据统计，我国钢铁行业每年碳排放总量约 18 亿吨，占全国碳排放总量 15%左右，是 31 个制造业门类中碳排放量最大的行业。此外，由于中国是钢铁生产大国，钢铁生 产过程中的碳排放量也占据全球钢铁业碳排放总量的 60%以上。2011-2021 年 10 月， 中国生铁产量整体呈上升趋势，同期焦炭产量整体增速明显低于生铁。说明在短期 生产结构难以彻底转变的情况下，由于 1 吨焦炭需要 1.4 吨焦煤，钢铁企业通过减 少碳排放量更高的焦炭使用量，增加喷吹煤使用量来降低成本的同时，也减少生产 过程中的碳排放量。

这种方法在短期内有效降低了钢铁生产中的碳排放量，但要进一步贯彻落实“双碳” 政策，最根本的方法是推动钢铁行业能源结构及工艺结构优化转型。钢铁企业的碳 排放量主要来自炼铁阶段的能源消耗，鉴于长、短流程炼钢的吨钢碳排放量分别为 2.1 吨和 0.9 吨，应该鼓励我国钢铁企业推进电炉炼钢。但是，电炉炼钢成为主流 需要社会存钢量达到一定规模，截至 2021 年 10 月，我国综合废钢比为 23.88%，仍 处于较低水平。

除此之外，“双碳”政策下，中小型钢铁企业由于高炉容积较低导致焦比过高面临限 产而导致成本上升，利润空间被严重压缩，钢铁企业之间进行良性的并购*，提 升整体钢铁行业的集中度，形成更好的规模经济效应，从而实现高炉大型化降低焦 比，从而降低吨钢碳排放。（报告来源：未来智库）

4.2. 新型冶金工艺值得期待

不论是从全球角度还是国内角度来看，想要实现减少碳排放的目标，最根本的方法 是对传统冶炼工艺进行创新性变革，而氢冶金是实现低碳近零排放的终极冶金技术。 氢冶金即用氢气取代碳作为还原剂和能量源炼铁，还原产物为水，可实现零碳排放 （基本反应式为 Fe2O3 3H2=2Fe 3H2O）。

当前的氢冶金工艺主要有高炉富氢冶炼法和氢基竖炉冶炼法两种：高炉富氢冶炼法 可减少 10%-20%左右的碳排放量，减碳效果比较一般；氢基竖炉工艺采用直接还原 法进行钢铁生产，能够从源头控制碳排放，减碳幅度可达 50%以上，相较于高炉富 氢冶炼法减碳力度更大。

高炉富氢冶炼法指通过喷吹天然气、焦炉煤气等富氢气体参与炼铁过程。相关实验 表明，使用高炉富氢冶炼法炼铁在一定程度上能够加快炉料还原，从而减少碳排放。 但由于该工艺是基于传统高炉的一次改良，焦炭的骨架作用无法被完全替代，氢气 喷吹量存在极限值，一般认为高炉富氢还原的碳减排幅度可达 10%-20%，效果不够 显著。氢基竖炉冶炼法即通过使用氢气与一氧化碳混合气体作为还原剂，将铁矿石 转化为直接还原铁，再将其投入电炉进行进一步冶炼。氢气作为还原剂的加入使碳 排放得到了有效控制。相较于高炉富氢冶炼法，吨钢二氧化碳排放量可减少 50%以 上。

氢冶金是钢铁工业提升基材品质、减少污染排放的全新前沿技术，以氢代替碳是当 前低碳发展、能源变革的重要方向，也是钢铁行业绿色化的主要出路。氢能在冶金 领域的创新与应用，将推动传统“碳冶金”向新型“氢冶金”转变，使钢铁生产摆 脱对化石能源的绝对依赖，从源头上解决碳排放问题，同时解决我国高精尖钢材性 能低、质量不稳定等问题，对我国化工冶金产业升级发展具有重要实践意义。因此， 推动氢能冶金及其上下游产业链技术发展，是我国乃至全球钢铁工业实现低碳转型 的重要途径之一。

从全球来看，欧洲、日本、韩国等地区的钢铁企业均制定了包括氢能冶金在内的低 碳冶金技术线路图，其中包括日本 COURSE50 项目、德国蒂森克虏伯“以氢代煤”项 目、奥钢联 H2FUTURE 项目等高炉富氢技术以及欧洲 ULCOS 项目、瑞典 HYBRIT 项目、 德国 SALCOS 项目等氢气气基竖炉技术。 日本 COURSE50 项目主要研究内容是通过开发高炉富氢技术及高炉炉顶煤气 CO2 捕 集储存技术，以实现在钢铁生产过程中将碳排放量减至最小的目的。该项目计划到 2050 年，日本钢铁工业吨钢碳排放量减少 30%，届时日本吨钢碳排放量将从 1.64 吨 降至 1.15 吨。

瑞典 HYVRIT 项目由瑞典钢铁公司、瑞典大瀑布电力公司和瑞典矿业公司合作开展， 其核心理念是采用可再生能源发电，电解水制氢，再用氢气直接还原铁矿石制铁。 在整个生产流程中避免使用焦炭、煤等化石能源，从而从源头上解决碳排放的问题。

我国钢铁企业也积极探索“氢冶金”工艺以应对“双碳”政策带来的挑战。我国部 分钢铁企业已发布碳减排目标和时间表，正在规划低碳发展战略，联合科研机构积 极部署和开展相关技术的探索和研究，并进行了工业性试验项目的建设和运营，取 得一定成效。 中国宝武早在 2016 年就启动了绿色低碳冶金技术创新工程，主要技术方向有：以富 氢碳循环高炉工艺为核心的低碳高炉技术；以氢还原代替碳还原的氢冶金工艺（氢 基竖炉直接还原）；冶金尾气 CO₂捕集和资源化利用技术等，目前正在积极推进相关 示范工程建设。

河钢集团也在布局和推进低碳冶炼技术的研究及示范工程建设。2021 年 5 月，河钢 宣钢正式启动建设 120 万吨规模的氢冶金示范工程。项目采用 Energiron ZR（零重 整）技术，可替代传统高炉碳冶金工艺，预计年减碳幅度达 60%。

鞍钢集团正在研究制定碳规划、碳达峰行动方案，将低碳冶金技术开发作为科技创 新重点方向，积极布局氢能冶金相关技术研究。2021 年 7 月，鞍钢集团、鞍山钢铁 与中科院过程所、中科院大化所、上海大学签订“绿色氢能冶金技术”五方联合研发 协议，共同推动绿色氢能冶金技术的发展和应用，实现低碳冶金新技术路线的突破。 2021 年，包钢集团发布碳达峰、碳中和发展宣言，部署碳汇合作、开展氢冶金等技 术研究。2021 年 7 月，包钢股份技术中心成立低碳氢冶金研究所，积极开展低碳氢 冶金技术研究及工业化应用。2021 年 8 月，包钢集团与亿利集团、西部天然气公司签署战略合作协议，共同探索低碳冶金、绿色能源应用的具体实践路径。

酒钢集团于 2019 年 9 月成立氢冶金研究院，创立了“煤基氢冶金理论”、“浅度氢冶 金磁化焙烧理论”和“磁性物料风磁同步联选理论”，研发出相对应的前沿创新成果。 2020 年 5 月酒钢建设的煤基氢冶金中试装置及配套的干磨干选中试装置热试车初 步成功。 2021 年 4 月，建龙集团内蒙古赛思普科技有限公司在内蒙古乌海市国家级低碳工业 示范园，建设的氢基熔融还原法冶炼高纯铸造生铁项目顺利投产，一次性产出高纯 铸造生铁 156 吨。项目于 2009 年 8 月开工建设，年产能 30 万吨，总投资 10.9 亿 元。 2017 年 8 日照钢铁集团于 2020 年 5 月初启动氢冶金项目。计划将利用氢气年产 50 万吨直接还原铁，氢气是从以天然气为原料生产醋酸乙烯的共生产品中提取出来的。

4.3. 宝武集团积极发展新型冶金工艺

中国宝武钢铁集团作为国内钢铁行业的龙头企业，在降低碳排放方面依然走在前列。 2021 年初，集团发布碳达峰、碳中和目标：力争 2023 年实现碳达峰，2035 年实现 减碳 30%，2050 年实现碳中和。为了达成这个目标，根据《中国宝武碳中和行动方 案》，中国宝武从极致能效、富氢碳循环高炉、氢基竖炉、近终形制造、冶金资源循 环利用和碳回收及利用六个方面发力，形成了中国宝武碳中和技术路线汇总。 2020 年 7 月中国宝武在八钢低碳冶金技术创新基地，开始建设和试验以富氢碳循环 氧气高炉工艺为核心、辅以 CO₂捕集利用的创新型高炉低碳炼铁技术，预计将比传统 高炉减排 CO₂达 30%以上。此外，其将在八钢建设 1 套万吨级 CO₂加氢转化制造化工 产品的示范工程，并采用光伏发电-电解水制氢装置供应氢气。

2020 年宝钢股份建成了 1 套高炉喷吹气体还原剂系统，研制出新型风口喷吹装置， 10-11 月在宝钢股份炼铁厂 1 号高炉完成复合喷吹试验。天然气喷吹量 62Nm³/t，节 约喷煤 80kg/t，CO₂直接排放量减少 20.3kg/t。

中国宝武计划 2021 年 9 月底在湛江低碳冶金技术创新基地，开工建设 1 套 100 万 吨/年氢基竖炉直接还原示范工程，同时使用天然气、焦炉煤气、氢气，还原气中氢 气含量为 60%。该项目已完成立项，预计 2023 年 9 月投产。此外，湛江二期项目计划再建设 1 套 100 万吨/年氢基竖炉和配套电弧炉炼钢工程，采用可再生能源发电高效水电解槽生产的绿氢，氢气比例逐步达到 80%-90%。

在核能制氢方面，早在 2019 年初，中国宝武就与中核集团和清华大学签订《核能制氢-冶金耦合技术战略合作框架协议》，共同开发“核能制氢”技术，降低制氢成本， 并与钢铁冶炼和煤化工耦合，实现钢铁行业 CO₂超低排放和绿色制造。目前，中核集 团已完成 10NL/h 制氢工艺的闭合运行，建成了制氢能力为 100NL/h 规模的台架， 并实现 86 h 连续运行。

2021 年无论钢铁行业的产品价格还是钢铁行业盈利能力都经历较大的跌宕起伏，需 求集中释放和限产的叠加带来高价格和高盈利，需求集中回落又带来价格和盈利的 快速回撤。海外钢材市场和国内相比较为平稳，钢铁产业复苏也较快。

海外需求恢复有望加速。欧美住宅固定资产投资进入上行周期，非住宅固定资产投 资也开始逐步恢复。由于非住宅固定资产投资是住宅的 1.5 倍左右，非住宅固定资 产投资复苏有可能形成住宅和非住宅固定资产投资增速叠加，大幅增加钢材需求。 预计在 2022 年，海外钢铁行业还会继续维持较高的景气度。海外钢铁需求的增长有 望拉动铁矿石需求从而带动铁矿石价格上涨。

国内需求相比 2021 年四季度会环比改善。国内房地产随着政策和房地产融资有所 放松，预计 2022 年房地产状况和今年四季度相比会有所恢复。2021 年前 10 个月城 镇固定资产投资相比 2019 年同期增速高 0.9 个百分点。在“适度超前开展基础设施 投资”影响下，预计 2022 年城镇固定资产投资将会有较大幅度的增长以应对地产投 资的下滑。汽车零部件短缺的问题有望逐步得到解决，预期汽车产量有望较快恢复 增长，从而拉动对钢材的需求。

国内钢铁行业整合加速。在鞍钢集团和宝武集团成立后，宝武集团和鞍钢集团作为 两家钢铁央企整合平台的地位已经确立，国内钢铁整合速度明显加快，行业集中度 会逐步提升。平台公司有望享受到行业整合度提升带来的整体行业利润提升的红利。 双碳政策推动国内钢铁行业冶炼技术创新。不论是从全球角度还是国内角度来看，想要实现减少碳排放的目标，最根本的方法是对传统冶炼工艺进行创新性变革，而 氢冶金是实现低碳近零排放的终极冶金技术。

包钢股份：稀土矿业巨头迎来价值重估

公司稀土矿业储量产量均居世界首位。公司控股*包钢集团拥有的白云鄂博主东 矿资源总量 7.16 亿吨，已探明的稀土折氧化物储量 3500 万吨，公司通过与包钢集 团签订的《排他性矿石供应协议》对白云鄂博主东矿铁矿石及相关资源拥有排他性 购买权，集团在 2020 年原矿价格优惠幅度折合公司拥有主东矿稀土氧化物份额为 30.7%，共 1074.5 万吨；公司具有白云鄂博矿西矿采矿权，西矿资源储量约 9.12 亿 吨，平均品位 1.14%，稀土折氧化物储量约为 1040 万吨；公司拥有白云鄂博矿尾矿 库，资源储量 1.97 亿吨，稀土氧化物平均品位 7.01%，稀土折氧化物储量约 1382 万吨。预计公司合计拥有稀土折氧化物储量为 3496.5 万吨。公司稀土精矿产量超过 全国 50%，是全球最大的稀土上游资源供应商。

稀土精矿进入提价期。由于公司和关联公司北方稀土是上下游关系，公司只向北方 稀土销售稀土精矿，公司和北方稀土约定根据市场情况每季度调整一次稀土精矿价 格，但是实际上每年根据上年情况调整一次，所以公司稀土业务业绩反应要滞后一 年，2021 年镨钕氧化物和碳酸稀土大幅上涨，预计 2022 年公司和北方稀土的稀土 精矿关联交易价格将会有 8000-10000 元/吨的涨幅，2022 年公司稀土业务净利润将 会大幅增加。

钢铁业务稳定增长。公司拥有年产 1750 万吨铁、钢、材配套能力，总体装备水平达 到国际一流，形成“板、管、轨、线”四大产品生产格局。板材产能 970 万吨，管材 产能 170 万吨以上，型材产能 210 万吨，线棒材产能 320 万吨。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。