行业开启绿色转型，碳税下绿氢成为脱碳关键原料及能源

1.钢铁行业脱碳难度高、体量大，政策引导下行业开启绿色升级

钢铁行业脱碳难度高、体量大，是碳排放密集程度最高、脱碳压力最大的行业之一。碳排放约占全球排放总量的7.2%，钢铁行业的脱碳在国内尤为重要，目前，中国钢铁行业碳排放量约占中国碳排放总量的15%，是碳排放量最高的制造行业，全球每年生产和使用高达18亿吨钢铁，其中将近50%的钢产于中国内地，中国钢铁行业碳排放量也约占全球钢铁行业碳排放总量的50%。

钢铁行业开启脱碳转型需求迫切，电气化难以实现完全脱碳。钢铁行业是我国工业的支柱性行业，约占我国GDP的5%，然而，目前我国钢铁行业仍以碳排放强度高的长流程为主，粗钢产能约占90%，在碳中和以及去产能的双重压力下，我国钢铁行业面临严峻挑战，钢铁行业的快速脱碳尤为重要。由于中国钢铁生产中用于提供高温的燃料燃烧造成的排放和以焦炭为主要还原剂的反应过程排放，因而难以通过电气化的方式实现完全脱碳。2.绿氢成为钢铁行业脱碳关键原料及能源，碳税下绿氢渗透有望提速

氢气具备高能量密度及热值，适用于钢铁行业减碳工程。在某些特定领域，能源需要拥有更高能量密度、更长期的储存周期或以燃料形式存在用来燃烧，即使用电需求不断高增，但在某些领域的需求，电是无法替代非电能源，例如金属冶炼、焦炉炼钢等。假设到2060年中国电气化率高达70%，对应仍然存在20-30亿吨标准煤的能源需完成脱碳，因此需其他能源形式以实现碳中和。氢气凭借其高能量密度和热值，适用于工业领域脱碳，其热值是汽油的3倍，酒精的3.9倍，天然气的5倍，焦炭的4.5倍。

利用绿氢替代焦炭进行直接还原铁生产并配加电炉炼钢的模式将成为钢铁行业完全脱碳关键且具备前景的解决方案之一。基于氢气的直接还原技术是用氢替换碳作为炼铁还原剂，使炼铁工序中产生水而不是二氧化碳，从而大幅减少温室气体排放，被视为钢铁工业的绿色生产方法。掺烧绿氢供热也是钢铁生产领域脱碳的重要路径之一。由于钢铁生产中用于提供高温的燃料燃烧造成的排放难以通过电气化的方式实现完全脱碳，且能效提升和废钢利用等方式的减排潜力有限，因此利用将绿氢掺烧至原有供热能源中，例如煤掺氢燃烧，可推动钢铁领域碳排放的下降。

氢气炼钢开启试点项目，项目产能累计规模达740万吨。钢铁行业对氢气的利用集中在新增产能的生产工艺流程，行业领先企业占据先发地位，近年来国内大型钢铁企业已经逐步开启了氢冶金技术工艺试点项目。以1吨钢使用55kg氢气测算，已宣布的740万吨氢冶金试点项目产能，对应将带动约40.7万吨氢气需求。

钢铁领域氢气成本敏感度最高，碳税落地驱动绿氢渗透提速。钢铁领域对氢气成本敏感程度高，10元/kg左右氢气成本才可与原有焦炭炼钢成本持平，然而碳税的落地将抬高原有能源使用成本，从而推动氢气平价进程的加速。欧盟碳关税(CBAM)于2023年10月起开始运行，行业范围涵盖钢铁、铝、氢、水泥、化肥和电力。灰/蓝/绿氢生产1kg氢气产生CO2分别为25/11/0kg,根据炼铁时所需的焦炭和氢气量，以焦炭价格2500元/吨测算，在不考虑碳税的情况下，氢气成本为9.55元/kg时，采用焦炭炼铁和氢炼铁成本相当;以50欧元/吨的碳税价格测算，氢气平价的可接受成本将提升至为15元/kg，此时绿氢的制取成本对应电价为0.2元/kWh，并且低于灰氢加碳税的价格。由此可见，碳税是驱动绿氢需求的关键，将推进绿氢在钢铁领域的渗透应用加速。