如何准确把握双碳背景下钢铁产业的投资机会？.docx

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1、如何准确把握“双碳”背景下钢铁产业的投资机会?目录1 .引子12 .“双碳”对人们的生产生活方式的影响已经开始具象化13 .钢铁企业碳中和的具体路径24 .情结I十八年来，我为什么一直鼓吹“钢化联产”？75 .氢冶金：钢铁企业碳中和终极解决方案？126 .氨氢降碳167 .挖掘钢铁企业碳中和过程中的投资机会171.引子去年9月20日，应东北大学的邀请，我赴东大就钢化联产进行了一次学术交流。当时，我用了一首诗来表达我忐忑不安的心情。这首诗的名字就是：唐朝朱庆馀的一首诗：近试上张水部洞房昨夜停红烛，待晓堂前拜舅姑。妆罢低声问夫婿，画眉深浅入时无？今天，我们搞这么一场内部的线下学术交流，对我而言，同

2、样是一次挑战。下面，我就“双碳”背景下钢铁产业的投资机会这样一个话题，分享一下我个人对这个问题的理解，更多的是让大家共同讨论，抛砖引玉。那么，今天的话题，我想从三个方面展开：一个是“双碳”对于钢铁企业的影响；二是钢铁企业碳中和的路径；三是“双碳”背景下钢铁产业的投资机会。下面依次展开；2.“双碳”对人们的生产生活方式的影响已经开始具象化自去年9月，中国政府提出碳达峰碳中和时间表之后，中央和部委层面对碳达峰碳中和己经作出了多次部署，碳达峰碳中和作为热词已经多次冲上热搜，其意义已经无需赘言。在这里我想强调的是它的影响，我个人的理解是：碳达峰碳中和对于未来中国几十年的发展可以说是影响深远。这种影响主

3、要体现在：生产方式和生活方式方面。比如：在农村，北方的农民的取暖方式就正在发生着深刻的变革，各式各样的新能源正在逐步成为主体。这种变革在很多方面我们是适应的，也有很多是不适应的。不管我们愿意不愿意“双碳”已经来了，并且正在影响着我们的生活方式。再比如，出行方式。在城市，人们日常的出行方式，电动车已经成为标配。电动汽车正在走进寻常百姓的生活，尽管不时还有此起彼伏的爆炸和燃烧事件发生。对生产方式方面影响更是十分的直接、具体。很多企业的煤炭使用已经不被允许。在重化工业结构的城市影响更为剧烈，限产和停产已经成为常态。在这里，我们不想评论某些地区的作法是否属于运动式的减碳，是否有些操之过急了，一刀切等等

4、。可以准确地说，双碳已经来了，抱怨是没有用的，抓紧时间适应才是真的。3 .钢铁企业碳中和的具体路径这样一个话题，在很多场合，很多专家已经谈得很多，甚至于很滥了。但是，认真下来，你会发现，真正的操作性很强的并不是很多，不是专家们的水平不行，我觉得专家们、官员们可能是心存顾虑，怕说错了，因此，欲言又止没有说透。因此，本人不揣冒昧地唠叨几句。我觉得钢铁企业的碳中和可以分为三个方面：一是现有钢铁企业流程内的改造升级，这一点最省力，小改小革，不伤筋动骨，最好不过的事情；二是钢化联产；三是颠覆性的革命性的氢冶金；1、现有长流程钢铁企业流程内的升级改造与流程再造。标志性、颠覆性的技术是这么几项，分别是：全氧

5、高炉、大比例球团矿、非高炉炼铁、无头轧制、电炉炼钢等；全氧高炉。2023年7月15日，宝武集团新疆八一钢铁厂开启了全氧高炉试验。一个氧气高炉试验何以被称之为标志性事件？对此，一般性的解读是：氧气高炉工艺使用纯氧气代替空气鼓风，与传统高炉相比，二氧化碳排放量明显降低。同时，由于氧气高炉在无氮环境下运行，其生产效率也可实现大幅提升。不仅如此，NOX这个近年来出镜率很高且令人讨厌的家伙，可能从此逃匿。当事者八钢自己的解读是：将以纯氧冶炼技术研究为核心，努力打造成为面向全球、开放共享的工业级别低碳冶金创新基地，供全球钢铁业开展钢铁生产绿色低碳化的前沿技术及应用探索。在我看来，上述解读显然也是浮浅了。事

6、实上，八钢全氧高炉试验的意义是多重的，它将开创世界钢铁工业能化共轨、钢化联产、循环冶金新纪元。从此，钢铁企业的面貌将被彻底改写：她将从此不再单一生产钢铁制品，还可以通过费托合成生产汽油、柴油、润滑油、石蜡等高档能源产品。甚至还可以进一步延伸产业链，生产茂金属乙烯等高端化工和塑料制品。前不久，国家自然科学奖一等奖公布。合成气一步法生产乙烯获此殊荣。费托合成也可以省掉了，这是多么大的进步啊！也就是说，煤化工与钢铁将极有可能融为一个有机的整体。2023年12月，氧气高炉第一阶段富氧35%的目标实现。2023年7月30日，氧气高炉第二阶段富氧50%的目标实现。前天晚上，八钢氧气高炉炉长田宝山与我微信聊

7、天。出炉长告诉我，第三期的目标是全氧鼓风，富氢碳循环氧气高炉正在研发中。我们看一下北科大郭占成教授的课件就明白了。减碳潜力分析：为什么用全氧?传统高炉Fe2O3+4C+1.4O2+4.2N2=2Fe+2.2CO+1.8CO2+4.2N2热空气节能40%氧气低品位煤气高品位煤气氧气高炉Fe2O3+2.4C+0.9O2+xCO=2Fe+xCO+2.4CO2实际节能25%纯二氧化碳3.0C（扣除制氧能耗、c02分离能耗、煤气输出余能）气炉势氧高优低成本CC）2分离煤气加热rA节能25%ACo2减排25%A焦炭消耗减少50%10全氧炼铁：能源梯级转化的关键技术非高炉炼铁。包括：熔融还原和直接还原。经过

8、十多年的艰难攻关，目前两种形式的非高炉技术都有了工业化成功的案例。熔融还原已经实现产业化的主要有：宝武集团新疆八一钢铁和山东墨龙；直接还原主要是：山西中晋太行气基还原铁试验成功，基本上实现了产业化。山东墨龙我在不同的场合讲的己经很多了，一个民营企业家承担了不能承受之重，坚持十几年搞成了澳大利亚力拓人搞不成的事情，的确应当大树大表。另外一个就是宝武集团新疆八一钢铁的欧冶炉，目前已经完全具备了推广条件。山西中晋太行气基还原铁也是一个十分励志的创新故事。除此之外，处在产业化初期和中试初期的还有：建龙赛思普、酒钢和东北大学的煤基还原铁、武汉科思瑞迪、辽宁博联特等；电炉炼钢。要彻底解决钢铁企业的污染问题

9、和碳排放问题，现在看来大家的共识是：惟有推广短流程炼钢。短流程炼钢，也就是废钢炼钢，还有人认为应该搞全废钢冶炼。我个人认为，在京津冀地区搞全废钢电炉炼钢是不合适的。为什么呢？专家说，废钢短流程炼钢吨钢成本高于长流程300-500元。制约短流程电炉炼钢的三要素分别是：电费、废钢价格、电极。现在电极问题基本上得到了解决；电费：每吨钢需要400500度电，这是一个刚性的指标。四川省等地区水电、风电光伏价格便宜可以大力发展，而京津冀地区由于电价没有优势，发展短流程电炉钢可以说困难重重；废钢价格：现在废钢价格完全是市场化了的。由于长流程钢铁企业加废钢比例已经突破40%,造成废钢价格长期居高不下。这一点，

10、短流程钢铁企业根本无法控制。不仅如此，短流程钢铁企业还有一个致命的问题就是：由于废钢成份复杂，全废钢冶炼无法炼出附加值很高的特钢，来对冲短流程电炉钢相比于长流程钢铁企业的较高成本。HIsme1t熔融还原技术及装备由于省掉了烧结和焦炉工序，污染排放总量相对于长流程可以减少74%,可以说是大大降低了。另外，HISmeIt熔融还原技术可以炼出质量堪称高纯生铁标准的优质铁水，因而完全可以炼出好钢。综上所述，我个人认为：京津冀地区要发展短流程电炉钢，优先考虑的模式应当是：HISme1t熔融还原技术及装备+部分废钢+电炉模式。据悉邢钢将率先验证这种模式。无头轧制。无头轧制技术是钢铁加工流程的一次重大的飞跃

11、式的发展。从此，钢材生产不再是单块的、间隙性的，而是像流水一样连续不断地进行轧制，生产率和成材率将大幅度提高，节能减排效果明显，经济效益和社会效益可以说是双丰收。无头轧制，包括棒线材（小方坯）无头轧制和板坯无头轧制。全无头超薄带钢生产技术就是我们通常说的ESP,被誉为继转炉炼钢、连续铸钢之后的“第三次钢铁工业技术革命”，代表了当今世界热轧带钢技术的最高水平。目前，板坯无头轧制成功的案例是：山东日照钢铁杜双华搞的5条阿维迪ESP产线，河北太行钢铁1条ESP产线；棒线材无头轧制正在试运行的有：桂林平钢、山西建邦，这两家的技术是达涅利搞的。国内棒线材无头轧制研发单位有这么几家：一个是中冶南方在阳春新

12、钢铁搞的高拉速结晶器试验，李富帅等牵头搞的；另外两个是新三洲和福建三钢。这几家企业显得羞羞答答，但他们瞄准的都是无头轧制的卡脖子环节：高拉速结晶器的研发。最近几天曝出了一个冷门，那就是辽宁前杜集团，棒线材无头轧制生产线正在热试车。作为参与者之一，目前我没有更多信息通报给大家，我们等待试车结果吧。大比例球团矿。我国长流程高炉炼铁炉料结构主要以烧结矿为主，烧结矿平均入炉比例在70%以上，但烧结工艺普遍存在工序能耗高、烟气和污染物排放量大等问题，对炼铁系统的污染物和碳排放影响较大。而球团工艺的能耗和污染物排放仅为烧结工序的50%以下，CO2排放为烧结的30%左右，所以用球团替代烧结，提高球团矿在高炉

13、炼铁中的使用比例有利于降低炼铁系统的污染物和碳排放。目前首钢京唐球团矿比例已经达到50%以上，河钢、安钢等都有成功的应用，这个就不再多说了。4 2、钢化联产：真正意义上的碳中和措施5 .情结I十八年来，我为什么一直鼓吹“钢化联产”？钢化联产，我们已经宣传鼓动了二十多年。2018年，我和北大先锋在中国金属学会支持下，组织策划了第一届钢化联产济南会议。现在，钢化联产已经写入国务院文件。毫不夸张地说，钢化联产是真正意义上的碳中和措施。钢化联产搞好了，钢铁企业完全可以零碳甚至于负碳炼钢。因此，我们提出的口号是：以化固碳、以碳降碳、化碳为氢、钢化联产、低碳冶金。具体工作中，我们的着眼点，首先应该放在低成

14、本CO和H2的生产上。CO2做气化剂华东理工大学司忠业等、陕西延长石油（集团）有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心王宁波、赛鼎集团等分别对高温煤气化转化Co的CO进行过研究。他们提出以“CO?作气化剂，将CO聚化C0”这样一个技术路线，并对气化炉设计制造提出了具体的设计方案，而且这样的气化炉已经在工业中开始使用。这是一个真正意义上的“以碳降碳”的碳中和方法。事实上，碳中和不可能没有任何代价，以碳降碳就是代价。与现有的煤制氢、煤制合成气大量用水且产生巨量C02不同，以COz和。2作气化剂不仅可以不用水，而且所产气体组份中Co体积分数大幅提升，唯一不足的是：用C02作气化剂，将CO晶化CCT反应条

15、件需在高温下进行，这也是有关专家提出高温气冷堆核能制氢的原因。工业流程中有很多的高温工序。需要我们重新审视一番。然后，大胆设想一下：这些高温工序包括产成品，它们的高温余热能否可以用来转化C02?按照这样的碳中和思路，改造现代煤化工，将现代煤化工的造气车间前移到钢铁、铁合金等产成品拥有高温余热的环境中，那么，现代煤化工几乎可以做到不排碳C02,用煤量也可以大幅度减少。我们把煤化工消解C02的思路移植到钢铁流程中，理论上讲，钢铁流程中产生的吨钢2吨C02,可以全部使用这个方法进行转化。进一步大胆地讲，煤化工中的煤制气单元可以全部停掉。当然，由于钢铁和煤电产业的C02排放数量实在是太大了，既使是煤化

16、工产业全部用来消化钢铁、煤电所产的C02气体，也是消化不了的。钢铁和燃煤发电企业的C02还必须另辟蹊径。利用高炉转炉熔渣、高品位热能转化C02制CO气体。无论是煤化工还是钢铁产业，在碳中和中遇到的最大的问题就是：现有技术条件下，制H2、制CO成本过高的问题。因此，必须下决心研发成本更低并且能够工业化的技术。在碳中和背景下，利用钢铁流程中的熔渣、高品位热能转化CO2制CO气体，其成本是很低的。天津有机合成设计有限公司姜红远联合东北大学于庆波教授团队，提出高炉熔融渣转化C02低成本制取CO气体的方法“，并申请了国家专利。这项技术还可以拓展应用于电石炉尾气、黄磷尾气等制气。该技术整个过程包含4个化学反应过程：1）二氧化碳+焦粉+