今年7月,河北钢铁集团签署了一项协议,向一家意大利客户出口1万吨“绿钢”。与传统产品相比,这批钢材的碳足迹降低约50%,产自位于张家口的河钢张轩科技氢冶金项目的“氢基”竖炉。该项目是中国首批工业化大型氢冶金示范之一,初期采用富含氢气的焦炉煤气作为气源,同时在竖炉系统中预留了绿氢切换功能,未来可以实现100%绿氢冶金。
这笔交易表明,中国的低碳钢铁产品正逐步获得欧洲市场认可,也显示出中国钢铁企业如何适应欧盟即将实施的碳边境调节机制(Carbon Border Adjustment Mechanism,简称CBAM)。然而,这些项目仍属于早期试点,而非行业性变革,其规模与中国年产10亿吨的钢铁总量相比仍十分有限。
出口只是中国推动全球钢铁低碳发展的一个侧面。中国领先的钢铁企业正在供应链上下游延伸布局:在海外建设低碳钢厂,提供工程服务,并投资铁矿石开采及供应链基础设施。
这些举措反映出一种初步的结构性转变。国内的减碳行动正在加速外溢——在天然气、高品位铁矿石等资源丰富、需求增长前景更明确的国家,低碳炼钢更具规模化可行性。
这种“出海”恰逢气候监管和贸易壁垒加剧。CBAM于2023年底进入过渡阶段,预计2026年起对进口钢材征收实际碳关税。与此同时,中国全国碳市场已于今年扩展至钢铁行业,使国内企业面临新的合规成本与减排压力。
这些政策提高了中国钢铁的经营压力,它们本已受制于压减粗钢产量和“严禁新增产能”政策,若不切实降低排放强度,将进一步丧失出口机会。全球钢铁需求依然不均衡,中东、非洲、东南亚和印度的增长,部分抵消了欧盟消费的疲软。
在此背景下,中国的低碳钢开拓者正在推行“双轨战略“。在国内,它们投资于适应中国能源结构的减排技术。在海外,它们则寻找低碳炼钢原料充足的地区,比如天然气丰富、可再生能源潜力较大的国家,为未来规模化绿氢炼钢铺路。
这些路径为替代煤基炼钢提供了可行方案,使低碳钢铁生产更具经济竞争力。此外,从中东到中亚乃至非洲部分地区,这些东道国也提供了更有利的地缘政治和贸易环境。
利用国内外的能源与市场优势
全球最大钢铁生产商中国宝武集团,正在国内外逐步推进低碳技术实践。
2023年12月,宝武旗下宝钢集团在广东湛江钢厂投产中国首批工业规模的氢基直接还原铁(Direct Reduced Iron,简称 DRI)生产线之一。
直接还原铁技术(DRI)采用一氧化碳、氢气等碳氢化合气体,以及富氢的焦炉煤气等工业副产气,在固态条件下还原铁矿石。这些气体将矿石中的氧剥离,而不需熔化矿石,从而获得多孔、海绵状、高含铁产物(即直接还原铁)。该产物是电炉(Electric Arc Furnace,简称EAF)炼钢的理想原料,电弧炉以电力驱动,也可主要使用废钢作为原料。
与依赖焦炭、排放大量二氧化碳的高炉不同,直接还原铁技术可使用天然气、焦炉煤气或氢气,显著降低碳排放。相比传统高炉,天然气或焦炉煤气为原料的直接还原铁工艺可减少约50%-60%的碳排放。
其气源灵活的特点,使该技术成为实现化石燃料(如天然气和焦炉煤气)逐步过渡到绿氢、迈向近零碳炼钢的重要桥梁。
宝钢湛江氢冶金项目实际上使用的是经过重整的焦炉煤气,这是煤制焦过程的副产物,含氢量超过60%。在中国天然气相对稀缺、且进口依赖度较高的情况下,这种气源具有较高的经济可行性。
如果未来“绿氢”实现规模化量产,它有望完全替代天然气和焦炉煤气等化石气体原料,碳减排幅度将接近100%。
今年6月,湛江钢铁的氢基竖炉进一步配套建成一座电炉,用于炼钢。与传统高炉相比,这种“氢基竖炉+电炉”工艺可以实现约60%的碳排放削减。
与宝武在国内能源受限条件下的探索相比,其海外项目则因地制宜,根据东道国能源结构和产品需求作出调整。2023年5月,宝武旗下宝钢股份与沙特阿拉伯国家石油公司和沙特公共投资基金签署合资协议,计划在沙特建设一座全流程厚板钢铁制造综合体。该项目同样采用“直接还原铁+电炉”路线,生产比薄板更厚、更高强度的厚钢板。
湛江项目的目标是为宝武的汽车制造客户提供高等级钢板,而在沙特项目则面向中东和北非的石油天然气、造船、海洋工程和建筑等行业,供应厚板产品。该项目总投资约20亿美元,设计年产能为150万吨厚钢板。
两者的主要差异在于气源选择。由于中国能源结构限制,湛江依赖焦炉煤气,而沙特项目则直接使用当地丰富的天然气资源。两个项目均采用直接还原铁+电炉工艺路线。
跨境经验积累与实践
中国另一家大型国有钢铁企业首钢集团的低碳转型,已逐步跨越国境。2023年,其子公司首钢建设集团在阿尔及利亚为土耳其钢铁制造商Tosyali建成了年产250万吨的电炉,为同一客户建设的第二座电炉,为后续国内电炉建设积累了宝贵经验。
2024年首钢宣布在唐山迁安钢铁厂建设一座年产130万吨的电炉,并同步淘汰原有转炉设备,预计2026年投产。
这一决策反映了政策与市场双重驱动,国家鼓励低碳炼钢的政策信号增强,同时宝马等跨国公司对低碳钢材需求增加。从这个意义上说,阿尔及利亚项目提供了技术上的信心,而中国国内政策信号和市场需求为首钢创造了行动空间。
到2025年年中,首钢建设集团与两家中国战略投资伙伴合作,在哈萨克斯坦开工建设年产300万吨低碳钢厂一期项目(产能100万吨),采用“直接还原铁+电炉”工艺。哈萨克斯坦丰富的高品位铁矿,如罗蒙诺索夫矿,是关键资源保障,因为该工艺依赖高品位矿石。通过参与此类项目,中国企业不仅满足当地需求,也可能为国内低碳炼钢积累原料与经验。
综合来看,这一系列项目展示了首钢海外投资、国内政策激励和资源型合作伙伴如何互相强化。阿尔及利亚项目积累电炉建设的工程技术经验,唐山迁安钢厂将其应用于国内减碳政策和满足客户需求,哈萨克斯坦项目延伸到资源丰富的国家并确保原料供应。整个进程显示,中国钢企不仅在国内学习,也借助海外项目加速转型路径。
因地制宜布局供应链
山西晋南钢铁集团开展了适用于高炉的减排技术工业化实践。晋南钢铁与中国钢铁研究总院合作,在高炉内试验富氢气体喷吹工艺。该方法用氢气部分替代焦炭,降低现有高炉设备的碳排放强度。
由于中国大部分现有钢铁产能为高炉-转炉工艺,这种“改造型”的减碳方案具有现实意义。高炉关停代价高昂,涉及就业、税收和债务问题。高炉喷氢法可降低约20%-30%的排放,虽低于直接还原铁+电炉工艺可以实现的60%-90%潜力,但部署更快、成本更低,因此被视为过渡性方案。在准备向深度转型的同时,实现早期减排并积累氢气操作经验。
与此同时,晋南钢铁正积极开拓海外市场。2024年,该公司与全球最大铁矿石生产商巴西淡水河谷(Vale)合作,在阿曼(Oman)索哈尔港(Sohar Port)投资建设一座总投资超过6亿美元的铁矿石选矿厂。原料铁矿石将从巴西运抵阿曼,工厂预计于2027年投产,年产高品位精矿约1260万吨,其中大部分将可用于直接还原铁的生产。该项目也将是淡水河谷在中东布局“绿铁”供应链枢纽的关键一环,旨在加强巴西矿石供应与全球低碳钢铁需求之间的协同。
这两种策略的对比显示了中国钢企如何因地制宜地推进减排转型。国内的喷氢试验有助于缓解现有高炉的转型压力,而阿曼项目则面向未来低碳钢供应链的战略布局。
塑造全球低碳钢铁版图
目前,中国国内外低碳钢铁项目的总体规模,与其高度依赖煤炭的钢铁产能和每年逾10亿吨的粗钢产量相比,仍然十分有限。尽管政策目标明确,但作为主要低碳途径的电炉钢的占比多年停滞在10%左右,而传统高炉结构性产能过剩仍未根本缓解。这些努力如显微镜下的绿点,虽小,却值得密切关注,希望它们能引发更多绿色钢铁项目,推动行业结构性转型。
宝武、首钢和晋南的经验表明,中国钢铁行业的减碳行动已不再局限于国内。各企业不仅在国内试验不同的技术路径,包括氢基竖炉直接还原铁、用于生产高品质钢材的电炉,以及高炉喷氢等,还将这些方法拓展到海外项目,在资源、资金和市场需求条件更具优势的地区实现规模化。
“走出去”也是一种战略选择。由于国内天然气供应有限、产能上限严格等多重约束,意味着一些技术只能在中国国内以试点形式进行测试。而在海外,沙特阿拉伯丰富的天然气储量、哈萨克斯坦的高品位矿石资源等则为多样化的减碳路径打开了空间。
因此,对中国钢铁企业而言,海外投资不仅是获得资源或市场的手段,更是参与并塑造全球低碳钢铁版图的战略行为。中国国内最初的政策驱动试验,如今正在逐渐塑造其在全球钢铁转型中的角色与定位。
挑战在于,这些项目能否同时在气候减排和商业可行性上实现平衡。氢冶金与电炉等低碳工艺仍面临较高成本,而“绿钢”的市场需求前景尚不明朗。不过,中国政府已发布《对外投资合作绿色发展工作指引》,鼓励企业遵循国际气候规则,采用先进的减排实践。
对钢铁企业而言,这意味着将宏观原则转化为具体操作标准:确保透明的碳排放信息披露,将金融支持与可量化的减排绩效挂钩,并推动结合中国技术与东道国资源优势的项目落地。通过加强国内政策与海外项目执行之间的衔接,中国可以降低被视为“输出高碳产能”的风险,同时巩固其在全球低碳钢铁转型中的影响力与引领地位。

