近期闭幕的《联合国气候变化框架公约》第三十次缔约方会议（COP30），让全球绿色低碳转型的共识与紧迫性进一步凸显。全球钢铁行业碳排放占比达6%~8%，其中高炉炼铁工序是主要排放源。不少观点认为，要想实现钢铁行业的深度减碳，关键便在于用低碳还原剂替代传统化石燃料。在这一背景下，尽管在储运与能量密度上仍面临挑战，但氢正得到越来越多的重视。 　　然而，全球钢铁业能否真正发挥氢能的潜力，在低碳转型进程中实现“氢”尽所能？米德雷克斯（Midrex）近期发布了一份报告，系统梳理了氢在钢铁行业转型中的角色，从氢的类型与制取成本，到其在炼铁工艺中替代碳基还原剂的可行路径，再到大规模应用所面临的技术与产业链挑战，吸引了不少关注。该报告指出，氢基直接还原炼铁已成为最具前景的发展方向，而其产业化速度最终取决于绿氢能否以足够规模、具有竞争力的成本稳定供应，并成功跨越技术集成、设施配套与市场协同等多重障碍。 　　成本壁垒有待突破 　　按照生产方式的不同，氢有着自己的“彩虹色谱”，包括绿氢、蓝氢、灰氢、黑\棕氢、粉氢、绿松石氢、黄氢、白氢。绿氢是实现低碳排放炼钢最理想的氢气。米德雷克斯介绍，虽然目前有不少可选择的绿氢生产方式，但是工业和发电领域对绿氢的巨大需求，仍将带来较大的技术和商业挑战，并需要政府或私营部门的大规模资金支持。当前，粉氢在市场中属于“小众产品”，但长期看具有发展潜力。白氢，也可以叫天然氢，正受到日益增长的关注和重视。米德雷克斯在报告中介绍，在2023年全球已有40家公司勘探天然氢矿床，而2020年时仅有10家。天然氢相较于可再生能源或化石燃料制氢具有显著成本优势。目前，灰氢平均成本低于2美元/千克，绿氢成本约为其3倍，而白氢的提取和提纯成本可控制在约1美元/千克。 　　米德雷克斯在报告中测算，全球“低碳排放氢”产能预计从2021年的70万吨/年大幅增长至2030年的约2400万吨/年。这一增长依赖于电解槽技术的快速进步与廉价可再生电力的充足供应。以澳大利亚为例，其目标是在2030年实现50吉瓦的电解槽装机容量，相当于该国全国居民用电总量。当前，欧洲、大洋洲及拉丁美洲等地区正在建设更大规模的电解槽项目，预计到2030年单个项目规模可超过1吉瓦。然而，实现这些目标需要巨额资金支持，并面临可再生能源间歇性供应、电网扩容等挑战。 　　报告指出，绿氢成本是决定其竞争力的关键，目前估算范围4美元/千克~9美元/千克，远高于传统蒸汽重整制氢约1美元/千克的成本。在成本构成中，电力费用占比最高。根据米德雷克斯的测算，生产每千克氢需50千瓦时~55千瓦时的电力，按0.06美元/千瓦时计算，仅电费就达约3美元/千克。绿电成本通常在0.08美元/千瓦时~0.12美元/千瓦时，且在电网薄弱地区更高。同时，电解槽设备本身成本高昂，目前为1400美元/千瓦~1800美元/千瓦，但预计到2030年有望下降70%至约400美元/千瓦。未来成本下降依赖于电解效率提升，可再生能源电价持续降低和关键金属如铂、稀土供应链的稳定。 　　蓝氢则与碳捕集、利用与存储（CCUS）技术紧密绑定。米德雷克斯在报告中预计，到2030年，欧洲及北美地区通过该路径的氢产量可达每年300万吨。其商业化前景取决于CCUS技术成本能否大幅下降。目前，这一技术成本在15美元/吨二氧化碳~120美元/吨二氧化碳，且每捕集1吨二氧化碳需消耗约1吨蒸汽，并面临地质封存条件、管道基础设施等限制。 　　报告指出，目前氢能的大规模应用还面临储存与调峰的难题。无论是电力还是氢气本身的储存，目前成本均很高且缺乏工业级解决方案。尽管挑战重重，但在钢铁等高排放行业，结合绿氢与CCUS的技术路线，仍被视为欧盟、北美等发达地区实现2050年深度降碳目标的最可行路径。而“氢能经济”的成形将最终取决于技术突破、成本下降与系统性基础设施投资的同步推进。 　　根据国际能源署公布的数据，绿氢在2030年后才可能达到工业规模。目前全球专用氢能生产中仅有不到0.1%来自水电解制氢。在此过渡期，蓝氢成为了众多企业积极探索的替代方案。然而，主要挑战仍在于实现规模化制氢以满足预计需求，这不仅是钢铁行业要面对的，也包括其他行业领域。根据国际能源署的可持续发展情景预测，到2050年全球氢能需求将增至2.87亿吨/年，较2020年增长超过400%；2030年之后，氢能需求将大幅增长。然而，当绿氢可供使用时，哪些行业能优先获得供应？这一点至今仍未明确。米德雷克斯认为，这可能最终简化为价格与可负担性的考量标准。目前的趋势正转向优先保障工业领域使用，而非交通运输等其他更能承受氢能成本的行业。尽管如此，全球氢能生产正迅速发展，众多项目正在推进以生产各类氢。米德雷克斯在报告中预计，2030年后绿氢产量将急剧增长，到2050年将成为主导。与此同时，蓝氢产量也将增长，而灰氢和棕氢将在2030年后逐步减少。