2022年全球直接還原鐵生產再創新高（上）

楊 軼

鋼鐵行業是能源資源消耗密集型產業，因此也是全球溫室氣體排放最大的產業之一，同時也是二氧化碳排放最大的行業之一。根據國際能源署（IEA）的數據，截至目前，鋼鐵行業約占全球二氧化碳排放總量的7%到9%左右。目前，全球鋼鐵行業正在加快轉型，減少二氧化碳排放，力求為全球碳減排做出貢獻。鋼鐵行業減少二氧化碳排放的一個重要途徑就是以直接還原鐵+電爐方式替代傳統的高爐+轉爐流程。因此，直接還原鐵發展是當今鋼鐵行業實現可持續重要的發展方向之一。

一、2022年全球直接還原鐵產量突破1.2億噸

1.2022 年全球直接還原鐵生產概況

近10年來，全球直接還原鐵產量屢創新高，特別是近年產量增速明顯加快。直接還原鐵產量從2007年突破6000萬噸到2017年突破8000萬噸，10年時間增加了2000萬噸，而此后僅用了一年就增加2000萬噸，即2018年全球直接還原鐵產量突破1億噸，此后一直保持在1億噸以上。

2022年全球直接還原鐵產量達到1.2736億噸，比2021年創下的1.192億噸的前紀錄增長了近6.9%。其中，印度和伊朗的直接還原鐵產量合計再一次超過了全球產量的一半。在過去的6年里，全球直接還原鐵產量增加了近5500萬噸，增幅約為75%，這主要得益于印度直接還原鐵產量增長了136%(印度主要是煤基方式生產直接還原鐵)，伊朗直接還原鐵產量大幅增長（伊朗主要是以天然氣作為還原劑生產直接還原鐵），以及阿爾及利亞、埃及、美國和俄羅斯新建了大量氣基（天然氣）直接還原鐵產能。

從直接還原鐵狀態看，2022年，可以節約能源和提高生產率的直接供應給附近煉鋼爐的熱態直接還原鐵(HDRI)產量為1390萬噸，比2021年增長0.5%。同時，熱態直接還原鐵產量占2022年總產量的10.9%。2022年，非常適合運輸和在高爐中使用的熱壓塊鐵(HBI)產量估計為1130萬噸，比2021年增長9%。

2.按地區和國家分直接還原鐵產量

2022年，按地區分全球最大的直接還原鐵生產地區是中東北非地區，其次是亞太地區，第三是拉美地區（包括墨西哥和加勒比），第四是獨聯體和東歐地區，第五是北美地區（美國和加拿大），第六是撒哈拉以南非洲地區，第七是西歐地區。從過去3年各地區直接還原鐵生產看，主要地區的產量呈不斷增長態勢，這其中只有獨聯體和東歐地區直接還原鐵產量在2022年同比下滑。此外，過去3年西歐地區直接還原鐵產量呈同比下滑走勢，特別是2022年同比大幅下滑。不過，未來西歐地區直接還原鐵產量將有明顯增長（見表1）。

表1 2020-2022年各地區直接還原鐵產量 萬噸

從國家層面看，印度繼續是全球最大的直接還原鐵生產國。2022年印度生產的直接還原鐵產量達到創紀錄的4355萬噸，其中回轉窯工藝產量為3539萬噸，氣基工藝產量為816噸，總體直接還原鐵產量同比增長11.4%。據印度海綿鐵制造商協會(SIMA)的數據，印度回轉窯直接還原鐵產量在2022年同比增長了18%，2021年同比增長了18.8%，2020年比2018-2019年增長了27.9%。

全球第二大直接還原鐵生產國是伊朗。2022年伊朗的直接還原鐵產量為3290萬噸，全部來自天然氣工藝。與2021年相比，增長了3.3%。MIDREX?工藝約占伊朗直接還原鐵產量的90%。采用PERED工藝的直接還原鐵廠產量估計為276噸。

2022年，俄羅斯仍然是全球第三大直接還原鐵生產國，產量為766萬噸，且全部來自天然氣生產方式。

2022年，沙特阿拉伯以648萬噸的直接還原鐵產量位居全球第四，墨西哥以584萬噸的產量位居全球第五，而2021年兩國的直接還原鐵產量分別為613萬噸和583萬噸。

在北非地區的國家中，2022年埃及以582萬噸的直接還原鐵產量遙遙領先。此外，隨著Tosyali Algerie公司和阿爾及利亞卡塔爾鋼鐵公司(AQS)直接還原鐵產量的增長（合計產量達到近400萬噸），2022年阿爾及利亞的直接還原鐵產量也有所增長。

美國克利夫蘭克利夫斯公司俄亥俄州熱壓塊鐵廠產能不斷釋放和產量的持續增長促使美國直接還原鐵產量在2022年達到524萬噸，比2021年增長4.6%。

在南美，2022年阿根廷的直接還原鐵產量同比增長了7.1%。由于鐵礦石和備件供應有限，委內瑞拉直接還原鐵產量仍遠低于額定產能。此外，委內瑞拉主要生產用于出口的熱壓塊鐵。

3.按工藝分直接還原鐵產量

MIDREX?技術和HYL/Energiron工藝是直接還原鐵的主要生產工藝。2022年，采用MIDREX?技術（氣基）的直接還原鐵廠生產了7355萬噸直接還原鐵，比2021年的7085萬噸增長了3.8%。2022年MIDREX?技術工廠生產的熱態直接還原鐵超過1000萬噸（見表2）。

表2 2020-2022年按工藝分直接還原鐵產量占比 %

2022年，MIDREX?技術生產的直接還原鐵仍占全球豎爐直接還原鐵產量的80.2%，其他豎爐直接還原鐵產量占19.8%。天然氣通常是豎爐工藝中還原氣體的主要來源，使用天然氣生產的直接還原鐵比使用煤生產的直接還原鐵的二氧化碳排放量低得多。在2022年，大約70.1%的直接還原鐵產自天然氣(即低二氧化碳直接還原鐵)，而其余的29.9%產自煤炭(即高二氧化碳至直接還原鐵)。

截至2022年底，采用MIDREX?技術的直接還原鐵工廠已累計生產了約13.2億噸各種形式的直接還原鐵（冷態直接還原鐵、熱態直接還原鐵和熱壓塊鐵）（見表3）。

表3 2020-2022年高二氧化碳排放和低世界直接還原鐵產量占比 %

二、全球直接還原鐵貿易

2022年，全球直接還原鐵貿易量增加到創紀錄的2569萬噸，比2021年的2280萬噸增長了13%。2022年，通過陸地運輸的直接還原鐵占總貿易量的大部分，達到1570萬噸。然而，與2021年相比，水路運輸增幅非常高，同比增長了25%。

2022年，俄羅斯以大約300萬噸的直接還原鐵出口量，遙遙領先于所有出口國。特立尼達和多巴哥出口了超過140萬噸的冷態直接還原鐵，且全部銷往美國。根據國際鋼鐵統計局的數據，2022年印度出口了約100萬噸直接還原鐵，伊朗、馬來西亞和美國直接還原鐵出口量也排在前六位。

據國際鋼鐵統計局的數據，2022年全球31個國家和地區進口了大量直接還原鐵/熱壓塊鐵。前三大進口國是美國、意大利和中國，進口量分別為150萬噸、90萬噸和80萬噸（見表4）。此外，與2022年相比，預計2023年直接還原鐵的貿易將有所增長。不過，同樣作為煉鋼原料，廢鋼是直接還原鐵的重要競爭對手，因此直接還原鐵貿易還存在一定不確定性。

表4 2018-2022年直接還原鐵貿易量 萬噸

三、新產能建設加快

從現有直接還原鐵產能的建設地域看，主要分布在鐵礦石資源和能源資源豐富以及價格比較便宜的地區，如中東北非地區、俄羅斯等。在中東北非地區，許多國家正在發展經濟，且當地有非常豐富的天然氣資源，因而正不斷加大氣基直接還原鐵產能建設，以滿足當地煉鋼和經濟發展的需求。同時，這些地區建設的鋼鐵產能基本上是球團廠+直接還原鐵+電爐，主要是基于自身的資源和能源稟賦選擇這一生產流程，而并不是出于減碳目的。例如，伊朗一方面擁有豐富的鐵礦資源，同時也擁有豐富的石油和天然氣資源，因此，伊朗建設了大量球團廠、直接還原鐵和電爐產能，其電爐鋼產能占比一直在90%以上，2022年伊朗電爐鋼比為91.8%。除了擁有豐富資源和能源的地區已經建成或正在繼續建設直接還原鐵產能外，未來在向碳中和鋼鐵生產方式轉型壓力下，歐美等地區一些鋼鐵企業已經規劃和開始建設直接還原鐵產能，同時與電爐配套，以尋求降低碳排放。

1.伊朗加大直接還原鐵產能建設

直接還原鐵的生產方式分氣基和煤基，全球大多數直接還原鐵是以氣基工藝生產的，而中東地區擁有豐富的天然氣資源，因此該地區建有大量氣基直接還原鐵產能。作為全球第二大直接還原鐵生產國的伊朗，其既有豐富的天然氣資源，也有大量鐵礦資源。因此，伊朗鋼鐵企業依托其能源和資源稟賦，在過去的20年建設了大量直接還原鐵/熱壓塊鐵產能，自2000年以來，伊朗約有3170萬噸/年直接還原鐵/熱壓塊鐵產能投產。目前伊朗鋼鐵企業仍在規劃和建設許多直接還原鐵/熱壓塊鐵產能。

統計數據顯示，伊朗采用MIDREX?工藝技術生產的直接還原鐵約占伊朗直接還原鐵產量的90%。但為了減輕國際制裁壓力，伊朗開發了自己的PERED直接還原技術。其特點是投資更低，能源消耗更少。據有關數據，PERED工藝技術目前在伊朗生產的直接還原鐵份額估計為8.7%。然而，隨著幾個項目的建成投產，伊朗PERED工藝技術生產的直接還原鐵將逐漸增加: Setareh Simin Hormoz礦業和鋼鐵公司170萬噸/年產能；Baft鋼鐵聯合公司產能80萬噸/年的2號直接還原鐵模塊；庫爾德斯坦鋼鐵公司產能160萬噸/年1號直接還原鐵模塊(計劃2025年投產)和在Qorveh地區建設產能100萬噸/年的2號直接還原鐵模塊以及Hormozgan鋼鐵聯合公司產能90萬噸/年的3號直接還原鐵模塊均將采用PERED工藝。

盡管伊朗直接還原鐵生產主要采取基于天然氣的方式，但其煤基產能生產的直接還原鐵在2022年也進入了當地市場。2022年6月，Kavir鋼鐵公司投產了一座產能10萬噸/年回轉窯，采用SL/RN技術生產直接還原鐵。目前，這座回轉窯的直接還原鐵產量已經達到11萬噸～11.5萬噸/年。

據不完全統計，自2021年底以來，伊朗正在建設和規劃以及投產的直接還原鐵產能如下：

2021年11月，伊朗商業小方坯生產商Arfa鋼鐵公司完成了其直接還原鐵模塊性能保證測試。直接還原鐵模塊的生產率為137.9噸/小時，而生產的直接還原鐵平均金屬化率為92.9%，其碳含量為1.99%。

伊朗Makran鋼鐵聯合公司繼續在伊朗錫斯坦-俾路支斯坦省的Chabahar自由區推進擴建項目，項目第一階段包括建設產能為160萬噸/年熱壓塊鐵模塊。預計將在下一伊朗年（2023年3月20日）年底建成。

伊朗Kavand Nahan Zamin公司（KNZ公司）Ravar鋼廠近年正加大直接還原鐵產能建設，包括建設三座隧道窯，每座產能為35000噸/年，截止2022年初，兩座隧道窯已經運行，第一座隧道窯于2021年1月投產，第二座隧道窯于2021年3月投產，而第三座隧道窯生產的直接還原鐵平均金屬化率含量為95%，碳含量在0.5%以內，目前已經建成投產。

在2022年初，伊朗霍爾莫茲甘鋼鐵聯合公司開始建設產能為90萬噸/年的3號直接還原鐵模塊。此外，霍爾木茲甘鋼鐵聯合公司已經收購了Setareh Simin Hormoz礦業和鋼鐵公司51%的股份。該公司在霍爾莫茲甘省的Bandar Abbas正建設產能170萬噸/年直接還原鐵模塊。此外，該公司還計劃建造第二座產能為170萬噸/年的直接還原鐵模塊。

2022年，伊朗Torbat Heydarieh鋼鐵公司在Torbat Heydarieh市推進新建鋼廠一期工程的建設，其中包括建設產能為180萬噸/年的直接還原鐵廠，預計2025年項目竣工投產。

2022年初，伊朗穆巴拉克鋼鐵公司已經啟動了幾個項目，擴大產能，其中包括建設產能90萬噸/年3號直接還原鐵模塊。

（未完待續）