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氢冶金是实现钢铁行业碳中和目标的关键途径之一。在规模上，氢冶金对于钢铁行业的减排潜力有多大？在发展路径上，氢冶金的路线图又应该是什么样的？近期，中国电动汽车百人会氢能委员会主任张真在《碳中和目标下氢冶金减碳经济性研究》中对此做出了预测分析。
1、到2030年考虑碳税成本后，绿氢有望具备与传统焦炭炼铁方式相当的成本优势。
影响氢冶金成本的可变因素主要由氢气成本及碳税成本构成。当与其他冶金方式对比具有成本竞争力时，氢冶金才具有大规模推广的先决条件。
氢气使用成本是制约氢冶金发展最重要的因素。以氢气直接还原铁和长流程高炉炼铁比较，只考虑氢气和焦炭的成本，可得出氢冶金的竞争性成本优势。生产一吨铁需焦炭340千克，生产一吨铁需氢气89千克（以日本钢铁协会估算）。生产一吨铁所需焦炭成本为680元，二氧化碳排放量1.25吨。不考虑碳税情况下，氢气成本为7.65元/千克时，焦炭炼铁和氢炼铁成本才能相当。
以焦炉煤气提纯后的氢气成本15元/千克计算，生产一吨铁成本就为1335元，相应碳税为524元/吨时，两者成本才能持平。当碳税为200元/吨，氢气成本需低于10.45元/千克时，氢冶金才更具有成本优势。预计到2030年，综合考虑碳税成本后，绿氢有望具备与传统焦炭炼铁方式相当的成本优势。
2、预计到2050年，钢铁行业用氢需求将达到980万吨
综合我国钢铁行业政策规划及数据分析，预测到2050年，钢铁需求降低带来的减碳量为35%，废钢利用率提升带来的减碳量为23%，技术带来的能耗提升减碳量为10%，我国还存在减排缺口32%，以现在18亿吨的碳排放量计算，到2050年碳排放缺口为5.76亿吨。碳排放缺口需要采用碳捕集吸收利用方式及氢冶金等手段达成。
根据氢冶金成本变化、技术成熟度及氢资源可用性等因素影响，估算到2050年，30%-35%的碳排放缺口即1.73亿—2.02亿吨二氧化碳减排任务由氢冶金完成。
经计算，得到2050 年氢冶金钢产量为0.96 亿 —1.12亿吨，占全国钢铁行业年生产总量的14%-16%，进一步计算得到2050年基于氢冶金的氢气需求约为852万-980万吨。
根据中国氢能联盟数据，到2050年，国内氢需求将约为9000万吨，氢冶金将成为绿氢最大的应用行业之一。
3、预计到2050年氢冶金产量将达到1.12亿吨
随着绿氢成本下降和碳排放成本上涨，基于绿氢的氢冶金成本竞争力将不断提高。随着碳税价格的提高，氢冶金成本对氢的价格包容度越高。
基于我国碳交易的发展及发达国家实践，预计到2030年，碳税在200-250元/吨。氢冶金在930-993元/吨具有成本优势，由此计算出，氢冶金在氢成本小于10.45-11.15元/千克时，成本优势显现。
图表1 氢冶金技术路线选择与减碳路线图
注：1.与现有高炉技术相比的减碳能力；2.对整个钢铁行业减碳贡献，与2020年相比；3.仅考虑还原剂成本。
以2030年氢成本11.15元/千克、每电解生成1立方米氢气需要4.5千瓦时电、电力成本占总成本的70%推算，电力成本为0.146元/千瓦时，绿氢直接还原铁的成本竞争力开始突显，氢冶金的应用推广价值随之呈现。
来源：氢云链、新浪财经、钢铁老板等
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