研报 | 钢铁行业迈入强制减排新时代,“以氢代碳”还须跨过三道坎

钢铁行业年碳排放近18亿吨，占全国总量15%，是我国双碳攻坚最难啃的骨头之一。

2026年，这道难题迎来了关键变量：五部门印发《关于开展重点行业节能降碳改造攻坚三年行动的通知》，将钢铁列为节能降碳攻坚首位，明确“有序开展氢冶金等低碳技术改造示范”；钢铁行业纳入全国碳市场正式履约，碳市场价格突破93元/吨；欧盟CBAM进入强制征收期。

多重约束之下，氢冶金从“前沿技术”升级为“生存选项”，但产业仍处于示范向商业化过渡的关键期：绿氢成本需降至约0.9元/Nm³，氢基直接还原才能和传统高炉形成成本平价；氢基竖炉对高品质球团矿要求严苛，国内高品位铁矿资源供给紧张；百万吨级氢冶金产线初始投资超百亿元，项目落地门槛高。当前头部企业已在跑，但全行业规模化放量还需跨越这三道坎。

我国钢铁产业体量稳居全球首位，超大产业体量奠定高额碳排放基数。据世界钢铁协会数据显示，2025年全球粗钢总产量为18.49亿吨，其中我国粗钢产量占比高达52%，是全球绝对核心的钢铁生产大国，也承担着全球钢铁产业最集中的碳排放压力。

图1 2000~2025年全球粗钢产量（亿吨）

我国钢铁工艺结构偏高碳属性，行业脱碳难度远高于全球平均水平。从全球产业工艺结构来看，2025年全球钢铁短流程低碳工艺占比小幅提升至30.3%，整体处于持续低碳转型阶段；反观我国，短流程工艺占比仅10.6%，长流程工艺仍占据绝对主导地位。

图2 全球主要粗钢生产国不同工艺路线占比

碳排放层面，全球长流程工艺碳排放强度达2.34吨二氧化碳/吨粗钢，远高于钢铁平均碳排放强度（1.92吨二氧化碳/吨粗钢），我国以高碳长流程为绝对主导的产业结构，直接拉高了我国钢铁行业整体碳排放强度。唯有依托氢冶金等前沿技术实现源头脱碳、重构工艺体系，才能打破长期高碳锁定的发展困境。

图3 全球钢铁行业碳排放强度（吨二氧化碳/吨粗钢）

政策端层层压实考核指标，转型要求全面收紧。《“十五五”碳达峰行动方案》划定硬性指标，要求“十五五”期间规模以上工业单位增加值碳排放下降17%以上、能耗降低10%以上，倒逼钢铁行业摆脱高碳燃煤、焦炭依赖。同时，《关于开展重点行业节能降碳改造攻坚三年行动的通知》明确表示，2028年底前钢铁等重点高耗能行业能效标杆产能占比平均提升20个百分点，全面清退低效产能。叠加《可再生能源发展“十五五”规划》实施重点用能行业可再生能源电力消费最低比重目标要求，从能耗、排放、能源结构多维度压实转型责任。

碳市场常态化履约，推高企业减排成本。2026年是钢铁行业纳入全国碳市场后的首个正式履约年份，初期配额相对宽松、企业减排压力可控，但行业约束收紧趋势明确。截至2026年7月24日，全国碳市场CEA配额收盘价达93.58元/吨，碳价稳步上行，企业碳排放成本持续攀升。2027年起，碳配额将逐年收紧，有偿分配比例持续提升，企业碳排放将具备真实的“成本价”，倒逼钢铁企业加速低碳转型。

外部约束升级，碳关税倒逼钢企脱碳转型。欧盟CBAM碳关税在2026年正式进入强制征收阶段，免费配额从97.5%逐年递减，我国作为全球最大钢材出口国，面临巨大的碳成本压力。不过欧盟最新政策将钢铁行业免费配额清零时间延后至2038年，为国内钢铁产业低碳转型预留了充足的窗口期。

2026年我国氢冶金技术落地全面提速。两条百万吨级氢基竖炉产线建成投产，全球首套绿氢流化床中试线实现工艺贯通，由我国牵头制定的ISO/TR25088氢冶金国际标准正式发布，我国钢铁行业在氢冶金领域实现了从技术“跟跑”向“领跑”的身份转换。

表1 我国氢冶金技术研究进展

数据来源：《Research Progress on Low-Carbon Ironmaking Technologies for China’s Iron and Steel Industry Under the Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals》

氢基竖炉：行业规模化主流路线。近日，我国在氢冶金核心工艺与装备自主化道路上迈出关键一步，由我会会员单位航天长征化学工程股份有限公司联合北京科技大学联合研发的高压氢基竖炉直接还原技术，在5万吨/年中试装置上顺利完成全流程试验，装置全线稳定贯通，成品直接还原铁（DRI）金属化率稳定突破95%。产业端迭代成果同样突出，宝武湛江“氢基竖炉+电炉”国内首条百万吨级近零碳钢铁产线全线贯通，预计降碳50%~80%，最高每年减碳超314万吨。河钢张宣120万吨氢冶金示范工程采用“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺，年减排CO₂约80万吨，减排比例达70%以上。

氢基流化床：前沿差异化零碳路线。流化床氢冶金可直接适配粉矿原料，原料适应性更强、减碳效果更佳，是行业远期近零碳路线。鞍钢集团率先攻关绿电绿氢流化床氢冶金工艺，其建设的全球首套绿电绿氢流化床氢冶金中试线实现全流程工艺贯通，稳定产出金属化率达95%的DRI产品，吨铁CO₂近零排放，成功实现从实验室研发到中试的关键跨越。

2026年钢铁行业政策差异化调控特征十分明显，严控传统高碳产能扩张的同时，为氢冶金等源头脱碳技术打开了发展绿色通道。《钢铁行业产能置换办法》明确，减排超60%的氢冶金项目可享受1:1等量产能置换，区别于传统高碳产能1.5:1减量置换的严格标准，大幅降低低碳项目落地门槛。资金端，《关于开展重点行业节能降碳改造攻坚三年行动的通知》明确资金激励，达标项目可享受中央最高20%投资比例专项补助，全方位赋能产业落地。

龙头企业持续领跑，氢冶金从中试迈向百万吨级。截至2026年7月，全国已稳定投产工业化氢基竖炉有效产能达到220万吨/年，核心为河钢张宣120万吨、宝武湛江100万吨两大商业化标杆项目。同时，国内三大百万吨级氢基竖炉项目建设有序推进，合计DRI设计产能445万吨/年。叠加各类富氢高炉改造项目的逐步落地，我国氢冶金产能将稳步扩容。据中国产业发展促进会氢能分会预测，预计2030年前后我国氢基直接还原技术将逐步走向规模化商业化阶段，并在2040年前后将达到约13%的市场渗透率，成为钢铁脱碳的核心支撑力量。

表2 我国典型百万吨级氢基竖炉项目

在政策、技术、项目全面利好的助推下，我国氢冶金产业迈入快速崛起通道。但行业整体仍处于工程示范向商业化过渡的关键阶段，产业规模偏小、渗透率偏低，落地推广依面临多重核心瓶颈。

成本端，绿氢成本偏高、平价替代难度大，无碳收益加持下，绿氢成本需降至约0.9元/Nm³左右，氢基直接还原技术总成本才可与传统高炉基本持平，当前绿氢成本仍显著高于该临界值，行业市场化盈利空间不足。

原料端，高端原料供给短缺，准入门槛较高，氢基竖炉主流工艺对球团矿的品位、纯度、杂质控制标准远高于传统高炉冶炼，国内高品位铁矿资源供给紧张，优质球团矿产能稀缺，叠加选矿提纯配套成本偏高，难以支撑氢冶金规模化落地。

资金端，行业重资产壁垒突出，单条百万吨级氢冶金产线初始投资超百亿元，技术集成、设备配套、工程建设成本高昂，现阶段仅行业头部钢铁企业具备落地实力，中小企业入局难度较大。

短期来看，受三重瓶颈约束，我国氢冶金产业将延续“头部领跑、试点先行、稳步扩容”的发展节奏，规模化替代进程相对稳健，但行业长期成长逻辑清晰、发展确定性极强。随着国内风光新能源持续扩容、绿氢制备技术不断迭代，绿氢成本将稳步下行，叠加高端球团产能扩建与选矿提纯工艺优化，行业核心供给短板将逐步补齐，为产业规模化放量突破筑牢基础。

长远来看，富氢高炉、氢基竖炉、流化床三大技术将形成梯度互补、有序迭代的完整发展体系，短期依托富氢高炉存量改造快速实现梯度降碳、盘活存量产能，中长期依靠氢基竖炉与流化床技术完成深度源头脱碳，未来随着各类产业瓶颈持续破解，氢冶金将重构钢铁冶炼传统范式，成为我国钢铁行业打破高碳锁定、稳步落地双碳目标的核心战略支撑。