传统长流程工艺减碳空间逐渐见顶，短流程和氢冶金经济性面临挑战

文｜张俏曼

编辑｜韩舒淋

作为工业降碳与能源转型的重点领域，钢铁行业正站在降碳的十字路口。

中国钢铁行业年产粗钢约10亿吨，占全球一半以上，碳排放量约占全国总量的15%，降碳压力巨大。

2026年，钢铁行业面临的三大控碳约束同时生效：欧盟碳边境调节机制（CBAM）正式实施；中国碳市场迎来首个钢铁履约年；“十五五”碳排双控趋严。三者之中，国内碳市场目前实际影响有限，真正的配额收紧预计要到2028年，CBAM对部分出口企业影响明显，但对行业整体影响有限，碳排双控和用能指标是当前国内钢铁减排最明显的约束力量。

2026年5月29日，中国钢铁工业协会与中国可再生能源学会综合系统专业委员会在江苏溧阳主办“钢铁行业能源转型研讨会暨产业融合之旅——跨界合作聚新能，破局转型向零碳”交流活动，钢铁产业链上下游企业围绕钢铁降碳，分享了各自的进展和成果。

降碳路径方面，节能改造已逼近瓶颈。长流程钢企贡献了钢铁行业主要的碳排放，主要来自作为热源和还原剂的煤炭的燃烧和还原反应，未来需要通过流程革新进一步减碳。电力相关碳排放中，长流程钢企大多通过余热发电建有高比例的自备电厂，外购电力有限，外购电力通过采购绿电绿证降低间接排放。

远期来看，电炉炼钢和氢冶金是大幅降低钢铁行业碳排放的可行方案。受限于废钢资源不足和电力成本劣势，电炉钢产量占比长期徘徊在10%左右。氢冶金被视作终极路径，但绿氢冶金成本高企，目前还停留在示范阶段。

价值链减碳方面，物流运输电动化已经具备经济性驱动力，电动重卡吨公里成本不到柴油车的一半，钢铁厂短途、固定线路的运输场景与电动重卡技术特性高度契合，电动化正在加速。

钢铁行业深度脱碳不缺技术路径，缺的是经济性。

对钢铁行业而言，进一步减碳的挑战在于，当传统流程节能减排的空间到顶之后，通过工艺革新进行深度脱碳所需的高昂成本如何分担？尤其是在产能供大于需、全行业利润下降的大环境下，深度脱碳的成本更需要有效传导。这个问题的答案，决定着中国钢铁行业碳中和的最终进度和成色。

▌核心动力来自碳双控

2026年，钢铁行业碳排放逐渐开始面临实际成本压力。当前，钢铁行业降碳的驱动力主要有三：CBAM的外部倒逼、全国碳市场的履约压力，以及能耗双控的行政刚性约束。

首先是欧盟CBAM的外部压力。2026年，CBAM进入正式实施阶段，尽管该机制对中国钢铁行业宏观影响有限，但对于出口欧洲的钢铁企业而言，碳排放正从“信息披露事项”变为直接影响利润的现实成本。

中国社会科学院工业经济研究所能源经济研究室研究员朱彤在发言中指出，2025年，中国钢材出口量1.19亿吨，出口约占中国粗钢产量的12%-14%，但前十大钢铁出口目的国中没有一个欧盟国家。2025年前11个月，中国钢材出口欧盟为447万吨，占同期中国钢材总出口仅约4.1%。

但对于直接向欧盟出口钢材，以及给欧洲汽车、机械、家电、能源和装备企业供货的钢企，影响正切实发生。北京建龙重工集团物流部副部长李亚菲对《零碳时代》透露，欧洲客户已开始要求查验产品碳足迹，火电为主的高碳钢材出口价值将被压低。

其次是全国碳市场的履约压力。2026年是钢铁行业纳入全国碳市场后的首个履约年，共有232家钢铁企业被囊括在内，其直接碳排放占钢铁行业总排放量的90%以上。

但碳市场目前对企业的实际影响有限。业内人士认为，2026年作为履约起步年，企业的履约成本不会太高，减排成效好的企业可以将其转化为收益，但目前还未形成大规模倒逼效应。真正的配额收紧预计要到2028年才开始，伴随市场成熟，碳价或将长期看涨。

当前真正对一线钢铁企业降碳决策起决定性作用的，是地方能耗、碳排双控的刚性约束。这也是钢铁企业感受最直接、影响最深刻的驱动力。

朱彤在分析钢铁行业转型压力来源时指出，钢铁降碳最直接的压力来自地方政府面临的能耗总量控制指标，尤其是化石能源消费上限。碳市场和CBAM目前对企业影响有限，无论是收益还是负担都属渐进机制。

“十五五”规划纲要提出单位GDP（国内生产总值）二氧化碳排放累计降低17%，并将钢铁行业明确列为降碳重点领域，对新建和改扩建“两高”工业项目实施碳排放等量或减量置换。2026年5月出台的新版《钢铁行业产能置换实施办法》将置换比例提高到1.5∶1。这意味着，新建1吨产能必须先关停1.5吨旧产能，两年过渡期后不能再买指标扩产，从源头上确保总产能“只减不增”。

宁波钢铁能源环保部主任工程师张攀对《零碳时代》表示，“我们核心压力就是政府的双碳指标。”实际操作中，当地政府对碳排放的核查机制极其严格，第三方机构会核查月度碳报表。为落实区域碳排放总量管控，地方会根据区域碳排平衡形势实施有序生产调控。

综合来看，三大驱动力的作用机制有本质区别：CBAM是贸易端的选择性压力，仅作用于对欧盟出口企业；碳市场是制度端的渐进式压力，目前仍处起步阶段；而碳双控是行政端的刚性压力，可以倒逼企业控产或改造，是当前最硬的约束力量。

▌节能改造逼近瓶颈

中国钢铁行业的传统工艺是长流程炼钢的“高炉-转炉”工艺，即先在高炉中炼铁，由焦炭和铁矿石反应形成铁水，再在转炉中炼钢。其中，煤炭扮演着还原剂和主要热源的双重角色，反应产生大量直接碳排放，这一长流程炼钢在粗钢总产量中的占比约为90%。根据2023年全国钢铁行业经核查排放量，长流程钢铁企业二氧化碳排放量共计17.7亿吨，占全部钢铁生产企业约97%。

这种以化石能源为基底的“碳冶金”体系，决定了当前主要降碳方向有二：一是短期尽量提高现有流程效率，降低单位产出的碳排放；二是长期“脱煤”，即通过颠覆式的工艺革新，将“碳冶金”变成“电冶金”或“氢冶金”工艺。工艺革新当前面临成本压力，需要更严格的控排或支持政策才能有竞争力替代煤炭的热源和还原剂角色，也需要能源转型配合。

钢铁是典型重资产行业，高炉作为长周期资产，正常寿命往往长达20年，而中国钢铁工业在2000年后才开始进入高速发展期，提前关停高炉从经济性上考虑不可行，“高炉-转炉”长流程仍在可预见的未来占据主导地位，而其节能改造的减排空间正在逼近瓶颈。

从2022年开始，中国钢铁行业就开展了极致能效标杆示范三年行动。中国钢铁工业协会党委副书记姜维在致辞中指出，截至2025年底，钢铁行业超低排放改造工程累计投入超3700亿元，80%以上的粗钢产能全面实现超低排放。143家钢铁企业高炉转炉能耗比2023年分别下降了2.5%和12.2%。这两个工序两年累计节能达到1320万吨标准煤，减少二氧化碳排放3400万吨。

2026年6月，五部门联合发布《关于开展重点行业节能降碳改造攻坚三年行动的通知》（发改环资〔2026〕698号），要求钢铁等重点行业到2028年底能效标杆水平产能比例平均提高20个百分点，能效基准以下产能基本清零。

朱彤表示，对“高炉-转炉”进行节能降碳改造，是当前最现实、最具规模化可行性的路径，短中期减排效果明显，但无法真正做到深度脱碳，且这一方式目前已经逼近瓶颈。

宁波钢铁的内部节能减排空间深度挖掘中，张攀表示，极致能效已达边界，电机变频、鼓风机汽改电改造、脱硫脱硝系统升级等节能措施已全面铺开，进一步挖潜难度极大。

▌工艺革新面临竞争力挑战

国家能源局新能源和可再生能源司原副司长、中国产业发展促进会副会长史立山对《零碳时代》总结，钢铁行业是高能耗、高排放领域，能源消费占总能源消费的10%以上，而且以煤炭消费为主，二氧化碳排放量占到总排放量的15%以上。当前钢铁生产仍高度依赖焦炭炼铁工艺，排碳主要集中在高炉环节，且自备电厂普遍导致外部电网调节参与度低。行业需从根本上重构以化石能源为基础的现有工艺体系，转向基于绿色电力或绿电转燃料（如氢、氨）的新流程，这是实现能源消费革命的重要组成部分。

目前被行业广泛讨论的降碳路线主要有两条：短流程炼钢和氢冶金。

短流程炼钢以废钢为主要原料，用电弧炉替代高炉+转炉，砍掉了焦化、烧结、高炉三大高排放工序。从技术上讲，这条路线已经非常成熟：全球电炉钢占比约为28.6%，而中国电炉钢产量占粗钢总量的占比长期徘徊在10%左右。

2022年，工业和信息化部发布的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》（下称《指导意见》）明确提出，力争到2025年，工艺结构明显优化，电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至15%以上，至今尚未达成目标。

制约因素首先是废钢资源不足。国内废钢年均产出约为2.6亿吨，而进口废钢受政策制约，年均不到50万吨，距离“废钢足够支撑大规模电炉炼钢”还有相当距离。

其次是成本劣势。金虹钢铁有年产能100万吨的电炉炼钢产线，金虹钢铁总经理王广瑞介绍，电炉炼钢企业在生产环节中电力成本占比最高。电炉钢全流程（炼钢、轧钢及辅助环节）生产一吨钢平均用电约550千瓦时-600千瓦时，其中单纯炼钢约350千瓦时。在电价没有显著优势的情况下，电炉钢的生产成本远高于长流程。

更关键的问题在于，短流程的碳优势在当前政策环境下尚未充分体现。王广瑞指出，虽然电炉钢吨钢碳排放远低于长流程，但由于碳排放量较小，政策逻辑是抓大放小，全国碳市场目前对电炉钢企业暂不纳入配额管理，因此电炉钢的低碳环保优势目前还转化不成生产成本优势。

因此，短流程的大规模推广，只有在碳价足够高、废钢供应足够充足、配套的绿电成本足够低，经济性得以突显时，电炉钢的高占比才会成为可能。

氢冶金炼钢被不少专家认为是钢铁行业碳中和的终极路径，即用氢气替代焦炭作为还原剂，反应产物从CO2变为H2O，相比高炉炼铁，理论上可实现50%-90%的深度减排。

氢冶金可以大幅减少冶炼过程中的碳排放，但要实现全生命周期的减排，还需要氢的来源也是绿氢而非灰氢，通过风光等可再生能源电解水制得，可以实现近乎零排放。

绿氢冶金的规模化推广面临一个硬约束：绿氢成本太高，因此在业内的探索还仅限于示范阶段。

南京钢铁集团副总裁朱平指出，氢冶金技术已经日渐成熟，规模化推广的主要障碍不在于技术本身，而在于成本。有专家测算认为，用灰氢还原铁，成本需约增加1000元。绿氢则超过1600元。而一吨钢材售价4000多元，成本将增加至少30%，下游客户大多数不愿意承担这部分绿色的溢价。

朱平呼吁，工艺变革要实现，一是成本增加导致的竞争力差异问题必须解决，增加的碳成本需要全行业同步承担，这需要政策进一步发力；二是必须有绿色能源支撑，用非清洁电力做低碳转型，是“换汤不换药”。

他表示，中国钢铁行业在环保超低排放改造中，已经验证了全国统一标准、同步推进的有效性。环保超低排放使得每吨钢增加100元-200元成本，由于全行业同步面临这一约束，国内企业之间的相对竞争力并未受到影响。所以在碳减排进程中，也需要政策支持。需要统一步骤，所有企业都要同步减排。才能保证市场竞争的公平性。

综合来看，钢铁行业降碳的三条路径中，现有流程通过提效来减排的空间逐步进入极限，电炉钢和氢冶金两条路线则各有瓶颈——前者受制于废钢资源和电力成本，后者受制于绿氢经济性，要兼顾行业发展和更彻底的减排目标，需要后续政策的助力。

▌电力减碳路径

由于长流程是主流技术路线，煤炭无疑是当前中国钢铁行业最重要的能源消费来源，但即便对长流程炼钢，电力消耗也约占其总能耗的10%左右。短流程炼钢，电力更是主要的能源消费形式。

据绿色和平发布的《中国钢铁行业绿电消费的进程、挑战与建议》报告，中国钢铁行业用电量超过4000亿千瓦时，预计到2030年超过4400亿千瓦时。长流程炼钢吨钢电耗约200千瓦时-400千瓦时，其中转炉和轧制环节电力消费占比较高，未来在鼓风、加热装置还有电动化潜力；短流程吨钢电耗约500千瓦时，占总能耗20%-70%，主要集中在电炉炼钢和轧制环节。

因此，电力来源的低碳化，也是钢铁减碳的重要方向。

对长流程炼钢企业，利用副产煤气、余热余压发电的技术已经比较成熟，钢铁企业自备电厂比例普遍较高，外购电量占比不大。钢铁企业也普遍通过分布式新能源、绿电、绿证交易来降低电力相关碳排放。

宁波钢铁的情况颇具代表性。张攀介绍，宁波钢铁年用电量17亿千瓦时，其中自发电约占65%，三余自备发电机几乎为零排放，占节能降碳大头；屋顶和车棚光伏等分布式项目发电量仅占全厂用电的较小部分。此外，企业持续合规采购国家核证自愿减排量、绿色电力证书，优化电力消费碳排放核算，降低厂区用电碳足迹。

作为用电大户，利用市场电价机制，宁波钢铁还配套了储能实现套利。张攀介绍，宁钢50MW（兆瓦）/100MWh（兆瓦时）的储能项目作为浙江省内最大的用户侧电化学储能项目，采用宁德时代电化学储能舱，于2024年8月并网，以“两充两放”的峰谷套利为主要收益模式。该项目已平稳运行21个月，累计放电1.08亿千瓦时，项目累计总收益为6744万元。张攀还表示，钢铁轧钢工序存在短时、分钟级大幅负荷波动特性，易对区域配网运行稳定造成冲击，配套储能装置可快速平抑用电峰谷波动，具备优质的电网负荷调节、需求侧响应能力。

业内人士表示，从中长期来看，随着绿电直连政策逐步放开，源网荷储一体化成为钢铁企业标准动作，分布式光伏和风电实现大规模配置，储能将成为消纳波动、提高绿电比例的重要配套。再进一步，储能或将从单一设备进化为工业微电网的核心节点，与电动重卡换电、新能源机车等形成协同，成为钢厂能碳管控平台的关键支撑。

短流程钢企方面，电力成本是影响竞争力的关键因素。绿电+储能不仅有利于减碳减排，也降低了电力成本。王广瑞向《零碳时代》表示，作为电炉钢企业，金虹钢铁的电力成本占比远高于长流程钢企，因此更有动力布局绿色微电网。通过自建100MW光伏、300MWh储能及余热余能发电，2025年金虹钢铁新能源电力综合利用占比已达60%，今年预计可达70%。其中，光伏发电一年已达1.03亿千瓦时。降本效果显著：综合用电成本从2023年的0.59元/千瓦时降至0.30元/千瓦时，核心策略是利用储能消纳谷电、余热余能发电、光伏自发自用。

中国已经开始对钢铁行业提出绿色电力消费比例需求，2025年7月，国家发展改革委，国家能源局发布《关于2025年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知》，在原来的电解铝基础上，增设钢铁、水泥、多晶硅和数据中心的约束性绿色电力消费比例指标要求。其中钢铁行业根据各省电力结构不同，消费比例要求从28.1%到70%不等，大部分省份要求在30%至50%之间。

▌经济性驱动的物流电动化

不同于仍在探索中的工艺降碳，中国钢铁企业的物流运输电动化是当前最具确定性的降碳环节，经济性已成为其推进物流电动化的第一驱动力。

建龙集团物流部副部长李亚菲提供了一个关键的成本对比数据：当前柴油车吨公里成本约为2.8元，氢能源综合成本为3.15元/吨公里，LNG（液化天然气）为2.09元/吨公里，而电动重卡经测试仅为1.29元/吨公里。即使考虑购置端税收优惠有所退坡，综合考虑能源、人工、折旧等全部成本后，运营端的低能耗成本也构成核心优势。

新能源重卡市场的爆发式增长，与钢铁行业的物流电动化需求形成了共振。

建龙集团已将物流列为五大产业之一。李亚菲表示：“建龙之所以重视物流，是因为我们年运量1.6亿吨，运费153亿元，其中公路运量8800万吨，运费约65亿元。通过量化数据，建龙物流必须推行物流电动化。”

从行业角度看，钢铁行业也被认为是电动重卡“场景先行”最具代表性的领域之一。钢铁厂的运输场景具有高频次、短途、固定线路的特点，与电动重卡当前的技术特性高度契合——单次续航100公里-300公里，正好覆盖钢厂内部倒短和周边短途运输。

从更广泛的干线运输场景来看，换电模式也是一大重要趋势。李亚菲表示，物流的核心要素是成本和效率。在长距离干线运输中，充电耗时过长会严重拉低车辆周转率。以超1000公里干线为例，若采用充电模式需补能5次，往返共10次，每次40分钟，累计耗时达400分钟；而换电单次仅需5分钟-10分钟，显著提升运输效率。考虑到车辆周转率直接影响车辆折旧、人工等固定成本摊销，两天一趟能比三天一趟带来更优的综合成本。

但中国钢铁行业的物流电动化想要进一步铺开，还将面临其他现实难题，如充换电站投资高、布局散，拿地难、拿电难；单站缺乏增值服务导致收益率偏低；需打通从短途向长途全面辐射的技术与网络等，还需要产业链上下游共同发力。