在这一潜在变化过程中,热压块铁为何逐渐成为值得关注的结构性中间产品?

全球直接还原铁生产结构呈现出明显的路径分化

如果从规模层面观察,直接还原铁在全球钢铁体系中的“存在感”正在增强。根据米德雷克斯发布的统计资料,2024年全球直接还原铁产量约为1.4亿吨,维持在较高水平,但在全球铁素供给结构中仍仅占个位数比例。其在资料中围绕2030年前新增产能的讨论,也显示出资本市场与设备供应商对这一技术路线的长期预期。

然而,产量扩张并不等同于低碳比例的同步提升。当前全球直接还原铁生产结构呈现出明显的路径分化特征:天然气基装置仍占主导地位,但煤基回转窑工艺的增长速度同样不容忽视。相关统计数据显示,2024年全球直接还原铁中约1/3来自煤基路径,其在部分地区的扩张速度甚至快于气基项目。

印度是其中较具代表性的案例。近年来,印度煤基回转窑直接还原铁产量持续增长,在全球直接还原铁结构中的占比有所上升。该路径可以支持该国钢铁需求增长,但其碳排放强度难以显著下降。换言之,直接还原铁的扩张在不同地区呈现出不同的减排含义:在能源结构较为清洁或天然气资源充足的区域,气基甚至潜在氢基装置具有较为明确的低碳属性;而在以煤为主的地区,直接还原铁更多发挥的是成本与产能扩张功能。

这种“双轨并行”的格局,使“直接还原铁增长”本身具有复杂性。一方面,直接还原路径为未来深度减排提供了技术基础;另一方面,其碳强度表现高度依赖还原气源与电力结构。并非所有直接还原铁都自然进入“绿铁”范畴。

与此同时,从金属料结构看,废钢与热金属仍构成全球钢铁生产的主体来源,直接还原铁更多发挥补充性作用。即便在中长期情景预测中,其占比提升也呈渐进式变化,而非颠覆式替代。因此,在讨论“绿铁”贸易与热压块铁角色之前,有必要明确一个前提:全球直接还原铁扩张正在发生,但其路径分化与碳强度差异同样显著。真正具备低碳属性并可能进入跨境配置体系的,是以天然气或氢气为还原气源的那部分产能。“绿铁”贸易的讨论,必须建立在这一结构性区分之上。

氢冶金难以成为全球统一替代路径

在直接还原路径被寄予厚望的同时,氢冶金常被视为行业实现深度降碳的关键技术方向。理论上,以可再生能源制取的绿氢替代天然气作为还原剂,可以显著降低炼铁环节的碳排放强度,使直接还原铁接近零碳排放的水平。然而,从全球产业现实看,氢冶金更可能呈现出区域化与阶段化推进态势,而难以形成统一的替代方案。

首先,能源禀赋差异构成了最基础的约束条件。氢基直接还原对稳定、低成本的可再生电力供应高度依赖。即便在风光资源丰富的地区,大规模制氢所需的电解设备投资、电网基础设施建设以及储运体系完善,都意味着较高的资本门槛。在能源成本已偏高的工业经济体,全面推广氢冶金面临显著的成本压力。

其次,氢冶金具有明确的经济阈值。行业测算显示,氢基直接还原要在多数地区具备与天然气路径相当的竞争力,氢气价格通常需降至每公斤约2美元以下。这一条件不仅取决于电力成本,还涉及碳价格机制、政策支持力度以及市场对“绿色溢价”的接受程度。在相关前提尚未普遍具备之前,氢冶金更可能以示范项目或阶段性替代形式推进。

再次,从钢铁减碳路径的整体结构看,行业并非依赖单一技术完成转型。无论是在欧洲国家、日本,还是中国,多数情景分析均显示,产量调整、废钢—电炉比例提升以及流程效率优化构成了重要减排来源。氢冶金在深度降碳阶段发挥关键作用,但并不承担全部替代任务。多路径协同,成为更具现实性的产业逻辑。

在这种多路径并存的格局下,全球铁素供给体系呈现出更加复杂的结构组合:部分区域依托天然气或潜在绿氢发展气基直接还原铁;部分国家继续以高炉为主并推进效率改进;另一些地区则通过提高废钢利用率降低对原生铁的依赖。技术选择与资源禀赋之间的匹配关系,决定了转型节奏的差异。

因此,氢冶金的重要性毋庸置疑,但其落地路径更可能具有选择性与阶段性。在这一背景下,铁前工序是否必须与钢铁终端制造环节高度绑定,开始成为值得重新审视的问题。也正是在这一现实边界之下,“绿铁”贸易的构想获得了更多讨论空间。

铁前工序的空间重构

如果氢冶金难以在全球范围内同步铺开,而不同地区在能源成本与资源禀赋上又存在显著差异,那么一个更为根本的问题随之出现:铁前工序是否必须长期与下游钢铁制造环节高度绑定,还是可以在更大范围内进行空间重组?

传统高炉—转炉体系具有高度一体化特征。焦炭、铁矿石与高炉炼铁通常与下游炼钢紧密连接,铁水以液态形式直接进入转炉,跨区域流动的可能性有限。这种结构在煤炭资源主导的时代具有明显的经济合理性。然而,直接还原铁—电炉路径在工艺形态上天然具备阶段分离特征。直接还原铁可以以固态形式冷却、储存并运输,再在其他地区的电炉中完成熔化与炼钢过程。

这种“可分离性”为铁前工序的空间重构提供了技术基础。一旦还原环节能够脱离高炉体系的物理限制,铁矿石向铁素的转化过程便有可能在能源成本更低或碳排放约束更具优势的地区完成,而钢后高附加值制造环节则保留在消费市场或工业体系更成熟的区域。

能源因素在这一逻辑中尤为关键。气基或氢基直接还原路径对稳定且低成本的能源供应高度敏感。天然气资源丰富的中东、北非,以及具备大规模可再生能源潜力的部分地区,在铁前环节具有比较优势。相比之下,一些能源价格偏高或电力结构仍在转型中的工业经济体,在本地大规模发展低碳铁前产能面临更高成本压力。

随着碳价格机制逐步完善,这种差异可能进一步放大。当高碳路径的隐含成本逐渐显性化时,低碳铁素在国际市场上的相对竞争力或将发生变化。部分行业研究已提出,将炼铁与炼钢在地理上适度分离,通过跨境运输低碳铁素以降低整体减排成本,可能成为一种值得讨论的产业策略。

正是在这一空间逻辑的延伸下,“绿铁”贸易开始进入产业议程。其并非简单意义上的铁矿石贸易升级,而是围绕低碳属性展开的铁素跨境配置。这一核心并不在于当前贸易规模的大小,而在于铁前工序是否正在摆脱传统高炉体系的空间束缚,成为可以根据能源与碳成本差异进行全球布局的生产环节。

诚然,从统计数据看,这一重构尚处于形成阶段。全球直接还原铁贸易量在总产量中的占比仍然有限,跨区域流动主要集中在特定国家与航线。但结构逻辑已经显现:一旦低碳铁素具备稳定供给与可计量碳属性,其跨境配置的经济合理性便可能逐步增强。在这一过程中,热压块铁的角色重要性开始凸显。

(责任编辑:admin)
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