碳政策下的钢铁结构性投资机会.pdf

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 钢铁 碳政策下的钢铁结构性投资机会 华泰研究 钢铁 增持 (维持 ) 研究员 邱瀚萱 SAC No. S0570518050004 SFC No. BPN270 联系人 龚润华 SAC No. S0570119090058 SFC No. BQQ813 行业 走势图 资料 来源： 华泰 研究 ， Wind 重点推荐 股票名称 股票代码 目标价 (当地币种 ) 投资评级 中信特钢 000708 CH 39.28 买入 新兴铸管 000778 CH 4.45 增持 南钢股份 600282 CH 3.98 买入 资料来源：华泰研究预测 2021 年 3 月 19 日 中国内地 深度研究 钢铁碳减排任重道远，关注结构性投资机会 20 年 12 月及 21 年 1、 3 月工信部三次提出钢铁行业碳减排、压减 21 年产 量，钢铁行业碳中和概念关注度提升，我们认为钢铁产量压减是碳减排的充 分非必要条件。 碳减排推升行业成本上行，长期供给曲线将向上移动，对价 格、钢铁产量分别产生正面、负面影响。我们认为行业后期会产生结构性的 变化及投资机会：短流程占比缓慢提高，短流程产量可能增加并利好石墨电 极需求；南方钢厂产量占比将提高，前期碳减排较多的钢厂后期更多受益于 价格上行；工信部提及降低单位用钢强度，利好钢结构用钢、汽车用高强钢、 不锈钢、高性能特钢等 ， 推荐中信特钢 等 。 我们认为碳减排可能推动长期供给曲线上移 我们基于钢铁行业 2025 年较 2020 年碳减排 30%的假设，考虑技术进步， 测算行业整体投资额将达 1.55 万亿，吨钢 成本 1461 元 /吨，按 12 年折旧后 吨钢成本上行 122 元 /吨。受此影响，长期看供给曲线上移，将对产量和价 格分别产生负面、正面影响。 长期看钢铁生产工艺将从长流程转向短流程 钢铁生产侧的减排分为减源、增汇，长流程减排主要在高炉环节，短流程减 排依靠清洁电力，如果全部使用 零碳电力，短流程碳排放 可 降至零 。 19 年 中国短流程产量占比仅 10%，吨钢碳排放可降至 1 吨以下，低于长流程的 2.64 吨。工信部在 20 年 12 月发布的 关于推动钢铁工业高质量发展的指 导意见（征求意见稿） 中提及 25 年短流程占比提升至 15%以上，力争达 到 20%。短流程占比提升，产量或提升，可能对石墨电极需求有提振作用。 南方钢厂及前期碳减排较好的钢厂有望受益 我国碳排放交易市场正处于发展阶段， 北方碳价格更高，目前与南方价差达 到 60 元 /吨 以上 ，钢铁行业或 进入全国碳交易市场的第二梯队 。由于南方碳 价格更低，南方钢厂扩产将更加容易、或将受益，以及前期碳减排较多的钢 厂也将在产量、利润上或有相对优势。 参考 2020 年底广东发布的 广东省 2020 年度碳排放配额分配实施方案 ，钢厂主要控制总排放。从广东的碳排 放额度分配方案看，我们推测后期钢厂可交易碳排放额与实际产量挂钩，主 要通过降低单位钢材碳排放获得。 钢结构、高强钢、不锈钢及特钢需求有望增加 21 年 3 月 1 日，工信部提到要提高产品标准和性能，使总量不变情况下， 单位用钢量进一步降低。我们认为钢铁的碳减排中存在部分结构性的机会， 比如钢结构住宅替代混凝土钢筋住宅， 加强特钢使用强度， 高强钢替代强度 一般的钢材，不锈钢替代普碳钢，不仅降低生产流程中的碳排放，也将降低 产品全生命周期的碳排放。 风 险提示： 国际环境发生变化 ， 政策落地进度不及 预期 ， 相关技术研发、应 用滞后或存在难度 。 (2) 15 32 48 65 Mar-20 Jul-20 Nov-20 Mar-21 (%) 钢铁 沪深 300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 钢铁 正文目录 工信部正在制定钢铁行业碳减排政策 . 3 预计 2030 年碳达峰、 2060 年碳中和 . 3 工信部提出压产量、产能实现碳达峰 . 3 主要碳排放行业碳达峰时间点或提前 . 3 电力和冶金业是国内碳排放大户 . 3 主力电厂预期 2025 年实现碳达峰 . 4 钢铁或需要在 2025 年之前碳达峰 . 4 长期看钢铁生产工艺将从长流程转向短流程 . 6 降低吨钢碳排放量是碳减排的主要路径 . 6 现阶段长流程碳排放较短流程高 . 6 短流程取代长流程的难点与前景 . 7 不同流程碳减排的主要技术手段 . 8 压减钢产量是碳减排的充分非必要条件 . 9 钢铁需求、产量系外生变量 . 9 小高炉并不代表碳排放更高 . 10 部分行业问题亟待时间解决 . 11 碳达峰下，钢铁供给曲线将会向上移动 . 13 钢铁紧随电力、水泥进入全国碳交易市场 . 13 从广东政策看，钢铁碳排放主要控总排放 . 13 钢铁行业若减排 30%，投资额或达 1.55 万亿 . 14 碳减排或推高生产成本 122 元 /吨 . 14 历史碳交易价格存在南北差异 . 16 关注高强钢、不锈钢及特钢等投资机会 . 18 钢铁从长流程逐渐向短流程过渡 . 18 预计钢铁产量将向南方钢厂转移 . 19 节能减排是目标，用钢强度下降 . 19 建筑：钢结构及不锈钢更普及 . 20 制造业：可关注高性能特殊钢 . 21 消费：将利好高强钢和不锈钢 . 21 重点推荐标的 . 22 中信特钢（ 000708 CH，买入，目标价： 39.28 元） . 22 新兴铸管（ 000708 CH，增持，目标价： 4.45 元） . 22 南钢股份 （ 000708 CH，买入，目标价： 3.98 元） . 22 风险提示 . 23 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 钢铁 工信部 正在制定 钢铁行业碳减排政策 预计 2030 年碳达峰、 2060 年碳中和 碳达峰，指在 某一个时点，二氧化碳排放不再增长，达到峰值之后逐步回落。碳中和，是 指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树 造 林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“净 零排放 ” 。 2020 年 9 月 22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国将 提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳的碳排放力争于 2030 年前 达到峰值，努力争取到 2060 年前实现“碳中和”。 “碳达峰”是基础前提，“碳中和”是最 终目标 ； 目前，碳达峰、碳中和的阶段性目标和路线图还在制定阶段。 工信部提出压产量、产能实现碳达峰 2020 年 12 月 28 日 ， 工信部部长肖亚庆在 2021 年全国工业和信息化工作会议上强调，将 围绕碳达峰、碳中和目标节点，实施工业低碳行动和绿色制造工程。钢铁行业 （冶金与加 工） 作为能源消耗高密集型行业，是制造业 的 31 个门类中碳排放量最大行业，在 2030 年 “碳达峰”和 2060 年“碳中和”的目标约束下，钢铁行业将面临绕不开的挑战，必须从现 在开始付诸行动。从 21 年开始，要进一步加大工作力度，坚决压缩粗钢产量，确保粗钢产 量同比下降。工信部 在会议上同时提及 将发布新版钢铁产能置换实施办法，完善产能信息 预警发布机制。 2021 年 1 月 26 日，在国务院召开的新闻发布会上，工信部发言人提出 钢铁产量压减是落 实我国碳达峰、碳中和目标任务的重要举措 ， 具体将从严禁新增产能、完善相关政策措施， 推进行业兼并重组以及坚决压减钢铁产量四个方面执行，并明确要确保 2021 年全面实现钢 铁产量同比下降。 2021 年 3 月 1 日，工信部新闻发布会上， 针对 21 年压减粗钢产量和需求增长的矛盾问题， 工信部部 长肖亚庆答复称 ， 需求增长现实存在，而钢铁产量减产主要是从节能减排角度出 发，冶炼能力要大幅压缩，而具体规划正在由工信部及相关部委制定当中。另外，肖部长 提出提高产品标准和性能，使总量不变情况下，单位用钢量进一步降低；同时，也提出目 前的现实问题，包括钢铁行业分散度较高，原料、能源等对外依存度较高等。 主要碳排放行业碳达峰时间点或提前 电力 和冶金业是国内 碳排放 大户 从 2017 年数据看，电力、冶金是国内碳排放大户。 据 中国碳排放数据库 ， 2017 年中国碳 排放总量为 93.4 亿吨 CO2， 按行业看， 电力占比最大，达到 44.37%；冶金与加工占比次 之为 17.96%， 其中 钢铁 占比最大 ，另外电力中有 9%用于钢铁行业（ 2018 年，最新） ；再 次为水泥、玻璃等非金属矿加工业占比为 12.53%。以上三个行业碳排放占比达到了 74.86%。 图表 1： 中国 2017 年各行业碳排放占比 图表 2： 美国 2019 年各行业碳排放占比 资料来源 ： 中国碳排放数据库， 华泰研究 资料来源 ： 美国环保总局官网， 华泰研究 电力 44% 冶金与加工 18% 水泥、玻璃等 13% 交通运输 8% 化工 制品 3% 农林牧渔 1% 石油炼化 1% 采矿业 1% 其他 11% 电力 25% 工业生产 23% 农业 10% 交通运输 29% 商业 7% 其他 6% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 4 钢铁 与中国不 同 ，美国交通运输碳排放占比接近 1/3。 据美国环保总局， 美国的碳排放构成中 （ 2019 年） ，交通运输占比最高达到 29%，超过电力的 25%和工业生产的 23%。 主力电厂预期 2025 年实现 碳达峰 电力行业系国内碳排放第一大户， 2017 年碳排放占比达到 44%。据中国长期低碳发展战 略与转型路径研究 报告 ，电力行业碳减排难度较小、成本较低，可通过 终端电气化、提高 风光等可再生能源占比、部署核电、煤电 CCS、生物质 CCS、需求侧响应 等方式实现减排。 因此， 电力行业是 此次碳减排的排头兵，部分主力电厂如大唐集团、华电集团、华能集团 已宣布碳减排目标，计划 2025 年前实现碳达峰。 图表 3： 主要发电企业、电网公司 碳减排目标 发电及电网公司 目标 国家电投集团 第一家宣布碳达峰时间表的电力央企，初步测算到 2023 年实现“碳达峰” 大唐集团 2025 年非化石能源装机超过 50%，提前 5 年实现“碳达峰” 华电集团 有望 2025 年实现碳排放达峰 华能集团 到 2025 年，集团要进入世界一流能源企业行列，发电装机达到 3 亿千瓦左右，新增新能源装机 8000 万千瓦以 上，确保清洁能源装机占比 50%以上，碳排放强度较“十三五”下降 20%，到 2035 年，进入世界一流能源企 业前列，发电装机突破 5 亿千瓦，清洁能源装机占比 75%以上 国家电网 到 2025、 2035 年，非化石能源占一 次能源消费比重达 20%、 25%左右，电能占终端能源消费比重达 30%、 35% 以上，加快终端电能替代与电力清洁化，到 2025 年，输送清洁能源占比达到 50%，初步建成国际领先的能源 互联网 资料来源 ： 公司 官网， 华泰 研究 钢铁 或 需要 在 2025 年 之前 碳达峰 国内钢铁行业碳减排研究和国企碳减排实践起步早。 国内 钢铁厂从本世纪初开始 实践 钢铁 低碳生产技术，这些技术在原理上主要包括三大 类： 提高能量利用效率 、提高副产品利用 效率 、 新近的突破性冶炼技术。 据 冶金规划院 ， 新近突破的冶炼技术较多，如中晋太行 -中国石油大学 -中石化联合建设的焦 炉煤气直接还原铁项目、宝武 -清华大学 -中核集团联合开展的核能制氢与氢能炼钢项目、河 钢集团富氧气体直接还原铁项目等，这些突破性项目大多已通过 研发 阶段，部分已建成示 范项目并成功运行。 图表 4： 中国钢企碳减排实践 减排类型 企业 减排技术 提高能量利用效率 鞍钢鲅鱼圈 高炉喷吹焦炉煤气 山钢莱钢 氧气高炉炼铁基础研究 八一钢铁 富氧冶铁 提高副产品利用效率 达钢 焦炉煤气制甲醇 首钢京唐 转炉煤气制燃料乙醇 山钢日钢、达钢、建龙 焦炉煤气制天然气 石横特钢 转炉煤气制甲酸 山西晋南 转炉煤气制乙二醇 沙钢、马钢 转底炉处理固废生产金属化球团 首钢、莱钢 钢铁尾气制乙醇（可研阶段） 突破性冶炼技术 中晋太行 焦炉煤气竖炉直接还原铁 宝武集团 核能制氢与氢能炼钢（中试阶段） 河钢集团 富氢气体直接还原铁（拟投产） 酒钢集团 煤基氢冶金（中试阶段） 日照钢铁 氢冶金及高端钢材制造（已启动） 宝钢湛江 钢铁工业 CCUS（碳捕获、利用与封存） （投建） 资料来源： 冶金规划院， 华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 5 钢铁 推测国内钢铁行业碳达峰时间点或在 2025 年前。 据 ICCSD（ 清华大学气候变化与可持续 发展研究院 ） ， 为实现 2060 碳中和，工业行业应在 2025 年进入排放平台期， 2030 年后显 著减少。 钢铁行业是工业行业中最主要的碳排放部门，若工业行业在 2025 年碳达峰，则钢 铁行业需要在 2025 年实现碳减排，为其他新兴工业部门提供碳排放空间 。 图表 5： 2060 碳中和目标下各行业碳减排路径 资料来源 ： ICCSD， 华泰研究 相比于电力企业，钢企公布碳达峰时间表的企业较少，仅 中国宝武 发布碳减排宣言 、河钢 集团发布 低碳绿色发展行动计划 。中国宝武方面， 据公司官网 （ 2021.1.22） ， 公司 将在 2023 年力争实现碳达峰， 2025 年具备减碳 30工艺技术能力， 2035 年力争减碳 30， 2050 年力争实现碳中和 ；河钢集团方面，据公司官网（ 2021.3.12），公司计划 2021 年发布低碳 冶金路线图， 2022 年实现碳达峰， 2025 年实现碳排放量较峰值降 10%以上， 2030 年实现 碳排放量较峰值降 30以上， 2050 年实现碳中和 。国内钢铁行业碳减排研究起步早， 中国 宝武等 钢企 碳减排积累了较多实践经验，参考 中国宝武 的时间表 ， 我们认为 钢铁行业 或 有 能力较工业 整体 更早实现碳达峰、碳减排。 另外，从工信部近 3 次发言看，钢铁行业碳减 排迫在眉睫，进度或在各行业中处靠前位置。 我们 假设钢铁行业在 2020 年碳达峰， 2025 年碳 减排 30%， 本文基于 此 假设进行探讨。长 期看， 钢企对碳基原料、燃料的依赖程度高，未来进一步实现碳中和相比于达峰难度更大， 或需要工艺流程的重大变革。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 6 钢铁 长期看钢铁生产工艺将从长流程转向短流程 钢铁行业的碳目标包括三个阶段，分别是碳达峰、碳减排及碳中和，其中碳达峰、碳减排 是短期需要实现的目标。控制钢铁行业的碳排放总量，有两个举措可实施，一是降低单位 钢材碳排放量，二是降低钢材 产量。 降低单位钢材碳排放量主要依赖技术手段或工艺流程改变，降低钢材产量工信部计划通过 压缩冶炼能力实现，但我们认为钢材产量受到需求影响，系难以控制的外生变量，控制单 位碳排放才是行业碳达峰、碳减排的有效途径。 工信部先后 两次在发布会中 提及 2021 年钢铁产量同比下降及 钢铁 产能压减 主要是从节能 减排角度出发 （相关表述原文： 1 月 26 日，“ 着眼于实现碳达峰、碳中和阶段性目标 ， 确 保 2021 年全面实现钢铁产量同比下降 ”； 3 月 1 日，“ 钢铁产量主要从节能减排方面看，冶 炼能力要大幅压缩 ”） 。 广东省在 2020 年 12 月 4 日发布 广东省 2020 年度碳排放配额 分配实施方案 ，按其各环节排放量要求，我们估算 广东长流程 吨钢排放 基准值是 2.27 吨 碳，较 2018 年 行业平均水平 2.64 吨 低 （ 除技术水平差异外，或部分因广东指标统计中未 计入电力隐含排放 ）， 另外，广东省对于钢铁冶炼中主要排放环节采取 基准法 进行 配额 ，在 配额方式上实行多退少补，即先以 19 年情况预配额，后根据 20 年实际情况进行调整； 而 对于吨排放的基准进行固定，且对于核定的产品产量取为产量和产能孰低值，体现出了碳 减排中，更为关注吨钢排放水平，而非通过碳减排直接压制钢铁产能或产量 。 降低 吨钢 碳排放量 是碳减排的主要路径 现阶段长流程碳排放较短流程高 中国钢铁生产以长流程为主， 高炉是主要的碳排放环节 。 世界上钢铁生产工艺路线主要分 长流程、短流程两种 ， 其中长流程生产主要以铁矿石作为铁元素来源，经高炉 -转炉 -轧制流 程生产钢材，短流程则以废钢作为铁元素来源，经“电炉 -轧制”流程生产钢材。 据世界钢 铁协会， 在 2019 年 全球粗钢 产量 中，长流程占比约 72%，短流程占比约 28%， 在 2019 年 中国粗钢产量中，长流程占比 90%，短流程占比 10%， 除中国外 ，海外长流程占比 52%， 短流程占比 48%。 与世界粗钢产量排名前十的其它国家相比，中国的短流程钢占比最低。 客观 来说，短流程 钢占比低、铁钢比高是当前中国钢铁工业碳排放 较高 的重要原因。 图表 6： 钢铁冶炼生产流程示意图 资料来源 ：华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 7 钢铁 图表 7： 世界主要产钢国家长短流程 产量 占比 （ 2019 年） 资料来源 ： 世界钢铁协会， 华泰研究 据清华 -力拓资源能源与可持续发展研究中心， 若计入电力隐含碳排放，则 2018 年中国 长 流程吨钢 平均 碳排放达到 2.64 吨，而 短流程吨钢碳排放可低至 1 吨以下 （例如 全部 用废钢 作为原料，则是电炉 +轧铸环节，吨钢碳排放 0.5 吨） 。 尽管短流程吨钢碳排放低于长流程， 但 受制于国内的废钢小体量及低增速，在一段时间内，国内钢铁生产都将以长流程为主。 图表 8： 长短流程碳排放量与结构 （ 2018 年） 长流程 吨钢排放 焦化 烧结 球团 高炉 转炉 轧铸 2.64 吨 CO2/吨钢 5.7% 11.4% 3.4% 56.8% 18.9% 3.8% 短流程 甲烷 DRI 氢气 DRI 电炉 轧铸 0.6 吨 CO2/吨钢 1.6 吨 CO2/吨钢 0.4 吨 CO2/吨钢 0.1 吨 CO2/吨钢 注： 短流程总排放取决于电炉炉料来源，若使用碳基原料直接还原铁（ DRI），则排放 依然较高 资料来源： 清华 -力拓资源能源与可持续发展研究中心， 华泰研究 国内长流程工艺中 主要的排放环节 分别为高炉炼铁、转炉炼钢、烧结，占比分别为 56.8%、 18.9%、 11.4%（ 2018 年） 。 长流程以高炉和碱性氧气转炉为基础，据世界钢铁协会， 当前 全球 长流程生产一吨粗钢的主要输入原料包括 约 1370 千克 铁矿石、 780 千克 煤炭、 270 千 克 石灰石和 125 千克 废钢 ； 长流程工艺原料也可使用废钢，但加入废钢比例最多不超过 30%。 若未来全部使用废钢 +零碳电力，短流程 碳排放或 降至零。 短流程工艺 主要原料是废钢和 / 或直接还原铁 /铁水， 能源为 电。 据世界钢铁协会， 当前全球 短流程生产一吨粗钢需要的原 料包括约 710 千克 废钢、 586 千克 铁矿石、 150 千克 煤炭、 88 千克 石灰石和 2.3 吉焦 电力 ， 其中废钢比例可提升至 100%。 短流程工艺排放强度则取决于电炉炉料来源，若全部为废钢，则按当前中国电力系统碳排 放强度（ 596 克 CO2/千万时 ），短流程 吨钢碳排放为 0.5 吨 ，其中电炉炼钢环节占比 80%， 轧铸环节占比 20%。 若炉料来源为甲烷直接还原铁或氢气直接还原铁，则 吨钢 排放 分别 为 1.1 吨 和 2.1 吨 ， 其中氢气直接还原铁较 传统长流程工艺并不具备绝对优势 ，主要因 在于使 用碳基原料直接还原铁过程仍会带来较大碳排放 。若全部采用废钢循环和零碳电力，短流 程 或 可 实现零碳排放。 短流程取代长流程 的难点与前景 短期内短流程 大量 替代长流程以实现减排的战略难以实行。 短流程取代长流程的主要困难 在于： 1、国内废钢产量不足， 2019 年为 2.3 亿吨 （据 Mysteel） ，同年粗钢产量为 10 亿吨 （据国家统计局） ，废钢产量每年的增量在 2000 万吨左右 （据 Mysteel） ； 2、 钢铁回收再 利用工业体系依旧处于发展建设当中 ； 3、 中国短流程炼钢技术尚未充分成熟，电耗高、用 电成本高，杂质纯净度控制有限 ，主要适用于螺纹钢； 4、并没有信号显示中国的国内钢铁 需求已经见顶，钢铁产量仍有可能继续增长 ，短流程占比短期难以大幅提升 ； 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 中国 世界 世界除中国 意大利 美国 印度 日本 短流程 长流程 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 8 钢铁 图表 9： 2010-2019 中国废钢供应量、供应结构及相对粗钢需求占比 资料来源 ： Mysteel， 华泰研究 长期看 短流程 工艺 在中国仍具有较大的推广潜力和发展价值。 主要原因如下： 1、随着城镇 化及工业化积累大量钢铁存量，废钢产量将逐渐提高； 2、 中国可再生能源电力飞速发展， 与长流程生产相比，短流程可以享受到更多的电力清洁化所带来的减排效益，是钢铁工业 为中国自主减排承诺做出贡献的关键技术选择 ； 3、短流程产能规模偏小，以螺纹钢生产为 主，适宜布局在城市周边，就地回收废钢、就地生产、就地消费，缩短运输流程、节省运 输费用、减少运输中产生的碳排放； 4、 据 Wind， 中国 2020 年粗钢产量 全球 占比为 58%， 中国经济的良好发展和部分发达国家兴起的保守主义，未来钢铁产业存在向欠发达地区转 移和向发达国家回流的风险。 不同流程碳减排的主要技术手段 钢铁 在 生产侧减少碳排放 的方式主要分为减源 、 增汇 两大类 。 所谓减源，即减少生产过程 碳投入 ，主要措施有 ： 1.改进已有流程各环节技术效率，以提高能量利用率，减少单位产出 能耗与碳排放，技术典型包括改善气体循环、废料和热量流，提升燃料投放工艺，优化炼 钢炉设计和过程控制， 如通过干熄焦、顶压透平装置、薄带连铸生产等流程优化提高能量 回收利用率 等 ； 2.实现原料替代 ， 如使用废钢替代铁矿石，使用低碳 /零碳燃料替代煤炭和 焦炭，典型技术包括天然气直接还原、氢气直接还原、碱性电解还原等，这类技术目前大 多仍处于研究实验阶段 ； 3.提高生产全流程中清洁电力使用比例。 所谓增汇，主要是指通过碳捕集利用与封存技术（ CCUS）对产生的 CO2 进行集中处理， 避免造成额外温室效应。目前捕集方式主要有燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集，钢铁 工业主要采用燃烧后捕集，常用技术有深冷分离、物理吸附、化学吸收及膜分离等。捕集 后的 CO2 主要应用领域涵盖 CO2 驱油、 CO2 强化采煤层气及食品级 CO2 精制等。 高炉、轧制、铸造和电炉是当前 钢铁 减排潜力最大的四个 环节 。 对长流程而言， 减排 机遇 主要在于排放占比最高的高炉环节，随高炉炉顶煤气循环技术（ TGR-BOF）、 碳捕获、利 用与封存 （ CCUS） 技术的发展和推广，高炉炼铁的直接排放或可极大减少。 短期内，钢企 也可能采取 外购 焦炭、烧结矿 方式减少自身直接排放， 但这两个环节减排潜力有限，且从 产业链角度来说，外购并不能减少实际的总碳排放。 另外一个方式则是从经济欠发达的国 家进口焦炭、烧结矿，通常经济欠发达国家可以获得一定程度的 碳豁免，缺点是碳政策可 能存在不确定性。此外， 降低转炉炉料铁钢比可以一定程度减少转炉炼钢碳排放，但其实 大幅度减排较为困难。 对短流程而言，机遇主要在于使用清洁电力和废钢循环，有望将碳排放降低至零，随着可 再生能 源发电技术的成熟，清洁电价降低，短流程或具有更大竞争力。不论长短流程，钢 材轧制和钢材铸造环节生产工艺的改进和使用清洁化电力都将带来可观的碳减排量， 这一 环节对当前较落后的钢企来说或是最易实现且效益最大的减排选项。 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 (万吨 ) 自产废钢 社会废钢 净进口废钢 废钢 /粗钢（右） 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 9 钢铁 图表 10： 钢铁 不同 生产 环节减排潜力对比 （ 2018 年 ，包含长、短流程 ） 资料来源 ： 清华 -力拓资源能源与可持续发展研究中心， 华泰研究 压减 钢 产量是碳减排 的 充 分 非必 要 条件 钢铁需求、产量系 外生变量 钢铁产能、产量压减是实现碳目标的充分非必要条件。 短期的钢材产量变动主要由钢材的 需求曲线的移动决定，长期的钢材产量由钢材的供需曲线共同决定。 图表 11： 钢材短期供需 曲线 图 ：短期 供给、需求的 价格弹性均较低 ，需求曲线接近于垂直 资料来源：华泰研究 图表 12： 钢材 长期供需曲线图：长期 供给、需求的价格弹性较大 ，供给曲线接近于平行 资料来源：华泰研究 焦化 6% 烧结 6% 高炉炼铁 27% 转炉炼钢 6% 电炉炼钢 13% 铸造 19% 轧制 20% 能量管理 3% D 1 P Q 供给曲线 需求曲线 D 2 S E 2 E 1 Q 1 Q 2 P1 P2 S 1 P Q 供给曲线 需求曲线 E 2 E 1 D P1 P2 S 2 Q 1Q 2 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 10 钢铁 从历史数据看，一般的产能压缩政策很难影响产量， 据国家统计局， 从 2016 年到 2018 年， 全国 粗钢产能不断下降，但产量依然在增长， 2019 年产能利用率已高达 94%，主要因需求 曲线 的扩张更强。受益于技改等，钢厂生产效率改善，以上市公司华菱钢铁为例， 2020 年 产能 2418 万吨、产量 2516 万吨，产能利用率高达 104%（钢材口径），如果按 2020 年最 高月度产量（ 10 月， 230 万吨）计算，产能利用率高达 114%。 图表 13： 华菱钢铁产能利用率逐年攀升， 2020 年 达到 104% 图表 14： 15-19 年中国粗钢产能利用率逐年攀升， 19 年达 94% 资料来源 ： 公司公告， 华泰研究 资料来源 ： Wind， 华泰研究 产能压减 带来 的后果可能不一定是产量下降，可能会是钢材价格 大幅上升 、钢企业绩改善， 同时中游制造业行业如汽车零部件行业可能面临利润率压缩的困境。如果 直接进行产量压 减，又面临各省、各地、各钢厂对配额标准和生产配额的争执，可能损害效率，并且如果 国内钢材产量不足，进口可能扩大，国内钢铁产值将转移至国外，钢材价格依旧高企 ，海 外钢厂生产钢铁同样需要铁元素，铁矿成本难以下降 。 图表 15： 钢材短期供需曲线图：价格弹性均较低，需求曲线接近于垂直 资料来源：华泰研究 预计 2021 年钢材下游需求向好，产量压减难度较大。 具体到 2021 年， 据我们 2021 年年 度策略报告 经济复苏，看好原料及高端钢材 （ 2020.11.16）， 我们认为钢铁行业下游需 求整体改善，特别是机械、汽车、家电等制造业下游需求向好，合意钢铁产量（指没有相 关政策影响下的产量）同比增长概率较大。 小高炉并不代表碳排放更高 高炉炼铁的碳排放强度与炉内综合燃烧情况相关，取决于多种因素，包括燃料结构（焦比、 煤比）、炉料结 构（烧结、球团、块矿比）、鼓风参数（富氧率）与炉顶煤气利用率等。 从 高炉有效容积和燃料比两项指标看，浦项光阳三座高炉，随着高炉容积的扩大，燃料比逐 渐降低、碳排放水平越低，但蒂森克虏伯则与之相反，因此 没有证据表明高炉越大 排放 强 度一定越小，反之小高炉排放强度也未必更高。 80% 85% 90% 95% 100% 105% 110% 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 2017 2018 2019 2020 (万吨 ) 产能 产量 产能利用率（右） 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% 0 2 4 6 8 10 12 2015 2016 2017 2018 2019 (亿吨 ) 粗钢产量 粗钢产能 产能利用率（右） P Q 供给曲线 需求曲线 D E 2 E 1 Q P1 P2 S 1 S 2 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 11 钢铁 图表 16： 不 同类型高炉燃烧情况对比 1（ 2011 年） 钢厂 浦项光阳 蒂森克虏伯 高炉编号 1BF 2BF 3BF 1BF 2BF 8BF 高炉有效容积 /m3 3950 4350 5500 4407 5513 2500 燃料比 /(kg t-1) 493.9 491.4 474.2 498.5 497.7 490.5 富氧率 /% 6.33 6.73 9.14 3.8 3.7 5.0 资料来源： 金永龙等（ 2019）， 华泰研究 部分行业问题亟待时间解决 钢铁行业集中度真正提高仍需较 长时间。 工信部在 3 月 1 日新闻发布会上提及目前 钢铁行 业分散度较高 的现实问题 。 国内钢企数量 多，集中度较低，造成行业扩张、生产相对无序， 按 2019 年数据，国内 CR10 仅为 36%。按照我们此前 报告 宝武变局，短期仍难优化竞 争秩序 （ 2020.8.26）， 对 美国钢铁行业发展历史的研究，美国钢铁（ X.N）的市占率下滑 到 40%左右时就无法再有效控制美国的钢铁市场。国内可以与美国钢铁（ X.N）对标的企业 为宝武集团，自 2019 年以来，宝武集团积极推动钢铁行业兼并重组， 2019 年兼并马钢集 团， 2020 年兼并太钢集团， 2021 年正式入主重庆钢铁，且据 Mysteel 报道，目前中国宝武 正在推动兼并山钢集团。按照 2019 年的产量口径计算，如果宝武集团并表山钢集团，则粗 钢产能、产量分别达到 1435013390 亿吨，国内占比分别为 12.5%13.4%。 虽然 近年来 中国宝武 积极推动行业内兼并重组，粗钢产能口径市占率或可提升至 12.5%， 但 旗下 宝钢股份、八一钢铁、马钢股份、太钢不锈等诸多上市公司，目前仅在原燃料采购 上有一定协同，生产、销售依然各自为政， 短期内难形成有效协同，或还需要较长时间 整 合 。 长期看 废钢积累 可 降低铁矿石 对外依赖度 。 工信部在 3 月 1 日新闻发布会上同时还提及目 前 钢铁行业 原料、能源对外依赖度高的问题，而我们认为最为关键的症结集中在铁矿石 。 钢材的铁元素来源主要是铁矿石和废钢，中国铁矿石对外依存度高问题的症结在于两点， 一是国内铁矿资源禀赋较差，开采成本高、品位低、杂质含量高，二是国内工业化、城镇 化历史较短，废钢产量规模较小，无法支撑国内钢铁的旺盛需求，从而导致国内钢铁行业 所需铁矿石原料严重依赖进口。据 Mysteel，我国 2019 年的废钢产量为 2.3 亿吨，距离 10 亿吨的粗钢年产量相差较远，据 Wind，我们测算 2019 年铁矿石净进口占比超过 80%。 图表 17： 中国铁矿石主要依赖进口， 19 年净进口占比达 81% 图表 18： 四大矿山发货量占全球铁矿石海运量比例达 58% 资料来源 ： Wind， 华泰研究 注：四大矿山为 VALE、 BHP、 RIO、 FMG； 14 年无四大矿占比数据 资料来源 ： Wind， 华泰研究 1 金永龙 ,何志军 ,王川 .不同炉料结构高炉实现低碳排放的解析 J.钢铁 ,2019,54(07):8-16. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0 2 4 6 8 10 12 14 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 (亿吨 ) 铁矿石表观消费量 净进口占比 (右 ) 58.0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2014 2015 2016 2017 2018 2019 澳大利亚 巴西 其它 四大矿占比 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 12 钢铁 尽管 目前国内废钢资源供给有限，但伴随着国内城镇化、工业化进程的推进，建筑、制造 业等领域的社会废钢 产量 将 逐渐增长 ， 钢铁行业可 逐渐 降低 铁矿石对外依赖度。 国内钢企 也在积极寻求海外新的铁矿资源，并在开发环节争取主导权，例如目前的西芒杜铁矿。 西芒杜铁矿位于西非几内亚，据矿业汇，该矿山铁矿石 总储量累计超过 100 亿吨，铁矿石 平均品位 65%，被认为是世界上尚未开采的储量最大、矿石品质最高的铁矿。 由于资源储 量较大，且所需基础设施建设投入成本较高，西芒杜铁矿开发进程颇为艰辛，自 2003 年起 经过几次变更， 2019 年 11 月，由山东魏桥创业集团旗下的中国宏桥集团、新加坡韦立国 际、烟台港集团和几内亚联合矿业供应集团四家企业组建的“赢联盟” 以 140 亿美元的投 资承诺 中标 北段 1、 2 号区块 ，其中“赢联盟”占 85%股份，几内亚政府占 15%股份；南 段 3、 4 号区块则由力拓占 45%股份，中铝占 40%股份，几内亚政府占 15%股份，投资额 或约 150 亿美元。前后两者开采年限 25 年，此后可以申请延期，每次可延期 10 年，若该 项目进度顺利，可预期将有效减弱四大矿山对铁矿石的垄断，或将改变国内对铁矿石对外 严重依赖的问题。 全球铁矿石供需曲线的移动造成 2019 年来铁矿石价格上涨，长期看，新的低成本的矿山的 开采（如西芒杜铁矿），增加新的低成本矿山产能，以及全球制造业降低单位产值耗钢量、 提高高强钢比例带来的钢材、铁矿石需求下降，将使得铁矿石价格下降。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 13 钢铁 碳达峰 下 ， 钢铁供给曲线将会向上移动 钢铁紧随电力、水泥进入全国碳交易市场 中国是当前全球最大的碳交易市场 ，起步于 2013 年 。 据 中国碳排放交易网 ， 中国于 2017 年 12 月宣布启动全国碳排放权交易市场，成为了全球最大的碳交易体系。 2013 年深圳市 成为第一个碳交易试点，之后的两年里，上海、北京、广东、天津、湖北、重庆碳交易试 点陆续启动。在行业覆盖范围上，试点大多覆盖能源企业和能源密集型企业，企业的纳入 门槛从 3000 吨排放到大于 60000 吨排放不等 ， 配额方式以免费发放为主，部分有偿。 图表 19： 七试点行业覆盖范围和配额分配方式 地区 覆盖行业 企业个数 配额分配方式 起征点 北京 电力、热力、水泥、石化、其他工业及服务 业 943 管理办法未明确规定 二氧化碳直接与间接排放总量 5000吨 (含 )以上的固定设施和移动设 施 天津 钢铁、化工、电力、热力、石化、油气开采 等重点排放行业和民用建筑领域 113 以免费发放为主，以拍卖或固定价格 出售等有偿发放为辅 2009 年以来年均排放二氧化碳 2 万吨以上的企业或单位纳入试点 初期市场范围 上海 钢铁、化工、电力、宾馆、商场、港口、机 场、航空等 381 直接发放配额采取免费发放方式，储 备配额采取有偿竞买方式 工业行业中， 2010-2011 年中任何一年二氧化碳排放量两万吨及以 上（包括直接排放和间接排放）的重点排放企业被纳入试点范围， 非工业行业中， 2010-2011 年中任何一年二氧化碳排放量万吨及 以上（包括直接排放和间接排放）的重点排放企业被纳入试点范围 深圳 电力、水务、燃气、制造业等 26 个行业以