为积极应对各类环境问题，我国在第75届联合国大会上正式提出2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的“双碳”目标。随着“双碳”目标快速推进，新的挑战正在考验整个国内钢铁行业。近期欧盟通过了碳关税议案，受影响最大的就是是钢铁和其他金属冶炼和加工业，这意味着企业将要为多出的碳排放支付费用。当下，碳减排是各钢铁企业发展的重中之重。
目前，我国钢铁企业的减碳方式主要包括：1、深化结构改革，高炉转电炉；2、产量压减和粗钢限产；3、节能减排和技术升级等三种方式。Mysteel整理了6家钢厂不同的碳减排路径，主要是在节能减排和技术升级上的实践，梳理如下：
一、晋南钢铁集团
项目：“钢-焦-化-氢”绿色低碳全产业链
具体流程：集团的高炉、转炉、焦炉煤气通过相互置换。首先，将高炉煤气送至顶装焦炉，置换出优质的焦炉煤气，再把优质的焦炉煤气全部送至化工厂；其次，将炼钢过程中产生的优质转炉煤气送至化工厂，经过一系列的物理、化学反应及净化处理后，合成乙二醇、LNG及氢气产品；最后，将化工厂氢气送至高炉和烧结，实现了氢能冶炼和富氢烧结。同时，化工厂提纯后的氢气，变压吸附99.999%氢气供氢能汽车使用。
主要技术及地位：该集团旗下山西沃能化工科技有限公司自主研发的“一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁装置及方法”发明成果获得国家知识产权局发明专利授权，标志着该集团已经拥有“钢—焦—化—氢”产业链的核心专利技术。
减碳成果：“钢-焦-化-氢”联产应用后，晋南钢铁集团吨钢碳排放2021年从行业平均水平1.75吨，降低至1.48吨，2022年降低至1.43吨，计划2025年降低至1.36吨。
二、宝钢集团新疆八一钢铁有限公司
项目：富氢碳循环氧气高炉
发展历程：2022年7月全球首个400立方米工业级别的富氢碳循环氧气高炉在新疆的八一钢铁点火投运。经过三个月的工业试验，HyCROF固体燃料消耗降低达30%，碳减排超20%，新工艺具有安全、稳定、顺行、高效，抗波动能力强，制造成本低，与传统制造流程匹配性好等特点。与此同时，富氢碳循环氧气高炉等离子加热项目和电加热项目都在推进中。
主要技术及地位：宝武集团的宝武富氢碳循环氧气高炉HyCROF解决了冶金煤气高效低成本CO2脱除、高压高还原势煤气安全加热、高温煤气-纯氧-煤粉复合喷吹、全氧冶炼煤气循环下合理的煤气分布等主要技术难题。
减碳成果：该项目打通了富氢碳循环氧气高炉工艺全流程，实现固体燃料消耗降低达30%，碳减排超21%。近期，宝武冶金试验平台（HyCROF）——八钢富氢碳循环氧气高炉（400m3级）利用系数实现全新突破。通过提高喷吹比和调整操作方针，富氢碳循环氧气高炉日产量稳步增长，利用系数也随之快速提升，1月为4.1~4.2t/（m3·d），2月下旬就达到了4.4~4.5t/（m3·d），最高日产量超过1700t/d。
三、宝钢股份湛江钢铁有限公司
项目：零碳示范工厂百万吨级氢基竖炉项目
发展历程：2023年4月1日宝钢股份湛江钢铁氢基竖炉最后一段炉壳成功吊装到位，这标志着国内首座百万吨级氢基竖炉炉壳全部顺利吊装完成，4月27日塔顶最后一段钢结构成功吊装到位，标志着氢基竖炉126米本体钢结构顺利封顶。氢基竖炉项目预计2023年底建成。
主要技术及地位：湛江钢铁氢基竖炉项目利用HYL-ZR竖炉冶炼直接还原铁。不仅是中国首套百万吨级氢基竖炉，也是首条集成氢气和焦炉煤气进行工业化生产的直接还原铁生产线，更是中国宝武“2035年力争减碳30%、2050年力争实现碳中和”碳减排目标的重要举措。
减碳成果：投产后对比传统铁前全流程高炉炼铁工艺同等规模铁水产量，每年可减少二氧化碳排放50万吨以上。
四、内蒙古赛思普科技有限公司
项目：氢基熔融还原法高纯铸造生铁项目
发展历程：2021年4月13日内蒙古赛思普科技有限公司氢基熔融还原法高纯铸造生铁项目成功出铁，标志着世界领先的氢基熔融还原冶炼技术成功落地转化，国内传统“碳冶金”向新型“氢冶金”转变的关键技术成功突破。
主要技术及地位：内蒙古赛思普科技有限公司氢基熔融还原法高纯铸造生铁项目响应“生态优先、绿色发展”理念，满足“超低排放”的要求，实施氢基熔融还原冶炼技术，是世界钢铁工业发展的前沿技术之一，为世界首创，该工艺与传统高炉相比具有大幅度降低碳排放、节能、环保等优势，其采用的CISP氢基熔融还原工艺下冶炼的高纯铁水，成功取代了传统的高污染、高耗能、高碳排放的高炉冶金工艺，实现了真正意义上的“绿色冶金”。
减碳成果：赛思普氢基熔融还原冶炼技术，在节能减排上，与传统高炉工艺相比，赛思普工艺取消了传统高炉必不可少的烧结工艺和焦化等工序，排放指标与传统高炉流程相比，二氧化硫排放减少38%、氮氧化物减少48%、颗粒物减少89%。在降碳降耗上，赛思普工艺设计年还原用氢1万吨，可减少二氧化碳排放量11.2万吨/年。
五、中晋冶金旗下中晋太行矿业有限公司
项目：氢基直接还原铁
发展历程：2020年12月20日中晋30万吨/年氢基还原铁项目开车仪式举行，标志着国内首台套氢基竖炉正式投入生产。氢基竖炉的产品直接还原铁（DRI）是高纯高强度钢、高端铸锻件、粉末冶金等材料的优质原料，为我国高端装备制造业、新兴材料业提供了有力的基础材料保障。去年11月至12月，该项目实现了极其恶劣气候条件下45天长周期连续全流程规模化试生产，将原先库存的球团全部生产为合格的还原铁产品。
主要技术及地位：中晋冶金建成了全国首个氢基直接还原铁示范基地，主要包括核心项目30万吨/年直接还原铁项目和气源项目100万吨/年焦化项目，形成了完全具有自主知识产权的CSDRI氢冶金技术，验证了氢基直接还原铁技术的可行性和可靠性，实现了氢基直接还原铁生产“零”的突破，填补了我国氢基竖炉生产直接还原铁的技术空白。
减碳成果：通过氢基直接还原铁装置试生产数据测算，相比传统高炉炼铁工艺，生产1吨还原铁可降低CO₂排放50%，SO₂、NOx 等污染物排放量分别减少74%、63%，降低能耗20%。该项实验装置节能减排优势非常明显。具体表现在节能60%以上，减排二氧化碳32%、二氧化硫74%、氮氧化物62%。
六、河钢集团张宣科技氢冶金公司
项目：120万吨氢冶金示范工程
发展历程：2022年12月16日河钢氢冶金示范工程一期项目实现全线贯通，是全球首例富氢气体（焦炉煤气）零重整竖炉直接还原氢冶金示范工程，标志着我国钢铁行业由传统“碳冶金”向新型“氢冶金”的转变迈出颠覆性、示范性、关键性步伐。据悉，河钢氢冶金示范工程配套建设的电炉短流程高端金属材料生产线，将充分发挥直接还原铁低碳排放高纯净度的优势，开展近零碳排短流程技术研发，探索工艺流程变革背景下的降碳极限，逐步释放全流程减碳潜力，打造行业首套“零碳”示范产线。
主要技术及地位：作为全球首例采用“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺技术的氢冶金示范工厂，它被称为钢铁行业低碳转型的“绿色地标”。与传统碳冶金相比，氢冶金以氢气为燃料和还原剂，可以使炼铁摆脱对化石能源的依赖，从源头上解决碳排放问题。作为一种富氢气体，焦炉煤气本身含有55—65%的氢气成分，可在氢基竖炉内催化裂解为一氧化碳和氢气，实现“自重整”。自重整后，工艺气体中的氢碳比可达到8:1以上，是目前工业化生产中含氢比例最高的气基竖炉直接还原工艺，最接近未来100%氢还原的工艺状态。
河钢氢冶金示范工程竖炉反应器针对高比例氢含量进行了优化设计，预留了绿氢切换功能，不需大规模改造即可直接开展切换为更高比例富氢还原气、纯氢作还原气的工业试验，为未来实现100%绿氢竖炉直接还原提供基础。通过贯通富氢气体净化、氢基竖炉还原、碳捕集及再利用、EAF洁净钢冶炼等绿色短流程，形成“CO₂捕集+CO₂精制”全新工艺路线等一系列领先技术的创新应用，河钢正在打造出可推广、可复制的“零碳”制氢与氢能产业发展协同互补的创新发展模式。
减碳成果：据测算，与同等生产规模的传统“高炉+转炉”长流程工艺相比，河钢氢冶金示范工程一期每年可减少CO₂排放80万吨，减排比例达到70%以上，同时SO₂、NOx、烟粉尘排放分别减少30%、70%和80%以上，且生产每吨直接还原铁可捕集二氧化碳约125千克。
注：①碳达峰：指碳排放量达峰，即二氧化碳排放总量达到峰值后不再增长。
②碳中和：即为二氧化碳净零排放，指的是人类活动直接或间接 “排放的碳”与“吸收的碳”相等。