东方证券:钢铁碳中和——低碳冶金,“氢”来了(附报告)

钢铁行业尽快实现“碳达峰”、“碳中和”或不可避免,“氢气炼钢”也因只排水不排碳,有望成为钢铁行业绿色化转型的重要途经之一,并成为各国政府和行业重点关注的领域。但在追求美好愿景的同时,也需结合相关产业实际的发展阶段,才能推动钢铁行业低碳高效的发展。在此背景下,本篇报告推演了氢气炼钢未来可能的发展路径。

核心观点

氢气炼钢即以氢代替炭作为还原剂,将还原反应中的碳排放转为水排放。由于钢铁行业的碳排放主要集中在炼铁环节,而炼铁的碳排放主要来自碳还原反应,若氢还原能完全替代碳还原,理论上可降低高炉+转炉的长流程和DRI+电弧炉短流程的碳排放约34-62%、49%,减排潜力较大。

氢气炼钢当前的发展思路还是以提升氢气在还原反应中的占比为主。100%氢气代碳存在客观障碍,也存在技术和经济上的挑战,暂无法实现。现阶段主要发展方向应在高炉富氢和气基竖炉富氢,其中高炉富氢减排潜力较为有限,一般在10%-20%,而气基竖炉富氢更适宜推广氢气炼钢,国外已试验了90%的氢气占比是可行的。

国内氢气炼钢短期内应仍以灰氢+高炉富氢工艺为主,具备电价、煤炭资源优势的地区和钢企可先行发展气基竖炉还原工艺。由于国内暂不具备大规模发展气基竖炉的条件,短期内国内钢铁行业将仍以长流程占主导,节能减排技术也应基于高炉+转炉的设备之上,研究和实践表明灰氢+高炉富氢工艺是较为经济的减排方式。气基竖炉富氢工艺未来将随着废钢可用性增加、电弧炉占比的提升、电价和氢气变得更加低廉而迎来较大发展空间,在此趋势来临之前,对具备电力、煤炭资源优势的之前可先行发展气基竖炉工艺,为未来国内大规模推广积累技术、人才等经验。

投资建议与投资标的

碳达峰”、“碳中和”下钢铁企业将面临减产和退出压力,能耗和排放将在很大程度上决定钢铁企业的生存和去留问题。一方面,在氢冶金等低碳技术和工艺上已有储备和发展规划的钢企将具有先发优势另一方面,氢气炼钢短期内在国内将仍以高炉为基础,在行业整体工艺未发生较大变化的前提下,本身吨钢碳排放强度、吨能耗较低的上市公司面临的环保压力较小   

风险提示

                                                  
政策出台进度及方式不达预期;国内及海外新冠疫情反复的风险

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