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哪种炼钢路线能耗最低、二氧化碳排放最少？

废钢电弧炉路线。按喀麦隆电网计算，一期（含进口直接还原铁）每吨约排放0.58吨二氧化碳，高炉路线为2.29吨。

结果

推算

在电网排放因子为每千瓦时226克二氧化碳时，Cameroon Steel一期每吨产品约排放0.58吨二氧化碳（含进口直接还原铁），比高炉路线（2.29吨）低75%。在此水平下，氢基直接还原优于天然气基直接还原；电网因子高于约370克/千瓦时时则失去优势。

0.58吨二氧化碳/吨

Cameroon Steel一期

2.29吨二氧化碳/吨

高炉（同一电网）

75%

较高炉路线减排

370克/千瓦时

氢基优于天然气基的电网阈值

963千瓦时/吨

一期吨产品用电量

同一问题的四种视角

五条路线、三项指标、一个电网

吨钢二氧化碳（吨二氧化碳/吨）

对电网排放因子的敏感性（吨二氧化碳/吨）

吨钢终端能耗（吉焦/吨）

吨钢用电量（千瓦时/吨）

二氧化碳柱：灰色为不受电网影响的部分（直接排放和上游排放），橙色为电力部分。浅色刻度为世界钢铁协会2024年全球平均值。Cameroon Steel按每吨成品计（含轧制），其他路线按每吨粗钢计。废钢一行为世界钢铁协会口径下的全球平均值，还计入加热燃料以及石灰、氧气等外购原料的上游排放；Cameroon Steel一行仅计电炉排放、电力和进口含铁原料。两者口径不同。

吨钢二氧化碳、吨钢终端能耗、吨钢用电量
工艺路线	吨二氧化碳/吨	吉焦/吨	千瓦时/吨
高炉-转炉	2.29	21.4	150
天然气直接还原	1.26	17.1	680
氢基直接还原	0.87	12.2	3400
废钢电弧炉	0.53	2.1	520
Cameroon Steel一期	0.58	7.1	963

模型假设

25项假设

参数	取值	区间	状态	来源
喀麦隆电网碳强度（2024年）	226克二氧化碳/千瓦时	200 – 300	有出处	Ember（经Our World in Data）发电碳强度：喀麦隆2024年为225.9克二氧化碳当量/千瓦时，当年水电约占发电量的72%；喀麦隆电力行业监管局（ARSEL）报告2025年水电占比约90%；本站采用更为审慎的2024年因子
敏感性：按2025年电源结构计算的喀麦隆电网	85克二氧化碳/千瓦时	74 – 96	示意	量级估算，并非公布值：采用ARSEL报告的2025年电源结构（8119.9吉瓦时中水电7272.4吉瓦时，火电约10%），结合Ember 2024年数值隐含的火电排放强度（非水电发电约占28%时为225.9克/千瓦时）；白皮书06第3章给出的区间：仅计燃烧排放约74克/千瓦时，计入水电和光伏全生命周期排放因子约96克/千瓦时；各工具取区间中值
全球平均值隐含的电网排放因子	538克二氧化碳/千瓦时	450 – 550	假设	国际能源署《Iron and Steel Technology Roadmap》（2020年）：全球电网因子538克/千瓦时，此处用于将worldsteel平均值拆分为电力部分和其余部分
高炉碳强度（全球平均）	2.34吨二氧化碳/吨	—	有出处	世界钢铁协会《Sustainability Indicators 2025》（2024年数据）
直接还原碳强度（全球平均）	1.47吨二氧化碳/吨	—	有出处	世界钢铁协会《Sustainability Indicators 2025》（2024年数据）
废钢电弧炉碳强度（全球平均）	0.69吨二氧化碳/吨	—	有出处	世界钢铁协会《Sustainability Indicators 2025》（2024年数据）
高炉终端能耗	21.4吉焦/吨	—	有出处	国际能源署《Iron and Steel Technology Roadmap》（2020年10月），各路线终端能耗
天然气直接还原-电炉终端能耗	17.1吉焦/吨	—	有出处	国际能源署《Iron and Steel Technology Roadmap》（2020年10月），各路线终端能耗
废钢电弧炉终端能耗	2.1吉焦/吨	—	有出处	国际能源署《Iron and Steel Technology Roadmap》（2020年10月），各路线终端能耗
高炉外购电力	150千瓦时/吨	50 – 300	假设	规划假设：联合钢厂的大部分电力由工艺煤气自发
天然气直接还原-电炉用电	680千瓦时/吨	550 – 800	推算	欧盟委员会联合研究中心BREF（2013年）：电弧炉404至748千瓦时/吨；炉料中直接还原铁每增加10%，电耗增加14.5千瓦时/吨；Energiron约73千瓦时/吨直接还原铁（欧盟委员会ICIT）
氢基直接还原用电（含电解制氢）	3400千瓦时/吨	3200 – 3600	推算	每吨直接还原铁约需54千克氢气、电解耗电2.4至2.8兆瓦时（Midrex、国际能源署），加上电炉：每吨钢3.2至3.6兆瓦时
废钢电弧炉用电	520千瓦时/吨	404 – 748	推算	电弧炉450千瓦时/吨（国际金融公司EHS 2007，区间347至500），另加钢包精炼炉和辅助设施70千瓦时/吨（RC-1）
氢基直接还原非电力排放	0.10吨二氧化碳/吨	0.05 – 0.15	假设	规划假设，与RC-1电炉直接排放同一量级（0.06至0.15吨/吨）；国际能源署近零排放门槛为0.40吨/吨
电炉直接排放（电极、碳、石灰）	0.10吨二氧化碳/吨钢水	0.06 – 0.15	假设	Cameroon Steel RC-1参考配置，2026年10月10日版（规划估算，并非设计值）：0.06至0.15吨/吨
进口直接还原铁上游排放（天然气基）	0.7吨二氧化碳/吨直接还原铁	0.5 – 0.9	假设	Cameroon Steel RC-1参考配置，2026年10月10日版（规划估算，并非设计值）：天然气竖炉，0.5至0.9吨/吨
电弧炉用电	450千瓦时/吨钢水	347 – 500	有出处	国际金融公司《EHS Guidelines for Integrated Steel Mills》（2007年）：1250至1800兆焦/吨 = 347至500千瓦时/吨；RC-1采用450
直接还原铁比例超过30%时每增加1%的额外电耗	1.45千瓦时/吨（每1%直接还原铁）	1.00 – 2.00	推算	欧盟委员会ICIT，Energiron：炉料中直接还原铁每增加10%，电耗增加14.5千瓦时/吨
钢包精炼炉、连铸、制氧、水、压缩空气、照明	70千瓦时/吨钢水	50 – 100	假设	Cameroon Steel RC-1参考配置，2026年10月10日版（规划估算，并非设计值）：50至100千瓦时/吨
轧制	110千瓦时/吨产品	70 – 140	有出处	国际金融公司EHS指南（2007年）：轧制70至140千瓦时/吨
钢坯电感应加热（部分热装）	300千瓦时/吨产品	150 – 400	假设	Cameroon Steel RC-1参考配置，2026年10月10日版（规划估算，并非设计值）：150至400千瓦时/吨
连铸及轧制收得率	0.94吨/吨	0.92 – 0.96	假设	Cameroon Steel RC-1参考配置，2026年10月10日版（规划估算，并非设计值）：0.92至0.96
废钢入炉金属收得率	0.90吨/吨	0.88 – 0.92	假设	经校准，使70/30的废钢-直接还原铁炉料得出RC-1炼钢收得率0.88（区间0.85至0.91）
直接还原铁入炉金属收得率	0.833吨/吨	0.800 – 0.870	假设	直接还原铁含6%至8%的脉石和未还原氧化物；与废钢收得率一起按RC-1数值0.88校准
直接还原用天然气（上游）	10.0吉焦/吨直接还原铁	9.5 – 11.0	假设	Midrex约9.8吉焦/吨；Energiron约10吉焦/吨；Suez Steel 9.2吉焦/吨（2026年）

计算方法

对每条参考路线，将世界钢铁协会公布的全球平均强度（I）拆分为电力部分E × g_参考和其余部分R = I − E × g_参考，其中E为吨钢用电量，g_参考 = 538克/千瓦时为国际能源署采用的全球电网因子。在电网因子为g时，强度为R + E × g：当g为538克/千瓦时时，模型恰好得出2.34、1.47和0.69吨二氧化碳/吨。氢基路线按同样方法计算，用电3400千瓦时/吨（含电解制氢），其余部分0.10吨。

Cameroon Steel一期依据RC-1参考配置按每吨成品逐项构建：电炉直接排放（每吨钢水0.10吨）、进口直接还原铁的上游排放（每吨直接还原铁0.7吨），以及全厂用电（含电炉、钢包精炼炉、轧制和感应加热，默认963千瓦时/吨）乘以g。直接还原铁比例每超过30%一个百分点，电炉用电增加1.45千瓦时/吨。各项吨位由收得率推算：钢水 = 成品 ÷ 0.94；金属炉料 = 钢水 ÷ Y，Y为废钢（0.90）和直接还原铁（0.833）入炉收得率按比例加权的平均值，与价值链浏览器一致。直接还原铁占30%时Y为0.88，比例越高Y越低（100%时为0.833），每吨钢所需的直接还原铁也就越多。

局限：全球平均值涵盖差异很大的工厂；各来源的核算边界（粗钢或成品、是否含上游）略有不同；能耗为终端能耗（国际能源署口径），而非一次能源。结果仅供参考，投产后将以经核证的实测数据取代。