钢铁行业供热系统低碳化转型：技术路径与实践

Decarbonizing Steel Industry Thermal Systems:Technological Pathways and Practices 2026 年 8 月 关于绿色创新发展研究院（iGDP） 绿色创新发展研究院 (Institute for Global Decarbonization Progress, iGDP)，2014 年成立于北京，是专注绿色低碳发展的公益性国际化智库。 iGDP 自成立以来，根植我国绿色低碳实践，紧跟全球应对气候变化进程，服务决策者、实践者、投资者，通过跨学科、系统性、实证性的研究，推动能源和气候变化解决方案的科学化和精细化，与多方合作推动绿色低碳议题的多元化和国际化的沟通，提供有国际视野和前瞻性的解决方案及公共知识产品，为全球可持续发展做出贡献。 报告作者 刘雪野 绿色创新发展研究院 项目主任 / 高级分析师杨鹂 绿色创新发展研究院 副主任 / 高级项目总监 / 高级分析师刘晶宁 绿色创新发展研究院 分析师洪佳玲 绿色创新发展研究院 高级分析师 liuxueye@igdp.cnyangli@igdp.cnliujingning@igdp.cnhongjialing@igdp.cn 联系方式 绿色创新发展研究院（iGDP）：igdpoffice@igdp.cn 致谢 本报告研究内容得益于好思汇相关研讨活动、调研活动及专家访谈，感谢各位参与专家。感谢 iGDP 同事胡敏、汪燕辉、陈思敏、徐懿情、吕雅宁、张瑛睿对本项目提供的重要建议与反馈。感谢东北大学低碳钢铁前沿技术研究院副院长张琦教授的审阅并提出宝贵的建议。由于时间和资源的限制，目前报告未能充分采纳各位专家的每一项宝贵意见，我们将在后续的研究工作中不断修正和完善不足之处。 本报告内容和观点仅代表作者的个人理解和观点，旨在加强相关领域的讨论交流，不代表支持方、作者所属机构、调研专家学者的立场和观点。本报告内容采用数据和信息均来自公开的信息和渠道，我们力求准确和完整，但难免偶有疏漏，敬请谅解并指正。 绿色创新发展研究院 . 工业领域低碳供热潜力及实施路线图系列报告之二：钢铁行业供热系统低碳化转型：技术路径与实践 . 202608. 报告 . 北京：绿色创新发展研究院 . 目 录 执行摘要.......................................................................................................................1Executive Summary:..................................................................................................21. 引言..........................................................................................................................42. 钢铁供热低碳转型的政策驱动...................................................................................42.1 余热余能回收政策......................................................................................42.2 降低工艺供热相关化石能源消费.................................................................42.3 提高工艺供热效率......................................................................................53. 钢铁行业低碳供热技术及实践...................................................................................53.1 钢铁供热低碳技术路线...............................................................................53.2 余热回收....................................................................................................63.3 系统能效提升...........................................................................................123.4 氢能冶炼..................................................................................................134. 挑战与建议.............................................................................................................194.1 中国钢铁行业工艺供热低碳转型挑战........................................................194.2 政策建议..................................................................................................194.2.1 强化钢铁行业低碳供热政策体系........................................................194.2.2 推动绿氢资源丰富地区开展氢基熔融技术规模化应用........................194.2.3 加速焦炭资源丰富地区电炉钢占比跨越式提升...................................204.2.4 推动沿海钢铁企业建设“风光储氢”多能互补及绿电直供....................204.2.5 强化碳市场约束，引导钢铁产业结构优化..........................................20参考文献.....................................................................................................................22 执行摘要 本报告针对中国钢铁行业对工艺生产供热1开展低碳转型的背景、技术路径及政策支撑体系进行了系统性分析。2023 年，中国钢铁行业能源消费占全国总量的 12%( 国家统计局 , 2025)，其中供热环节高度依赖化石燃料，是行业碳减排的核心难点。 既有研究表明，中国钢铁行业供热低碳转型过程中呈现出显著的阶段性特征，其路径通常遵循 “先提升能效挖潜、再推进工艺流程变革、最终实现与绿电系统融合” 的递进模式 (IEA , 2021)。近期（2025-2030 年）以极致能效工程为核心，重点突破高炉熔渣显热回收、中低温余热梯级利用及工序界面热能协同技术，旨在存量设备基础上最大化余热回收率。中期（2030-2040 年）侧重于工艺流程的结构性调整，通过扩大废钢电弧炉短流程占比及氢基竖炉、氢基熔融还原技术的规模化示范，实现化石燃料的部分替代。远期（2040-2060 年）则依赖绿氢冶金、铁矿石直接电解及CCUS 技术的深度耦合，构建跨行业能源循环网络，最终实现近零排放。 本报告在全面梳理国内外有关钢铁供热低碳技术的研究成果与报告的基础上，对不同低碳供热技术的适用范围和经济性进行了比较分析，总结了当前学术界普遍认可的中国钢铁行业低碳供热技术发展方向。在每个阶段选取具有深度减排效果与商业可行性的代表性技术，并通过典型案例加以阐述，以便清晰展示不同阶段的技术选择依据与发展逻辑。 通过对河钢氢冶金、首钢京唐界面优化及波士顿金属电解炼钢等案例的深度梳理，报告分析了各项低碳供热相关前沿技术在减碳效果与经济性方面的表现。分析表明，尽管前沿技术具备显著的减排潜力，但目前仍面临绿氢成本高昂、可再生能源供应不稳、存量资产处置难度大以及跨行业协同机制不健全等现实挑战。 基于此，报告提出四点建议：一是加强量化指标约束，建立分阶段、分区域的钢铁行业低碳供热评价标准；二是依托内蒙古、山东等资源禀赋地区，布局“风光储氢”一体化示范项目，降低绿能使用成本；三是在焦炭资源富集区加速短流程转型，完善废钢分类回收体系；四是利用碳市场机制优化产业配额分配，引导资金流向低碳供热技术改造。综上所述，钢铁行业供热系统的脱碳需通过技术迭代与政策驱动双向发力，推动行业向新型能源系统的灵活性调节器转型。 本报告所指工业供热范围只包含工业行业工艺生产所需要的热量，不包含工业生产过程中产生的热量用于居民区取暖、工业园区取暖等。 Executive Summary: This report systematically analyzes the background, technological pathways, and policy support systemspertaining to the low-carbon transition of process heating in China's steel industry. In 2023, the energyconsumption of China's steel sector accounted for 12% of the national total (NBS, 2025). The heatingprocesses, which remain heavily reliant on fossil fuels, constitute a primary bottleneck for carbon mitigationwithin the industry. Existing studies indicate that the low-carbon transition of thermal systems in China's steel industry unfoldsin distinct stages. The trajectory generally follows a progressive paradigm: "initially maximizing energyefficiency potential, subsequently restructuring production processes, and ultimately achieving integrationwith the green electricity system" (IEA, 2021). In the near term (2025–2030), the strategy centers on ultimateenergy efficiency engineering, prioritizing breakthroughs in sensible heat recovery from blast furnace slag,cascade uti