2022年全球直接还原铁生产再创新高（上）

杨 轶

钢铁行业是能源资源消耗密集型产业，因此也是全球温室气体排放最大的产业之一，同时也是二氧化碳排放最大的行业之一。根据国际能源署（IEA）的数据，截至目前，钢铁行业约占全球二氧化碳排放总量的7%到9%左右。目前，全球钢铁行业正在加快转型，减少二氧化碳排放，力求为全球碳减排做出贡献。钢铁行业减少二氧化碳排放的一个重要途径就是以直接还原铁+电炉方式替代传统的高炉+转炉流程。因此，直接还原铁发展是当今钢铁行业实现可持续重要的发展方向之一。

一、2022年全球直接还原铁产量突破1.2亿吨

1.2022 年全球直接还原铁生产概况

近10年来，全球直接还原铁产量屡创新高，特别是近年产量增速明显加快。直接还原铁产量从2007年突破6000万吨到2017年突破8000万吨，10年时间增加了2000万吨，而此后仅用了一年就增加2000万吨，即2018年全球直接还原铁产量突破1亿吨，此后一直保持在1亿吨以上。

2022年全球直接还原铁产量达到1.2736亿吨，比2021年创下的1.192亿吨的前纪录增长了近6.9%。其中，印度和伊朗的直接还原铁产量合计再一次超过了全球产量的一半。在过去的6年里，全球直接还原铁产量增加了近5500万吨，增幅约为75%，这主要得益于印度直接还原铁产量增长了136%(印度主要是煤基方式生产直接还原铁)，伊朗直接还原铁产量大幅增长（伊朗主要是以天然气作为还原剂生产直接还原铁），以及阿尔及利亚、埃及、美国和俄罗斯新建了大量气基（天然气）直接还原铁产能。

从直接还原铁状态看，2022年，可以节约能源和提高生产率的直接供应给附近炼钢炉的热态直接还原铁(HDRI)产量为1390万吨，比2021年增长0.5%。同时，热态直接还原铁产量占2022年总产量的10.9%。2022年，非常适合运输和在高炉中使用的热压块铁(HBI)产量估计为1130万吨，比2021年增长9%。

2.按地区和国家分直接还原铁产量

2022年，按地区分全球最大的直接还原铁生产地区是中东北非地区，其次是亚太地区，第三是拉美地区（包括墨西哥和加勒比），第四是独联体和东欧地区，第五是北美地区（美国和加拿大），第六是撒哈拉以南非洲地区，第七是西欧地区。从过去3年各地区直接还原铁生产看，主要地区的产量呈不断增长态势，这其中只有独联体和东欧地区直接还原铁产量在2022年同比下滑。此外，过去3年西欧地区直接还原铁产量呈同比下滑走势，特别是2022年同比大幅下滑。不过，未来西欧地区直接还原铁产量将有明显增长（见表1）。

表1 2020-2022年各地区直接还原铁产量 万吨

从国家层面看，印度继续是全球最大的直接还原铁生产国。2022年印度生产的直接还原铁产量达到创纪录的4355万吨，其中回转窑工艺产量为3539万吨，气基工艺产量为816吨，总体直接还原铁产量同比增长11.4%。据印度海绵铁制造商协会(SIMA)的数据，印度回转窑直接还原铁产量在2022年同比增长了18%，2021年同比增长了18.8%，2020年比2018-2019年增长了27.9%。

全球第二大直接还原铁生产国是伊朗。2022年伊朗的直接还原铁产量为3290万吨，全部来自天然气工艺。与2021年相比，增长了3.3%。MIDREX®工艺约占伊朗直接还原铁产量的90%。采用PERED工艺的直接还原铁厂产量估计为276吨。

2022年，俄罗斯仍然是全球第三大直接还原铁生产国，产量为766万吨，且全部来自天然气生产方式。

2022年，沙特阿拉伯以648万吨的直接还原铁产量位居全球第四，墨西哥以584万吨的产量位居全球第五，而2021年两国的直接还原铁产量分别为613万吨和583万吨。

在北非地区的国家中，2022年埃及以582万吨的直接还原铁产量遥遥领先。此外，随着Tosyali Algerie公司和阿尔及利亚卡塔尔钢铁公司(AQS)直接还原铁产量的增长（合计产量达到近400万吨），2022年阿尔及利亚的直接还原铁产量也有所增长。

美国克利夫兰克利夫斯公司俄亥俄州热压块铁厂产能不断释放和产量的持续增长促使美国直接还原铁产量在2022年达到524万吨，比2021年增长4.6%。

在南美，2022年阿根廷的直接还原铁产量同比增长了7.1%。由于铁矿石和备件供应有限，委内瑞拉直接还原铁产量仍远低于额定产能。此外，委内瑞拉主要生产用于出口的热压块铁。

3.按工艺分直接还原铁产量

MIDREX®技术和HYL/Energiron工艺是直接还原铁的主要生产工艺。2022年，采用MIDREX®技术（气基）的直接还原铁厂生产了7355万吨直接还原铁，比2021年的7085万吨增长了3.8%。2022年MIDREX®技术工厂生产的热态直接还原铁超过1000万吨（见表2）。

表2 2020-2022年按工艺分直接还原铁产量占比 %

2022年，MIDREX®技术生产的直接还原铁仍占全球竖炉直接还原铁产量的80.2%，其他竖炉直接还原铁产量占19.8%。天然气通常是竖炉工艺中还原气体的主要来源，使用天然气生产的直接还原铁比使用煤生产的直接还原铁的二氧化碳排放量低得多。在2022年，大约70.1%的直接还原铁产自天然气(即低二氧化碳直接还原铁)，而其余的29.9%产自煤炭(即高二氧化碳至直接还原铁)。

截至2022年底，采用MIDREX®技术的直接还原铁工厂已累计生产了约13.2亿吨各种形式的直接还原铁（冷态直接还原铁、热态直接还原铁和热压块铁）（见表3）。

表3 2020-2022年高二氧化碳排放和低世界直接还原铁产量占比 %

二、全球直接还原铁贸易

2022年，全球直接还原铁贸易量增加到创纪录的2569万吨，比2021年的2280万吨增长了13%。2022年，通过陆地运输的直接还原铁占总贸易量的大部分，达到1570万吨。然而，与2021年相比，水路运输增幅非常高，同比增长了25%。

2022年，俄罗斯以大约300万吨的直接还原铁出口量，遥遥领先于所有出口国。特立尼达和多巴哥出口了超过140万吨的冷态直接还原铁，且全部销往美国。根据国际钢铁统计局的数据，2022年印度出口了约100万吨直接还原铁，伊朗、马来西亚和美国直接还原铁出口量也排在前六位。

据国际钢铁统计局的数据，2022年全球31个国家和地区进口了大量直接还原铁/热压块铁。前三大进口国是美国、意大利和中国，进口量分别为150万吨、90万吨和80万吨（见表4）。此外，与2022年相比，预计2023年直接还原铁的贸易将有所增长。不过，同样作为炼钢原料，废钢是直接还原铁的重要竞争对手，因此直接还原铁贸易还存在一定不确定性。

表4 2018-2022年直接还原铁贸易量 万吨

三、新产能建设加快

从现有直接还原铁产能的建设地域看，主要分布在铁矿石资源和能源资源丰富以及价格比较便宜的地区，如中东北非地区、俄罗斯等。在中东北非地区，许多国家正在发展经济，且当地有非常丰富的天然气资源，因而正不断加大气基直接还原铁产能建设，以满足当地炼钢和经济发展的需求。同时，这些地区建设的钢铁产能基本上是球团厂+直接还原铁+电炉，主要是基于自身的资源和能源禀赋选择这一生产流程，而并不是出于减碳目的。例如，伊朗一方面拥有丰富的铁矿资源，同时也拥有丰富的石油和天然气资源，因此，伊朗建设了大量球团厂、直接还原铁和电炉产能，其电炉钢产能占比一直在90%以上，2022年伊朗电炉钢比为91.8%。除了拥有丰富资源和能源的地区已经建成或正在继续建设直接还原铁产能外，未来在向碳中和钢铁生产方式转型压力下，欧美等地区一些钢铁企业已经规划和开始建设直接还原铁产能，同时与电炉配套，以寻求降低碳排放。

1.伊朗加大直接还原铁产能建设

直接还原铁的生产方式分气基和煤基，全球大多数直接还原铁是以气基工艺生产的，而中东地区拥有丰富的天然气资源，因此该地区建有大量气基直接还原铁产能。作为全球第二大直接还原铁生产国的伊朗，其既有丰富的天然气资源，也有大量铁矿资源。因此，伊朗钢铁企业依托其能源和资源禀赋，在过去的20年建设了大量直接还原铁/热压块铁产能，自2000年以来，伊朗约有3170万吨/年直接还原铁/热压块铁产能投产。目前伊朗钢铁企业仍在规划和建设许多直接还原铁/热压块铁产能。

统计数据显示，伊朗采用MIDREX®工艺技术生产的直接还原铁约占伊朗直接还原铁产量的90%。但为了减轻国际制裁压力，伊朗开发了自己的PERED直接还原技术。其特点是投资更低，能源消耗更少。据有关数据，PERED工艺技术目前在伊朗生产的直接还原铁份额估计为8.7%。然而，随着几个项目的建成投产，伊朗PERED工艺技术生产的直接还原铁将逐渐增加: Setareh Simin Hormoz矿业和钢铁公司170万吨/年产能；Baft钢铁联合公司产能80万吨/年的2号直接还原铁模块；库尔德斯坦钢铁公司产能160万吨/年1号直接还原铁模块(计划2025年投产)和在Qorveh地区建设产能100万吨/年的2号直接还原铁模块以及Hormozgan钢铁联合公司产能90万吨/年的3号直接还原铁模块均将采用PERED工艺。

尽管伊朗直接还原铁生产主要采取基于天然气的方式，但其煤基产能生产的直接还原铁在2022年也进入了当地市场。2022年6月，Kavir钢铁公司投产了一座产能10万吨/年回转窑，采用SL/RN技术生产直接还原铁。目前，这座回转窑的直接还原铁产量已经达到11万吨～11.5万吨/年。

据不完全统计，自2021年底以来，伊朗正在建设和规划以及投产的直接还原铁产能如下：

2021年11月，伊朗商业小方坯生产商Arfa钢铁公司完成了其直接还原铁模块性能保证测试。直接还原铁模块的生产率为137.9吨/小时，而生产的直接还原铁平均金属化率为92.9%，其碳含量为1.99%。

伊朗Makran钢铁联合公司继续在伊朗锡斯坦-俾路支斯坦省的Chabahar自由区推进扩建项目，项目第一阶段包括建设产能为160万吨/年热压块铁模块。预计将在下一伊朗年（2023年3月20日）年底建成。

伊朗Kavand Nahan Zamin公司（KNZ公司）Ravar钢厂近年正加大直接还原铁产能建设，包括建设三座隧道窑，每座产能为35000吨/年，截止2022年初，两座隧道窑已经运行，第一座隧道窑于2021年1月投产，第二座隧道窑于2021年3月投产，而第三座隧道窑生产的直接还原铁平均金属化率含量为95%，碳含量在0.5%以内，目前已经建成投产。

在2022年初，伊朗霍尔莫兹甘钢铁联合公司开始建设产能为90万吨/年的3号直接还原铁模块。此外，霍尔木兹甘钢铁联合公司已经收购了Setareh Simin Hormoz矿业和钢铁公司51%的股份。该公司在霍尔莫兹甘省的Bandar Abbas正建设产能170万吨/年直接还原铁模块。此外，该公司还计划建造第二座产能为170万吨/年的直接还原铁模块。

2022年，伊朗Torbat Heydarieh钢铁公司在Torbat Heydarieh市推进新建钢厂一期工程的建设，其中包括建设产能为180万吨/年的直接还原铁厂，预计2025年项目竣工投产。

2022年初，伊朗穆巴拉克钢铁公司已经启动了几个项目，扩大产能，其中包括建设产能90万吨/年3号直接还原铁模块。

（未完待续）