本報記者 楊悅

　　近期閉幕的《聯合國氣候變化框架公約》第三十次締約方會議（COP30），讓全球綠色低碳轉型的共識與緊迫性進一步凸顯。全球鋼鐵行業碳排放占比達6%~8%，其qi中zhong高gao爐lu煉lian鐵tie工gong序xu是shi主zhu要yao排pai放fang源yuan。不bu少shao觀guan點dian認ren為wei

，要yao想xiang實shi現xian鋼gang鐵tie行xing業ye的de深shen度du減jian碳tan
，關guan鍵jian便bian在zai於yu用yong低di碳tan還hai原yuan劑ji替ti代dai傳chuan統tong化hua石shi燃ran料liao。在zai這zhe一yi背bei景jing下xia，盡jin管guan在zai儲chu運yun與yu能neng量liang密mi度du上shang仍reng麵mian臨lin挑tiao戰zhan，但dan氫qing正zheng得de到dao越yue來lai越yue多duo的de重zhong視shi。

　　然而，全球鋼鐵業能否真正發揮氫能的潛力，在低碳轉型進程中實現“氫”盡所能


？米德雷克斯（Midrex）近jin期qi發fa布bu了le一yi份fen報bao告gao，係xi統tong梳shu理li了le氫qing在zai鋼gang鐵tie行xing業ye轉zhuan型xing中zhong的de角jiao色se，從cong氫qing的de類lei型xing與yu製zhi取qu成cheng本ben，到dao其qi在zai煉lian鐵tie工gong藝yi中zhong替ti代dai碳tan基ji還hai原yuan劑ji的de可ke行xing路lu徑jing，再zai到dao大da規gui模mo應ying用yong所suo麵mian臨lin的de技ji術shu與yu產chan業ye鏈lian挑tiao戰zhan，吸xi引yin了le不bu少shao關guan注zhu。該gai報bao告gao指zhi出chu，氫qing基ji直zhi接jie還hai原yuan煉lian鐵tie已yi成cheng為wei最zui具ju前qian景jing的de發fa展zhan方fang向xiang
，而er其qi產chan業ye化hua速su度du最zui終zhong取qu決jue於yu綠lv氫qing能neng否fou以yi足zu夠gou規gui模mo、具有競爭力的成本穩定供應
，並成功跨越技術集成、設施配套與市場協同等多重障礙。

　　成本壁壘有待突破

　　按照生產方式的不同，氫有著自己的“彩虹色譜”，包括綠氫、藍氫
、灰氫、黑\棕氫、粉氫、綠鬆石氫、黃氫、baiqing。lvqingshishixianditanpaifangliangangzuilixiangdeqingqi。mideleikesijieshao
，suiranmuqianyoubushaokexuanzedelvqingshengchanfangshi
，danshigongyehefadianlingyuduilvqingdejudaxuqiu，rengjiangdailaijiaodadejishuheshangyetiaozhan，bingxuyaozhengfuhuosiyingbumendedaguimozijinzhichi。dangqian
，fenqingzaishichangzhongshuyu“小眾產品”，但長期看具有發展潛力。白氫，也可以叫天然氫

，正受到日益增長的關注和重視。米德雷克斯在報告中介紹，在2023年全球已有40家公司勘探天然氫礦床
，而2020年時僅有10家。天然氫相較於可再生能源或化石燃料製氫具有顯著成本優勢。目前
，灰氫平均成本低於2美元/千克，綠氫成本約為其3倍，而白氫的提取和提純成本可控製在約1美元/千克。

　　米德雷克斯在報告中測算，全球“低碳排放氫”產能預計從2021年的70萬噸/年大幅增長至2030年的約2400萬噸/年。這一增長依賴於電解槽技術的快速進步與廉價可再生電力的充足供應。以澳大利亞為例

，其目標是在2030年實現50吉瓦的電解槽裝機容量，相當於該國全國居民用電總量。當前，歐洲、大洋洲及拉丁美洲等地區正在建設更大規模的電解槽項目，預計到2030年單個項目規模可超過1吉瓦。然而，實現這些目標需要巨額資金支持，並麵臨可再生能源間歇性供應
、電網擴容等挑戰。

　　報告指出，綠氫成本是決定其競爭力的關鍵，目前估算範圍4美元/千克~9美元/千克，遠高於傳統蒸汽重整製氫約1美元/千克的成本。在成本構成中，電力費用占比最高。根據米德雷克斯的測算，生產每千克氫需50千瓦時~55千瓦時的電力，按0.06美元/千瓦時計算，僅電費就達約3美元/千克。綠電成本通常在0.08美元/千瓦時~0.12美元/千瓦時
，且在電網薄弱地區更高。同時
，電解槽設備本身成本高昂
，目前為1400美元/千瓦~1800美元/千瓦
，但預計到2030年有望下降70%至約400美元/千瓦。未來成本下降依賴於電解效率提升，可再生能源電價持續降低和關鍵金屬如鉑
、稀土供應鏈的穩定。

　　藍氫則與碳捕集
、利用與存儲（CCUS）技術緊密綁定。米德雷克斯在報告中預計，到2030年，歐洲及北美地區通過該路徑的氫產量可達每年300萬噸。其商業化前景取決於CCUS技術成本能否大幅下降。目前，這一技術成本在15美元/噸二氧化碳~120美元/噸二氧化碳，且每捕集1噸二氧化碳需消耗約1噸蒸汽
，並麵臨地質封存條件、管道基礎設施等限製。

　　報(bao)告(gao)指(zhi)出(chu)
，目(mu)前(qian)氫(qing)能(neng)的(de)大(da)規(gui)模(mo)應(ying)用(yong)還(hai)麵(mian)臨(lin)儲(chu)存(cun)與(yu)調(tiao)峰(feng)的(de)難(nan)題(ti)。無(wu)論(lun)是(shi)電(dian)力(li)還(hai)是(shi)氫(qing)氣(qi)本(ben)身(shen)的(de)儲(chu)存(cun)，目(mu)前(qian)成(cheng)本(ben)均(jun)很(hen)高(gao)且(qie)缺(que)乏(fa)工(gong)業(ye)級(ji)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。盡(jin)管(guan)挑(tiao)戰(zhan)重(zhong)重(zhong)
，但(dan)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)等(deng)高(gao)排(pai)放(fang)行(xing)業(ye)，結(jie)合(he)綠(lv)氫(qing)與(yu)CCUS的技術路線
，仍被視為歐盟、北美等發達地區實現2050年深度降碳目標的最可行路徑。而“氫能經濟”的成形將最終取決於技術突破
、成本下降與係統性基礎設施投資的同步推進。

　　根據國際能源署公布的數據，綠氫在2030年後才可能達到工業規模。目前全球專用氫能生產中僅有不到0.1%來lai自zi水shui電dian解jie製zhi氫qing。在zai此ci過guo渡du期qi，藍lan氫qing成cheng為wei了le眾zhong多duo企qi業ye積ji極ji探tan索suo的de替ti代dai方fang案an。然ran而er，主zhu要yao挑tiao戰zhan仍reng在zai於yu實shi現xian規gui模mo化hua製zhi氫qing以yi滿man足zu預yu計ji需xu求qiu，這zhe不bu僅jin是shi鋼gang鐵tie行xing業ye要yao麵mian對dui的de
，也ye包bao括kuo其qi他ta行xing業ye領ling域yu。根gen據ju國guo際ji能neng源yuan署shu的de可ke持chi續xu發fa展zhan情qing景jing預yu測ce，到dao2050年全球氫能需求將增至2.87億噸/年，較2020年增長超過400%；2030年(nian)之(zhi)後(hou)，氫(qing)能(neng)需(xu)求(qiu)將(jiang)大(da)幅(fu)增(zeng)長(chang)。然(ran)而(er)，當(dang)綠(lv)氫(qing)可(ke)供(gong)使(shi)用(yong)時(shi)，哪(na)些(xie)行(xing)業(ye)能(neng)優(you)先(xian)獲(huo)得(de)供(gong)應(ying)？這(zhe)一(yi)點(dian)至(zhi)今(jin)仍(reng)未(wei)明(ming)確(que)。米(mi)德(de)雷(lei)克(ke)斯(si)認(ren)為(wei)，這(zhe)可(ke)能(neng)最(zui)終(zhong)簡(jian)化(hua)為(wei)價(jia)格(ge)與(yu)可(ke)負(fu)擔(dan)性(xing)的(de)考(kao)量(liang)標(biao)準(zhun)。目(mu)前(qian)的(de)趨(qu)勢(shi)正(zheng)轉(zhuan)向(xiang)優(you)先(xian)保(bao)障(zhang)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)使(shi)用(yong)，而(er)非(fei)交(jiao)通(tong)運(yun)輸(shu)等(deng)其(qi)他(ta)更(geng)能(neng)承(cheng)受(shou)氫(qing)能(neng)成(cheng)本(ben)的(de)行(xing)業(ye)。盡(jin)管(guan)如(ru)此(ci)，全(quan)球(qiu)氫(qing)能(neng)生(sheng)產(chan)正(zheng)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)，眾(zhong)多(duo)項(xiang)目(mu)正(zheng)在(zai)推(tui)進(jin)以(yi)生(sheng)產(chan)各(ge)類(lei)氫(qing)。米(mi)德(de)雷(lei)克(ke)斯(si)在(zai)報(bao)告(gao)中(zhong)預(yu)計(ji)，2030年後綠氫產量將急劇增長
，到2050年將成為主導。與此同時，藍氫產量也將增長，而灰氫和棕氫將在2030年後逐步減少。

　　沿3條技術路徑 推進在鋼鐵業的應用

　　報告指出
，當前全球鋼鐵生產的傳統路徑中，約72%采用焦化—高爐—轉爐（CO-BF-BOF）工藝，約29%采用廢鋼—直接還原鐵—電弧爐（Scrap-DRI-EAF）工藝。高爐工藝的二氧化碳排放量最高可達電弧爐工藝的4倍。

　　氫(qing)氣(qi)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)冶(ye)金(jin)中(zhong)的(de)直(zhi)接(jie)應(ying)用(yong)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)加(jia)熱(re)和(he)還(hai)原(yuan)鐵(tie)氧(yang)化(hua)物(wu)。一(yi)是(shi)高(gao)爐(lu)噴(pen)吹(chui)氫(qing)氣(qi)。氫(qing)可(ke)部(bu)分(fen)替(ti)代(dai)焦(jiao)炭(tan)或(huo)煤(mei)粉(fen)噴(pen)吹(chui)及(ji)替(ti)代(dai)天(tian)然(ran)氣(qi)等(deng)其(qi)他(ta)還(hai)原(yuan)劑(ji)，但(dan)作(zuo)用(yong)有(you)限(xian)。由(you)於(yu)氫(qing)還(hai)原(yuan)是(shi)吸(xi)熱(re)反(fan)應(ying)，會(hui)吸(xi)收(shou)熱(re)量(liang)並(bing)導(dao)致(zhi)高(gao)爐(lu)風(feng)口(kou)區(qu)域(yu)產(chan)生(sheng)冷(leng)卻(que)效(xiao)應(ying)
，需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)向(xiang)高(gao)爐(lu)內(nei)的(de)還(hai)原(yuan)和(he)熔(rong)煉(lian)過(guo)程(cheng)補(bu)充(chong)額(e)外(wai)熱(re)量(liang)作(zuo)補(bu)償(chang)。這(zhe)能(neng)減(jian)少(shao)碳(tan)排(pai)放(fang)，但(dan)無(wu)法(fa)徹(che)底(di)消(xiao)除(chu)。二(er)是(shi)氫(qing)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)熔(rong)融(rong)還(hai)原(yuan)。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)利(li)用(yong)氫(qing)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)還(hai)原(yuan)鐵(tie)礦(kuang)石(shi)的(de)工(gong)藝(yi)
，目(mu)前(qian)仍(reng)處(chu)於(yu)試(shi)驗(yan)階(jie)段(duan)，但(dan)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)潛(qian)力(li)。三(san)是(shi)氫(qing)基(ji)直(zhi)接(jie)還(hai)原(yuan)鐵(tie)。氫(qing)氣(qi)可(ke)以(yi)替(ti)代(dai)天(tian)然(ran)氣(qi)或(huo)煤(mei)作(zuo)為(wei)還(hai)原(yuan)劑(ji)，去(qu)除(chu)鐵(tie)礦(kuang)石(shi)中(zhong)的(de)氧(yang)
，過(guo)程(cheng)也(ye)更(geng)為(wei)環(huan)保(bao)。

　　米德雷克斯介紹
，目前，歐洲多家企業已規劃在2030nianqianjiansheqingjizhijiehaiyuantiechanneng
，bingtansuopeitaotanbujiyufengcunjishu，yichuliguodujieduandepaifang。duiyuzaizhijiehaiyuanshuluzhongqingqiyuyiyanghuatandehunheshiyong
，ouzhoudengdiqugangtiexingyeyijiuzhubutigaoqingqibilizhizhishixian100%純chun氫qing還hai原yuan進jin行xing了le大da量liang規gui劃hua。其qi在zai具ju備bei地di質zhi封feng存cun二er氧yang化hua碳tan實shi際ji條tiao件jian的de地di區qu
，也ye可ke在zai現xian有you直zhi接jie還hai原yuan工gong廠chang和he高gao爐lu工gong藝yi中zhong增zeng加jia碳tan捕bu集ji與yu封feng存cun技ji術shu，以yi減jian少shao碳tan足zu跡ji。例li如ru，墨mo西xi哥ge和he阿e布bu紮zha比bi已yi部bu分fen應ying用yong捕bu集ji的de二er氧yang化hua碳tan。歐ou洲zhou主zhu要yao鋼gang鐵tie製zhi造zao商shang計ji劃hua在zai2030年或之後不久增加其鋼廠的直接還原鐵產能。值得注意的是，熱壓鐵塊也可視為一種能源運輸形式。在美國、部分中東國家、澳大利亞等生產的熱壓鐵塊，運輸到能源成本高昂或可再生能源潛力有限的國家，相比以液態、氣態或氨形式運輸氫氣，是一種更簡單且成本更低的解決方案。

　　氫基直接還原技術正從示範走向產業化。根據報告

，就目前而言，成熟的MIDREX®與ENERGIRON®工藝已具備100%氫基還原的技術能力。與此同時

，多項新興技術也正圍繞氫能展開
，例如普銳特冶金技術的Hyfor®流化床工藝、其與浦項製鐵聯合開發的HyREX工藝（結合熔煉環節），以及美卓重新推出的Circored®流化床工藝。在歐洲，如瑞典鋼鐵公司（SSAB）、蒂森克虜伯
、奧ao鋼gang聯lian等deng鋼gang企qi，正zheng積ji極ji推tui進jin從cong高gao爐lu向xiang直zhi接jie還hai原yuan鐵tie生sheng產chan的de轉zhuan型xing，他ta們men計ji劃hua將jiang所suo產chan直zhi接jie還hai原yuan鐵tie用yong於yu電dian弧hu爐lu補bu充chong廢fei鋼gang
，或huo經jing電dian熔rong後hou作zuo為wei轉zhuan爐lu原yuan料liao使shi用yong。類lei似si布bu局ju也ye出chu現xian在zai亞ya太tai地di區qu，例li如ru澳ao大da利li亞ya計ji劃hua替ti換huan肯ken布bu拉la港gang高gao爐lu。歐ou洲zhou旗qi艦jian項xiang目mu“H2FUTURE”已在奧地利林茨鋼廠投運一套6兆瓦質子交換膜電解係統，用於綠氫生產。瑞典的“HYBRIT”項目在完成呂勒奧中試後，正推進耶利瓦雷示範工廠建設，將采用綠電製氫與“綠球團礦”生產純綠色直接還原鐵。更進一步的商業化項目標杆是瑞典Stegra公司（原H2GS公司）位於布登的工廠，計劃於2026年投產
，將成為全球首個完全依托可再生能源和100%氫基直接還原工藝的規模化“綠色鋼鐵廠”，規劃年產能達250萬噸低碳排放鋼。

　　與此同時，多數新建直接還原產能將先以天然氣為基礎，並設計為可靈活調節還原氣中的氫比例
、兼容碳捕集技術
，以待綠氫具備經濟性時平滑過渡。“需要了解的是

，若采用天然氣重整製氫再進行還原，其碳排放反而高於直接使用天然氣。”米德雷克斯在報告中強調。

　　從示範走向主流 仍麵臨多重挑戰

　　盡管規劃的應用前景廣闊
，但氫在鋼鐵行業真正實現規模化應用，仍麵臨多重挑戰與不確定性。

　　米德雷克斯介紹
，就目前而言，規劃的綠氫項目規模遠不足以滿足未來需求
，特別是歐洲鋼鐵行業的減排目標。與此同時，大規模
、低成本的綠氫生產依賴於綠電設施的快速擴張

，和電解槽技術成本的持續降低。盡管預計到2030年製氫成本將顯著下降，但其實際進度將直接影響2050年目標的實現可能性。因此，氫能否成為經濟可行的替代方案
，仍存在不確定性。

　　與此同時，氫能技術的工業應用效果需要實際項目驗證
，特別是大型高爐富氫冶煉、氫基直接還原鐵等關鍵工藝。當綠氫供應有限時，鋼鐵行業能否獲得足夠份額尚不明確，這也會影響企業技術路線規劃與投資決策。

　　政策和輿論環境變化也是需要考量的因素。雖然全球普遍支持2050年nian的de碳tan中zhong和he目mu標biao，但dan各ge國guo進jin展zhan不bu一yi，部bu分fen發fa達da國guo家jia已yi出chu現xian政zheng策ce執zhi行xing放fang緩huan跡ji象xiang。同tong時shi，發fa展zhan中zhong國guo家jia受shou限xian於yu經jing濟ji條tiao件jian，其qi目mu標biao設she定ding與yu實shi施shi能neng力li存cun在zai差cha異yi
，這zhe些xie因yin素su都dou可ke能neng影ying響xiang全quan球qiu氫qing能neng應ying用yong的de節jie奏zou。

　　zaikanjishucengmian，zaijutigongyizhong
，qingjizhijiehaiyuanhaixukefuliangdacaozuonanti。yishiqinghaiyuanweixirefanyingerchanshengdeluneilengquexiaoying，xutongguoyouhuawenduyuqiliukongzhijinxingbuchang。ershifanyingshengchengdeshuizhengqizaishebeishangbukenengningjie，xutongguogaijinshejiyucaozuozhiduyuyibimian。

　　最後，米德雷克斯表示
，氫在鋼鐵行業低碳轉型進程中能否物盡其用，不僅取決於配套技術成熟度，還受到供應體係、成本競爭力、產業政策及全球協作等多重因素的綜合影響。