鋼鐵產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。我國是世界第一鋼鐵大國，2020年粗鋼產(chǎn)量達到10.65億噸，占全球粗鋼總產(chǎn)量的56%，但我國鋼鐵生產(chǎn)以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程為主，嚴重依賴煤基化石能源，是導(dǎo)致碳排放量較高的首要因素。2020年，鋼鐵產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量占我國碳排放總量的16%左右。有效降低二氧化碳排放強度和加強碳捕捉利用是鋼鐵產(chǎn)業(yè)亟待解決的難題，也是國家的重大戰(zhàn)略需求。因此，鋼鐵產(chǎn)業(yè)亟待研發(fā)和應(yīng)用碳中和前沿技術(shù)，實現(xiàn)低碳綠色化轉(zhuǎn)型升級。即將實施的碳稅政策更凸顯其倒逼作用，將對資源能源密集型的鋼鐵產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生直接深遠的影響。

從技術(shù)層面來看，鋼鐵產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳中和主要包括以下幾步：

第一步，針對碳達峰和碳減排?平臺階段，研發(fā)和應(yīng)用低碳冶煉與全流程低碳加工及智能制造技術(shù)，實現(xiàn)高能效和低碳化。在工藝優(yōu)化、強化冶煉、余熱和二次資源高效循環(huán)利用、超低排放改造、系統(tǒng)節(jié)能、產(chǎn)品高質(zhì)化等基礎(chǔ)上，研發(fā)應(yīng)用低碳高爐、高效連鑄、鑄軋一體化、在線組織性能調(diào)控等低碳冶煉、加工新技術(shù)，同時開發(fā)全流程信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)高可靠性、高穩(wěn)定性全流程智能制造，最大程度地提高能源利用效率和實現(xiàn)碳減排，為碳中和奠定基礎(chǔ)。

第二步，針對鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速降碳階段，在低碳高能效冶煉基礎(chǔ)上，研發(fā)和應(yīng)用鋼鐵-化工聯(lián)產(chǎn)技術(shù)（見圖1），增加碳匯，實現(xiàn)碳凈零排放。基于碳捕集利用，研發(fā)應(yīng)用鋼鐵-化工-氫能一體化網(wǎng)絡(luò)集成CCU技術(shù)（steel-chemicals-energy networking integration，簡寫為SCENWI，也稱神威CCU技術(shù)），通過鋼鐵-化工協(xié)同，為我國以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程為主的鋼鐵產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳凈零排放提供最合理、最徹底的解決方案。

第三步，針對鋼鐵產(chǎn)業(yè)深度脫碳階段，在低碳高能效和鋼鐵-化工聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上，輔以氫能替代化石能源，研發(fā)應(yīng)用氫基豎爐-電爐短流程新工藝技術(shù)，在適宜區(qū)域?qū)崿F(xiàn)鋼鐵工藝流程革新和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為深脫碳或無涉碳鋼鐵生產(chǎn)提供全新途徑。

與國外相比，國內(nèi)目前在氫冶金、鋼鐵-化工聯(lián)產(chǎn)等碳中和前沿技術(shù)研發(fā)方面尚處于起步階段，工業(yè)化應(yīng)用較多處于空白，總體屬于“跟跑”階段。因此，碳中和冶煉極有可能成為制約我國鋼鐵工業(yè)未來發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)。由于國外技術(shù)保密和限制，我國今后在核心技術(shù)應(yīng)用方面極易受制于人，急需加快碳中和冶金研發(fā)步伐，突破關(guān)鍵技術(shù)，打破國外技術(shù)封鎖，搶占低碳前沿陣地，實現(xiàn)核心技術(shù)、關(guān)鍵裝備、標準體系、研發(fā)平臺和人才隊伍的全面超越，引領(lǐng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳綠色化發(fā)展。

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。我國是世界第一鋼鐵大國，2020年粗鋼產(chǎn)量達到10.65億噸，占全球粗鋼總產(chǎn)量的56%，但我國鋼鐵生產(chǎn)以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程為主，嚴重依賴煤基化石能源，是導(dǎo)致碳排放量較高的首要因素。2020年，鋼鐵產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量占我國碳排放總量的16%左右。有效降低二氧化碳排放強度和加強碳捕捉利用是鋼鐵產(chǎn)業(yè)亟待解決的難題，也是國家的重大戰(zhàn)略需求。因此，鋼鐵產(chǎn)業(yè)亟待研發(fā)和應(yīng)用碳中和前沿技術(shù)，實現(xiàn)低碳綠色化轉(zhuǎn)型升級。即將實施的碳稅政策更凸顯其倒逼作用，將對資源能源密集型的鋼鐵產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生直接深遠的影響。

從技術(shù)層面來看，鋼鐵產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳中和主要包括以下幾步：

第一步，針對碳達峰和碳減排平臺階段，研發(fā)和應(yīng)用低碳冶煉與全流程低碳加工及智能制造技術(shù)，實現(xiàn)高能效和低碳化。在工藝優(yōu)化、強化冶煉、余熱和二次資源高效循環(huán)利用、超低排放改造、系統(tǒng)節(jié)能、產(chǎn)品高質(zhì)化等基礎(chǔ)上，研發(fā)應(yīng)用低碳高爐、高效連鑄、鑄軋一體化、在線組織性能調(diào)控等低碳冶煉、加工新技術(shù)，同時開發(fā)全流程信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)高可靠性、高穩(wěn)定性全流程智能制造，最大程度地提高能源利用效率和實現(xiàn)碳減排，為碳中和奠定基礎(chǔ)。

第二步，針對鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速降碳階段，在低碳高能效冶煉基礎(chǔ)上，研發(fā)和應(yīng)用鋼鐵-化工聯(lián)產(chǎn)技術(shù)（見圖1），增加碳匯，實現(xiàn)碳凈零排放?；谔疾都茫邪l(fā)應(yīng)用鋼鐵-化工-氫能一體化網(wǎng)絡(luò)集成CCU技術(shù)（steel-chemicals-energy networking integration，簡寫為SCENWI，也稱神威CCU技術(shù)），通過鋼鐵-化工協(xié)同，為我國以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程為主的鋼鐵產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳凈零排放提供最合理、最徹底的解決方案。

第三步，針對鋼鐵產(chǎn)業(yè)深度脫碳階段，在低碳高能效和鋼鐵-化工聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上，輔以氫能替代化石能源，研發(fā)應(yīng)用氫基豎爐-電爐短流程新工藝技術(shù)，在適宜區(qū)域?qū)崿F(xiàn)鋼鐵工藝流程革新和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為深脫碳或無涉碳鋼鐵生產(chǎn)提供全新途徑。

與國外相比，國內(nèi)目前在氫冶金、鋼鐵-化工聯(lián)產(chǎn)等碳中和前沿技術(shù)研發(fā)方面尚處于起步階段，工業(yè)化應(yīng)用較多處于空白，總體屬于“跟跑”階段。因此，碳中和冶煉極有可能成為制約我國鋼鐵工業(yè)未來發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)。由于國外技術(shù)保密和限制，我國今后在核心技術(shù)應(yīng)用方面極易受制于人，急需加快碳中和冶金研發(fā)步伐，突破關(guān)鍵技術(shù)，打破國外技術(shù)封鎖，搶占低碳前沿陣地，實現(xiàn)核心技術(shù)、關(guān)鍵裝備、標準體系、研發(fā)平臺和人才隊伍的全面超越，引領(lǐng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳綠色化發(fā)展。

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