2026年08月24日

落基山研究所与河钢集团联合发布《钢铁产能与绿色能源优势的协同释放:传统钢铁基地向绿色制造高地的转型——以河北为例》报告

2026年8月21日,由河钢集团和中国金属学会共同主办的“2026年氢冶金国际研讨会”在河北张家口顺利举办。来自澳大利亚、塞尔维亚等十余个国家的产业专家、科研人员及企业代表参会,在往届会议丰硕成果的基础上,围绕氢冶金—电炉新型短流程的全生命周期技术进步、降碳增效实践以及产业链协同发展等议题展开深入交流,为推动氢冶金领域国际合作与共识凝聚奠定了新基础。落基山研究所应邀出席,发表《全球及中国氢冶金进展研究:产业链协同推动低碳价值实现》主题汇报,并与河钢集团联合发布《钢铁产能与绿色能源优势的协同释放:传统钢铁基地向绿色制造高地的转型——以河北为例》报告。

《全球及中国氢冶金进展研究:产业链协同推动低碳价值实现》主题汇报系统梳理了全球及中国氢冶金发展现状、技术路线和产业化进展,分析了在钢铁行业深度脱碳目标下氢冶金的发展机遇与挑战。汇报指出,氢冶金已从技术验证阶段逐步迈向规模化示范和产业化探索阶段,但其大规模推广仍面临绿氢供应、基础设施建设、成本竞争力以及市场需求培育等方面的挑战。推动氢冶金进一步发展需要钢铁、能源、装备制造、下游消费等多方协同发力,通过构建产业链上下游联动机制,加快形成低碳价值传导和市场激励机制,为近零排放钢铁规模化发展创造有利条件。

落基山研究所重工业和循环经济部门主任李抒苡代表项目团队汇报并发布报告
《钢铁产能与绿色能源优势的协同释放:传统钢铁基地向绿色制造高地的转型——以河北为例》报告

氢冶金是钢铁行业实现深度脱碳的重要技术路径之一。随着示范项目陆续落地,产业关注点正从技术验证逐步转向规模化发展。由于资源禀赋、产业基础和能源条件差异显著,不同地区需要探索与自身条件相匹配的发展路径。为此,落基山研究所推出“氢冶金发展模式系列研究”报告,将国内氢冶金发展模式归纳为三类典型模式:既有产业链转型类、副产资源过渡类和可再生能源驱动类。作为该系列报告的第二篇,《钢铁产能与绿色能源优势的协同释放:传统钢铁基地向绿色制造高地的转型——以河北为例》报告聚焦以河北省为代表的典型钢铁产业集群,系统剖析了成熟钢铁产业集群的低碳转型路径,并结合河钢张宣科技项目的工程化示范经验,围绕本地及周边绿氢资源、直接还原装备、电炉炼钢、高端产品与低碳排放钢市场需求等关键环节,提出一套切实可行的系统整合方案。报告为河北乃至全国钢铁基地探索从存量产能升级迈向低碳价值创造和近零碳体系升级,提供了具有前瞻性和可操作性的转型范式。

河北是中国最大的钢铁生产基地,粗钢产量占全国近五分之一,连续多年位居全国首位。经过长期发展,河北已形成以唐山、邯郸等地为核心的世界级钢铁产业集群。成熟且高度集聚的产业生态,为技术验证、工程放大以及低碳价值传导提供了良好条件。在低碳转型、政策支持和资源条件共同作用下,河北具备发展氢冶金的典型性和现实基础:一方面,河北钢铁产量大、长流程占比高、排放集中,铁前工序深度减排需求突出。另一方面,国家和河北省政策持续支持氢冶金、绿电直连、低碳冶炼技术示范和氢能产业链建设,为项目落地提供了制度基础。与此同时,河北拥有成熟钢铁产业链、部分副产氢资源、较大的风光和绿氢发展潜力,并临近京津冀下游市场和港口物流体系,为氢冶金从工程示范走向产业化应用提供了综合支撑。

河钢集团张宣科技项目是本研究“既有产业链转型”模式的代表性案例,其发展基础源于成熟产业体系与新兴低碳要素的协同重构。项目依托传统长流程钢铁产能退出后保留的工业基础和产业配套,结合张家口本地可再生能源资源、外部绿氢供应潜力和京津冀近端市场,将直接还原铁嵌入“DRI-电炉-精炼-轧制”的短流程体系,并进一步应用于汽车、装备制造、家电、新能源等高端产品领域,减排示范效果显著。该实践不仅验证了氢冶金工艺路线,更揭示了转型的核心逻辑:短期通过焦炉煤气等过渡资源降低成本和风险,中期依靠高端产品和市场应用释放低碳价值,长期则通过绿氢和绿电比例提升进一步降低产品碳足迹,并参与更高标准的国内外低碳钢市场竞争。

除了针对河钢集团张宣科技项目开展案例分析外,报告还以河北的行业平均水平为基准开展假设情景分析,以识别影响氢冶金经济性的关键变量和发展趋势。报告聚焦2030年前后产业化初期阶段,围绕氢源类型、原料供给、炼铁与炼钢空间布局及目标市场,构建了三大类共八个典型发展情景,进行成本经济性测算。在“本地转型”类情景中,重点评估了从传统长流程向焦炉煤气及本地绿氢直接还原过渡的成本演变规律;在“区域协同”类情景中,探讨了引入内蒙古等周边低成本绿氢或绿铁(DRI/HBI)对整体经济性的优化潜力;在“国际市场”类情景中,则前瞻性地测算了进口澳洲绿铁,以及向日韩等东北亚市场出口绿铁与低碳钢材的综合竞争力。通过对比不同氢源、资源流向与产业链配置下的成本差异,分析了河北在不同产业链环节的相对优势。

研究结果显示,在绿氢供应体系全面成熟前,依托既有资源的焦炉煤气路线是现阶段最具经济性的过渡选择,其吨钢成本约为4350元/吨(传统长流程基准约为3650元/吨),在所有氢冶金路线中成本最低。河北本地绿氢路线吨钢成本约为5310元/吨,若将废钢比从20%提升至50%,成本还可进一步压降约400元/吨。在跨区域协同方面,引入内蒙古低成本绿氢(约5430元/吨)或绿铁(约5500元/吨)可作为本地产能的有效补充;相比之下,受多重物流成本叠加影响,进口澳洲绿铁(5720-6450元/吨)对河北而言缺乏现实可行性。值得注意的是,河北在国际低碳钢贸易中展现出显著的潜在优势:其本地绿氢冶金成本远低于日本(约7940元/吨)和韩国(约6920元/吨)的本土生产成本。未来,河北有潜力依托港口区位优势,通过向东北亚市场出口绿铁或低碳钢材,将制造成本优势转化为国际市场中的低碳价值溢价。

基于上述分析,报告提出以下主要结论:

1. 河北模式的核心不是资源驱动,而是价值驱动。其优势不在于单一资源禀赋,而在于依托全国最完整、成熟的钢铁产业体系,打通从低碳炼铁到高端产品及终端市场的完整价值链。因此,其核心议题并非单纯解决“如何生产”,而是如何将低碳铁源转化为高品质钢材、绿色供应链与市场机会。氢冶金不仅是炼铁环节的技术替代,更是推动产业升级、产品结构优化与低碳价值创造的关键抓手。

2. 焦炉煤气降低了起步门槛,但绿氢决定长期深度脱碳潜力。河钢张宣科技项目表明,在绿氢尚未成熟的阶段,焦炉煤气等富氢副产资源可以为氢冶金项目提供重要的过渡支撑。然而从长期看,河北氢冶金仍需要沿着“焦炉煤气起步、逐步混入绿氢、提高绿氢比例、最终迈向近零碳生产”的方向演进。只有当绿氢在直接还原过程中的使用比例持续提升,氢冶金才能从相对减排路径走向深度脱碳路径。

3. 未来竞争的不只是氢源成本,而是低碳价值实现能力。在2030年前后,氢冶金路线整体成本仍将高于传统高炉一转炉长流程,其长期可持续性不能仅依赖生产端降本,更需通过产品、市场与贸易端兑现低碳价值。河北可通过DRI/HBI与废钢电炉的互补提高废钢利用质量,支撑汽车、新能源等高品质钢材需求,打造高市场识别度的低碳产品。同时,国际市场可能形成更明确的绿色钢铁需求,成为低碳排放钢和绿铁出口的潜在市场机会和低碳价值实现的重要渠道。

基于上述主要结论,本报告提出以下行动方向建议:

1. 立足既有成熟产业链,推动氢冶金与废钢电炉和高端产品体系协同。未来项目设计应从一开始就纳入完整产业链视角,与废钢掺混、电炉短流程、高品质绿铁供给和高端钢材开发等统筹考虑。通过DRI/HBI与废钢的合理配比、高端产品体系构建、从炼铁到终端客户的协同开发机制,充分释放其战略价值。

2. 以焦炉煤气建立产业化能力,以绿氢支撑长期深度脱碳。河北可利用现有副产氢资源,降低项目早期成本,积累生产经验。但这一过渡路径必须设置清晰边界。焦炉煤气路线应基于既有资源高效利用,新建或改造项目应在气体系统、还原工艺和能源配套上预留绿氢切换条件,并随着成本下降逐步提高绿氢应用比例。

3. 优先建设“钢铁+绿电+绿氢”协同集群,降低系统性成本。河北宜优先在具备钢铁产业基础、绿电资源条件和用氢需求集聚的区域推动集群化布局。张家口、唐山、邯郸等地区可结合自身条件,探索不同类型的钢铁低碳转型集群。具体机制上,可推动区域能源、基础设施与低碳园区等机制协同建设,降低企业投资压力,提高运行效率。

4. 率先建立低碳价值实现机制,培育可持续需求侧市场。低碳排放钢的商业化不仅取决于生产端减排,也取决于下游客户能否识别、采购和使用。建议推动EPD、产品碳足迹核算、低碳排放钢评价和证书等工具应用,提升产品绿色属性的可信度。围绕汽车、家电、装备制造、新能源和建筑等重点行业,探索低碳钢采购试点、需求聚合、长期认购、低碳材料目录和供应链减排合作机制。

5. 提升跨区域和国际协同水平,拓展资源和市场空间。在国内,深化与内蒙古、京津冀及港口地区协同,打通“低成本绿氢输入—低碳钢材制造—港口物流输出”的区域大循环。在国际上,精准把握日韩等东北亚市场等低碳钢和绿铁产品进口需求,提前布局跨境碳足迹核算、低碳排放钢认证、标准互认、贸易合规和港口物流配套,推动河北成为东北亚乃至全球绿色钢铁供应链的关键节点。

落基山研究所常务董事兼北京代表处首席代表李婷表示:“钢铁产业的深度脱碳,不仅需要生产端的持续降本,更需要打通从供给到市场应用的完整价值链条。河北省依托成熟的钢铁产业体系,将低碳冶金、高端产品制造与终端市场需求有效衔接,为传统长流程钢铁集群转型提供了极具代表性的实践案例。落基山研究所希望本报告能够为政策制定者与产业各方提供参考,帮助各方更好理解低碳价值在产业链中的传导机制,推动钢铁产业形成以低碳竞争力和高附加值为核心的高质量发展模式。”氢冶金发展模式系列研究报告回顾:

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