中国新一轮氢能推进,或将推动钢铁业迈向清洁生产
氢能已经被中国政府定义为推动国家清洁能源转型的战略资源,意义重大。但要真正把氢能用到钢铁、化工等高碳行业里,眼下面临的难题依然不少:成本高、运输难、应用场景复杂,都是绕不开的坎。
这是来自对话地球的最新观点文章。
现在,新一轮政策正在加速推进氢能生产,尤其是利用可再生能源制取的“绿氢”。政策目标很明确:一方面培育中国氢能产业,另一方面扩大氢能在钢铁等工业领域的应用。
今年3月,中国三个政府部门联合启动了一项新的氢能试点项目。按照方案,中央将对五个城市群给予奖励,前提是这些城市群能够推进并完成相应的氢能发展目标。其中一个重要方向,就是鼓励利用低碳氢能源,推动“钢铁行业转型”。
绿氢被认为是钢铁行业减排的关键要素。传统炼铁高度依赖煤炭或天然气,高炉路线碳排放强度很高。而绿氢可以作为更低碳的还原剂和能源,用于铁矿石加工。不过,无论在中国还是全球范围内,真正实现商业化规模运行的绿氢炼钢项目,目前仍然屈指可数。
这项试点政策,紧接着中国“十五五”规划发布而来。“十五五”是中国2026年至2030年的经济发展蓝图,其中明确把氢能列为新能源和“未来产业”的重点方向。
随着新政策陆续落地,一些官员和业内人士把它视为氢能产业可能迎来“拐点”的信号。《对话地球》采访了多位专家,试图回答一个问题:这轮政策,究竟能在多大程度上推动绿氢进入钢铁行业,并帮助钢铁业脱碳?
中国的新一轮氢能推进
自2022年中国发布首份长期氢能规划,也就是《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》以来,氢能在工业脱碳中的战略地位不断上升。
今年3月出台的新政策,被业内称为2021年氢燃料电池汽车城市群试点的“升级版2.0”。2021年的试点主要聚焦燃料电池汽车推广。过去三年多时间里,入选城市群累计获得了约51亿元人民币,约合7.19亿美元的中央奖励资金。长期以来,中国在大力推动电动汽车发展的同时,也一直通过财政政策支持燃料电池汽车。
而这一次,新政策没有只盯着交通领域。它在保留燃料电池汽车方向的基础上,把氢能应用范围进一步扩展到钢铁与冶金、绿色氨和甲醇、航运、航空等更多工业场景。
过渡亚洲智库中国区负责人 Yixiao Wang在接受采访时表示,对钢铁行业来说,这是一项“非常好的举措”。
她说:“交通运输领域可以用电池,也可以选择其他技术路线。但钢铁和化工行业不一样,它们可选的脱碳路径非常有限。这些行业,才是真正迫切需要绿氢的地方。”
不过,和中国曾经大规模补贴电动汽车相比,氢能这轮政策力度要谨慎得多。2016年至2020年,中国向电动汽车行业投入的补贴超过320亿元人民币,约合50亿美元。而新一轮氢能政策计划在未来四年内投入约80亿元人民币,约合11.7亿美元。每个城市群最高可获得16亿元人民币,约合2.32亿美元。
清洁空气与能源研究中心,也就是CREA的中国钢铁分析师 Xinyi Shen认为,补贴规模相对较小,恰恰反映出氢能本身更复杂。氢能不像电动汽车,应用范围更广,涉及行业更多,也很难用“一刀切”的办法推进。像光伏、电动车那样集中押注、快速扩张,在氢能领域并不现实。
Yixiao Wang 则认为,这次政策采用“奖励”而不是简单的“直接补贴”,有助于避免过去电动汽车补贴中出现过的一些乱象,例如骗补问题。中国工业和信息化部此前审计发现,至少有8.64亿元人民币,约合1.21亿美元的新能源汽车补贴被违规套取。此外,在2023年消费者购车补贴取消后,中国电动汽车销量增速也曾明显放缓。
“那段经历说明,补贴机制怎么设计非常重要。”她认为,这种更精细化的激励方式,在未来四年内相对稳定、可预期,有助于吸引社会资本进入,推动整个氢能产业逐步成形。
不过,上述两人都指出,氢能推广最大的难点依然是成本——太贵了。
按照政策目标,中国希望把氢能终端使用价格,从目前每千克约35至50元人民币,约合5.1至7.3美元,降到2030年的每千克25元左右。在一些可再生能源资源更好的“优势地区”,目标甚至是把价格压到每千克15元左右。
目前,中国绿氢生产成本大约在每千克21至46元之间。但这只是生产端成本。加上运输、储存和终端配送,用户实际拿到手的价格会更高。
Yixiao Wang 表示,每千克25元的氢气,对部分化工产品来说已经具备较强竞争力;但对氢基冶金来说,仍然偏贵。钢铁行业要真正跑通氢基路线,氢气成本最好能降到每千克10至15元。
“从根本上看,这仍然是一项以试点为主导的政策,还不是面向全市场的大规模商业化推广方案。”Yixiao Wang 补充道。她认为,这项政策对监管和过程管理的强调,更符合中国现实情况,也不同于欧美和日本正在采取的路径。
例如,欧洲氢能银行主要通过竞争性拍卖支持可再生能源制氢项目;美国则提供最高每千克3美元的税收抵免,尽管其中部分氢能项目的绿色属性仍存在争议;日本采取的则是差价合约模式,补贴低碳氢和传统燃料之间的价格差。
Xinyi Shen表示:“对于钢铁脱碳来说,这更应该被理解为一项赋能政策,而不是氢基炼钢马上要在全国大规模铺开的信号。”
氢基炼钢的推进还需要时间
氢能在中国钢铁行业的应用,目前仍处于商业化早期阶段。真正运营氢基直接还原铁加电弧炉生产设施的企业,还只有少数几家。
氢基直接还原铁,也就是氢基DRI,再配合电弧炉炼钢,被认为是当前最有希望实现近零排放钢铁生产的技术路线之一。但放眼全球,直接还原铁工艺目前几乎仍然依赖化石燃料。与此同时,中国电弧炉建设和利用率也并不理想。
今天,中国钢铁生产仍然高度依赖以煤炭为燃料的高炉—转炉路线。高炉炼钢占中国钢铁产量近九成,也是钢铁行业排放量高企的主要原因。钢铁行业大约贡献了中国全国碳排放的15%。
目前推进氢基项目的企业,包括全球最大钢铁企业、国有企业中国宝武,以及河钢集团。
2025年底,宝武在广东湛江建成了一条百万吨级氢基直接还原铁—电弧炉生产线。今年1月,宝武又宣布投资119亿元人民币,约合15.4亿美元,启动阳江氢能项目。阳江位于湛江以东约200公里。这个绿氢生产基地还计划配套建设专用管道网络,把阳江与宝武湛江基地等主要终端用户连接起来。
根据2024年的一项研究,在中国,管道是最经济的氢气运输方式之一,尤其适合200公里以上的长距离输送。
河钢集团则在河北张家口运营着中国另一处大规模氢基钢铁生产设施。
不过,Shen指出,宝武目前使用的并不是严格意义上的绿氢,而是来自富氢焦炉煤气的“灰氢”。这也说明,要实现完全绿色的氢基直接还原铁—电弧炉商业化运行,难度依然很大。
她解释说,直接还原铁炼钢的成本大约是传统高炉路线的两倍。而要使用绿色电力,还需要更强的电网接入和电力保障能力,并不是每一家钢厂都具备这样的基础条件。
“多数示范项目靠自己很难实现经济可行。”她说,“但如果没有这些试点项目,未来实现经济可行的可能性会更低。”
在她看来,当前真正缺的是一整套条件的协同:更便宜的绿氢、更稳定且可获得的低成本清洁电力、适合氢基还原的高品位铁矿石或球团、更具经济性的电弧炉体系,以及下游市场对低碳钢铁明确的支付意愿。
近期一项研究发现,如果在生产环节中采用更灵活的策略,例如让生产系统与储能系统协同运行,使钢铁生产能够更好匹配波动性的可再生能源供给,那么氢基直接还原铁—电弧炉钢铁的平准化成本,有望下降6%至10%。据悉,河钢集团正在开发储能项目,以支持相关生产运行。
该研究论文第一作者、清华大学学者 Yuezhang He说:“挑战在于,中国目前绝大部分钢铁仍然是通过高炉—转炉路线生产,而不是直接还原铁—电弧炉路线。所以,如果要让钢铁生产体系适应越来越多的可再生能源并网,本质上几乎是要从零开始重建一套新的生产体系。”
谈到高炉路线的退出,Shen 认为,大规模关停高炉并不容易。
她说:“中国高炉炼钢的成本已经被压得很低。很多老旧高炉之所以还在运行,不只是因为经济账,也因为它们关系到就业和社会稳定。”
因此,她认为更现实的路径,不是马上大规模关停高炉,而是先停止新建高炉,对现有高炉进行低碳化改造;同时优先压减过剩高炉产能,扩大电弧炉炼钢规模,再逐步推进氢基冶金转型。
“产能过剩已经是事实。”她补充说。由于高炉路线和直接还原铁—电弧炉路线都可以使用废钢,一旦高炉产能被削减,废钢资源就会更多流向电弧炉。随着供给收缩带动钢价回归正常,市场回报率提升,再叠加政策支持,氢基直接还原铁—电弧炉路线才可能真正具备商业吸引力。
绿色钢铁的需求缺口依然突出
中国仍然是全球最大的钢铁生产国。2025年,中国粗钢产量约为9.6亿吨。
不过,研究机构伍德麦肯兹估计,中国当前已有超过5000万吨钢铁过剩产能,到2035年,这一数字可能升至2.5亿吨。
虽然总体产量趋于平稳,但受国内房地产和建筑行业持续低迷影响,2025年中国粗钢产量降至七年来低点。与此同时,中国钢铁出口却持续攀升。2024年,中国钢铁出口同比增长22.7%;2025年,出货量又增长7.5%,再创历史新高,占当年总产量的12%。
这股出口潮已经引发超过60个国家采取贸易保护措施。
在出口钢铁中,有一批来自河钢集团张家口基地的氢基钢铁。约1万吨产品被一家意大利客户采购。
Yixiao Wang 认为,这说明绿色钢铁确实存在市场需求。但她也强调:“海外市场可以做先行者,但中国国内市场才是更应该关注的主战场。”
她进一步指出,其他国家和中国一样,往往会因为国家安全、就业和产业保护等因素,优先维护本国钢铁产业。这意味着,中国庞大的钢铁产量,最终仍然需要主要在国内市场消化。
解决问题的关键,是让上游绿色钢铁生产和下游真实需求精准对接。
“不是每一家钢厂都能简单建在氢气管道旁边。”她说,“补贴可以起到一定作用,但不可能永远托举整个产业。如果下游企业和买家没有真正的低碳钢铁需求,那么这部分额外成本最终总要有人承担。”
Shen 也认为,需求端不足是当前主要瓶颈之一,虽然氢气供给本身同样是大挑战。
目前,交通运输领域已经释放出一些绿色钢铁需求信号。例如,宝武与汽车制造商奇瑞达成了相关合作协议。但在 Shen 看来,这更像是一种战略布局和供应链探索,还谈不上形成真正规模化、可以支撑市场出清的需求池。
尽管如此,她仍然认为,中国很可能是氢能未来最重要的市场之一。
原因在于,中国具备可预见的低成本氢能生产潜力,同时在化工、冶金、交通和制造业等领域拥有完整的上下游产业链。换句话说,如果氢能未来真的要从示范走向大规模应用,中国很可能是少数具备完整落地条件的国家之一。
信息来源:dialogue