鋼鐵產業是國民經濟發展的支柱產業。我國是世界第一鋼鐵大國，2020年粗鋼產量達到10.65億噸，占全球粗鋼總產量的56%，但我國鋼鐵生產以高爐-轉爐長流程為主，嚴重依賴煤基化石能源，是導致碳排放量較高的首要因素。2020年，鋼鐵產業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業亟待解決的難題，也是國家的重大戰略需求。因此，鋼鐵產業亟待研發和應用碳中和前沿技術，實現低碳綠色化轉型升級。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業產生直接深遠的影響。
從技術層面來看，鋼鐵產業實現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，研發和應用低碳冶煉與全流程低碳加工及智能制造技術，實現高能效和低碳化。在工藝優化、強化冶煉、余熱和二次資源高效循環利用、超低排放改造、系統節能、產品高質化等基礎上，研發應用低碳高爐、高效連鑄、鑄軋一體化、在線組織性能調控等低碳冶煉、加工新技術，同時開發全流程信息物理系統，實現高可靠性、高穩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碳減排，為碳中和奠定基礎。
第二步，針對鋼鐵產業快速降碳階段，在低碳高能效冶煉基礎上，研發和應用鋼鐵-化工聯產技術（見圖1），增加碳匯，實現碳凈零排放；谔疾都，研發應用鋼鐵-化工-氫能一體化網絡集成CCU技術（steel-chemicals-energy networking integration，簡寫為SCENWI，也稱神威CCU技術），通過鋼鐵-化工協同，為我國以高爐-轉爐長流程為主的鋼鐵產業實現碳凈零排放提供最合理、最徹底的解決方案。
第三步，針對鋼鐵產業深度脫碳階段，在低碳高能效和鋼鐵-化工聯產基礎上，輔以氫能替代化石能源，研發應用氫基豎爐-電爐短流程新工藝技術，在適宜區域實現鋼鐵工藝流程革新和能源結構優化，為深脫碳或無涉碳鋼鐵生產提供全新途徑。
與國外相比，國內目前在氫冶金、鋼鐵-化工聯產等碳中和前沿技術研發方面尚處于起步階段，工業化應用較多處于空白，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未來發展的“卡脖子”技術。由于國外技術保密和限制，我國今后在核心技術應用方面極易受制于人，急需加快碳中和冶金研發步伐，突破關鍵技術，打破國外技術封鎖，搶占低碳前沿陣地，實現核心技術、關鍵裝備、標準體系、研發平臺和人才隊伍的全面超越，引領鋼鐵產業低碳綠色化發展。
鋼鐵產業是國民經濟發展的支柱產業。我國是世界第一鋼鐵大國，2020年粗鋼產量達到10.65億噸，占全球粗鋼總產量的56%，但我國鋼鐵生產以高爐-轉爐長流程為主，嚴重依賴煤基化石能源，是導致碳排放量較高的首要因素。2020年，鋼鐵產業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業亟待解決的難題，也是國家的重大戰略需求。因此，鋼鐵產業亟待研發和應用碳中和前沿技術，實現低碳綠色化轉型升級。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業產生直接深遠的影響。
從技術層面來看，鋼鐵產業實現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，研發和應用低碳冶煉與全流程低碳加工及智能制造技術，實現高能效和低碳化。在工藝優化、強化冶煉、余熱和二次資源高效循環利用、超低排放改造、系統節能、產品高質化等基礎上，研發應用低碳高爐、高效連鑄、鑄軋一體化、在線組織性能調控等低碳冶煉、加工新技術，同時開發全流程信息物理系統，實現高可靠性、高穩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碳減排，為碳中和奠定基礎。
第二步，針對鋼鐵產業快速降碳階段，在低碳高能效冶煉基礎上，研發和應用鋼鐵-化工聯產技術（見圖1），增加碳匯，實現碳凈零排放；谔疾都，研發應用鋼鐵-化工-氫能一體化網絡集成CCU技術（steel-chemicals-energy networking integration，簡寫為SCENWI，也稱神威CCU技術），通過鋼鐵-化工協同，為我國以高爐-轉爐長流程為主的鋼鐵產業實現碳凈零排放提供最合理、最徹底的解決方案。
第三步，針對鋼鐵產業深度脫碳階段，在低碳高能效和鋼鐵-化工聯產基礎上，輔以氫能替代化石能源，研發應用氫基豎爐-電爐短流程新工藝技術，在適宜區域實現鋼鐵工藝流程革新和能源結構優化，為深脫碳或無涉碳鋼鐵生產提供全新途徑。
與國外相比，國內目前在氫冶金、鋼鐵-化工聯產等碳中和前沿技術研發方面尚處于起步階段，工業化應用較多處于空白，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未來發展的“卡脖子”技術。由于國外技術保密和限制，我國今后在核心技術應用方面極易受制于人，急需加快碳中和冶金研發步伐，突破關鍵技術，打破國外技術封鎖，搶占低碳前沿陣地，實現核心技術、關鍵裝備、標準體系、研發平臺和人才隊伍的全面超越，引領鋼鐵產業低碳綠色化發展。
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