钢铁冶金行业是重资产行业，主要参与方为铁矿石厂、焦炭厂、各大钢铁厂、冶金设备公司、冶金建筑设计公
钢铁冶金行业是重资产行业，主要参与方为铁矿石厂、焦炭厂、各大钢铁厂、冶金设备公司、冶金建筑设计公司、钢铁贸易商、政府政策部门、环保部门、冶金协会等。钢铁产业链的实体很多是大规模的公司，且国内钢铁厂有进一步并购整合之势，钢铁工艺的创新也主要由大型钢铁厂主导试验。但整个产业链的运转除了这些大厂外，也有很多上下游小厂去参加了，共同配合形成整个产业，这也就给钢铁行业创业者和投资者带来了机会。特别是从当前到未来二三十年，低碳冶金是行业的主要趋势和发力方向，各种创新和升级必然逐渐涌现。在低碳冶金之路上，怎样去发现一些值得投资的项目，是值得思考的一个问题。
本报告将介绍低碳冶金当前发展的现状、各大在建项目、未来的路线图，从数字化、智慧工厂、新工艺、环保、循环等角度来进行项目挖掘，抛砖引玉，为项目投资者提供一些思路。（注：本报告主要涉及钢铁冶金领域，有色冶金的项目思路类似。）
钢铁行业是中国工业的支柱性行业，约占我国GDP的5%。钢铁行业涉及面广、产业关联度高、消费拉动大，在经济建设、社会持续健康发展、就业稳定等方面发挥着及其重要的作用。但另一方面，中国钢铁行业碳排放量约占中国碳排放总量的15%，是碳排放量最高的制造业。从全世界看，2022年，全球钢铁工业碳排放量约为28亿吨，占全球能源系统排放量的8%左右，中国钢铁工业碳排放量占到了全球钢铁碳排放总量的60%。
中国钢铁行业目前仍以碳排放强度高的长流程为主，长流程产能约占总产能的90%。长流程采用高炉—转炉冶炼技术路线，以煤炭为主体能源结构，吨钢二氧化碳排放量约1.76吨，其中炼铁环节占70%以上。在碳中和承诺以及去产能的双重压力下，我国钢铁行业面临严峻挑战。降低碳排放量，实现碳达峰、碳中和的目标，钢铁行业是主战场。发展低碳炼铁炼钢新技术，促进钢铁工业绿色低碳转型发展迫在眉睫。
同时，钢铁下业也慢慢变得关注钢材产品的碳排放量，如奔驰、宝马等汽车企业已经要求钢铁供应商提供汽车板产品的生命周期评价报告，并提出了“绿钢”要求。2023年5月，欧盟碳边境调节机制（CBAM）正式生效，意味着钢铁、水泥等多个行业将被征收
。根据预测，中国钢铁行业出口成本或增加4%~6%，粗算为2亿~4亿美元。这在某种程度上预示着，若无法尽快降低钢铁工业的碳排放量，将会通过“碳成本”直接影响钢铁产品的国际竞争力。
我国的碳排放权交易体系也于2021年7月16日开始正式交易。作为世界上最大的碳排放权交易系统，该碳市场目前覆盖超过40亿吨年排放量，在第一阶段涵盖2225家燃煤和燃气发电企业，并将逐步覆盖到钢铁和化工等其他高耗能、高污染行业。纳入碳排放交易体系后，重点控排的钢铁企业将在相关配套方案下，每年获得免费的碳排放配额，在企业实际运营中，如果碳排放量高于其配额，则企业要到碳交易市场购买权益，这样就会面临成本上升的压力，通过这样硬性约束企业去整改创新实现碳减排；若企业碳排放量低于其配额，则盈余的部分可以在碳交易市场出售，从而在碳减排过程中获得收益。企业的排放限额由其省级生态和环境部门决定并分配，在初期，企业碳排放配额相对宽松，让企业有碳减排的适应期，而后续的免费碳排放配额将不断收紧，迫使企业一定不断减排应对，促进企业在节能减碳方面不停地改进革新突破。
目前钢铁行业的碳减排、“碳达峰”尚在探索、实验阶段，主要的实现路径有以下几类：能效提升、绿色能源、富氢冶金、碳捕捉、循环经济、碳交易等。重点在于创新和探索新的炼铁生产的基本工艺，如低碳技术、氢冶炼技术及电解技术，在排放控制中加大碳捕集、封存、利用技术（CCS/CCUS）的推广应用，以及扩大应用电炉炼钢规模。从政策角度，对于低碳冶金，国家层面已经有了顶层设计。2022年，工信部等几部委联合发布《关于促进钢铁工业高水平发展的指导意见》，提出将制定氢冶金行动方案，快速推进低碳冶炼研发技术应用。在国家发改委发布的《氢能产业高质量发展中长期规划》中则进一步明确，开展以氢作为还原剂的氢冶金研发技术应用，探索氢能冶金示范应用。2023年7月国家发改委发布的最新版《产业体系调整指导目录》则明确列出了钢铁行业鼓励类、限制类、淘汰类生产的基本工艺和装备名录。
中国宝武钢铁集团有限公司（中国宝武）率先在中国钢铁行业提出碳减排目标。2021年1月，中国宝武公布了其“碳达峰”“碳中和”时间表——“力争2023年实现二氧化碳排放达到峰值，2025年具备减碳30%工艺技术能力，2035年力争减碳30%，2050年实现‘碳中和’”。这也代表着，中国宝武计划提前7年实现“碳达峰”，提前10年实现“碳中和”，这个进度远超2020年中央经济工作会议上设定的整体目标。2021年12月，鞍钢集团发布低碳冶金路线图，提出了低碳发展愿景、“三个使命”和“五大路径”，2025年实现碳排放总量达峰；2035年碳排放总量较峰值降低30%，吨钢碳排放强度降低30%以上；2035年之后，规模化应用低碳工艺技术，深度降碳，最终实现碳中和。
2022年3月，河钢集团发布低碳发展技术路线图，划分了低碳发展三个阶段：碳达峰平台期（2022~2025）、稳步下降期（2026~2030）、深度脱碳期（2031~2050），明确了六大降碳技术路径：铁素资源优化、流程的优化重构、系统能效提升、用能结构优化、低碳技术变革、产业协同降碳，以实现2025年碳排放总量较峰值降10%，碳排放强度较峰值降25%；2030年碳排放总量较峰值降30%，碳排放强度较峰值降45%；2050年实现碳中和。
2022年12月，首钢披露至2025年钢铁碳排放总量实现达锋，2030年实现汽车板低碳专线年首钢碳排放总量较峰值降低30%，2050年力争实现碳中和。
2023年1月，太钢对外发布了不锈钢低碳冶金技术路线图。路线图明确了企业低碳发展的时序表和基于不锈钢产品冶炼的六大碳中和技术路径：2025年实现降碳6%、2030年实现降碳16%、2035年实现降碳30%、2055年实现碳中和的目标，形成由清洁能源制取、低碳不锈钢原料制备、碳捕集循环利用、不锈钢渣资源利用、零碳绿色高性能不锈钢产品开发构建的不锈钢低碳冶金技术路线
根据中国企业数据库查询，目前中国钢铁行业的存续企业6491家，在业公司数达2040家。其中有炼铁、炼钢能力的钢铁企业有600多家，中国钢铁行业的产业集中度依然存在着布局较散、效率较差的情形。主要上市公司有宝钢股份、河钢股份、沙钢股份、鞍钢股份、安阳钢铁、山东钢铁、华菱钢铁、马钢股份、包钢股份等。
在“碳达峰”“碳中和”目标的引领下，部分竞争力较弱的钢企可能会承受更大的成本压力，而在压缩掉过剩产能之后，部分企业或面临市场出清的风险，钢铁行业也进入深度兼并重组的优化升级阶段。在工信部表示要从四方面促进钢铁产量压减的政策前提下，“十四五”期间几乎不可能会有新的钢铁项目上马，钢企若想实现产能扩张，也只有通过兼并重组和产能置换的方式实现。
目前中国钢铁工业机械化、电气化、自动化、信息化并存，不同企业未来的发展差异大，宝钢等先进企业已达工业3.0阶段，并向工业4.0探索迈进，但还有大批钢企仍然处于工业2.0阶段。同时钢企内部不同产线间的先进性也差异巨大，个别分厂或产线实现了远程化无人化作业，而绝大部分仍然大量依靠人力。随着人力成本的不断加大，企业员工对作业环境和劳动舒适感尊崇感诉求的不断的提高，远程化自动化生产的需求和趋势愈加明显和迫切。人机一体化智能系统整体处于起步阶段，人机一体化智能系统的标准、软件、信息安全基础薄弱，缺少行业标准，共性关键技术亟待突破。
目前钢铁工业普遍采用的体系架构是ISA-95的ERP-MES-PCS三层架构，并细化为五级系统：一级基础自动化系统(BAS)、二级过程控制管理系统(PCS)、三级车间级制造执行系统(MES)、四企业资源计划系统(ERP)和五级企业间管理系统及决策支持系统(DSS)，但这种体系架构已满足不了钢铁工业数字化智能化深层次地融合和人机一体化智能系统发展的需要。
在国家明确新基建范围后，如何通过包括5G技术在内的新技术改造传统制造业，成为许多钢铁企业思考的问题。钢铁行业要从“制造”向“智造”转型，数字化连接是基础，以数字化工厂为支撑，将数字化调度管控、数字化模拟仿真、数字化运维和基于大数据的人工智能技术融为一体，搭建企业日常生产运营的核心大脑，集成企业各级信息化系统数据，通过可视化、数字化、智能化的手段集中管控公司的生产、能源、物流、设备等主体业务，实现冶金智能排产和全流程质量追溯分析。
国家“双碳”目标设立以来，钢铁行业超低排放改造迅速推进，减污降碳高质量绿色发展协同并进。国家发改委、工信部与生态环境部相继出台了新改扩建钢铁冶炼项目备案和产能置换政策，生态环境部也出台了源头防控指导意见等文件，鼓励率先超低、低碳环保的优势产能享受政策红利，有效限制“两高”项目建设、倒逼落后产能退出。
（CCS/CCUS）的开发和应用也逐渐紧迫起来。CCUS将是实现大规模“碳移除”，真正打通钢铁走向碳中和“最后一公里”的关键，探索CCUS与钢铁生产流程的深度耦合是行业重点方向，而经济可行的技术工艺突破是技术规模化应用的首要前提。CCUS是一个长链条的系统性工程，需要加速构建“碳捕集-碳利用-碳封存-碳核证-碳资产”的低碳技术和标准体系，加快CCUS减碳方法学的研制，形成钢铁行业全流程的CCUS碳减排技术解决方案。
采用先进的生产线升级工艺也能有效实现碳减排。国家发改委发布的《产业体系调整指导目录（2023）》其中就明白准确地提出了要淘汰土法炼焦、炭化室高度小于4.3米焦炉、环形/步进式烧结机、400立方米及以下炼钢用生铁高炉、用于熔化废钢的工频和中频感应炉、30吨及以下炼钢转炉/电弧炉、单机产能3万吨及以下的冷轧带肋钢筋生产设备等等落后技术和设备，而鼓励以下几类方向：
1. 黑色金属矿山开采、选矿及共伴生矿产综合开发利用，黑色金属矿山尾矿充填采矿工艺、技术及装备；
2. 带式焙烧等高效球团矿生产及高炉高比例球团冶炼，气基坚炉直接还原低碳炼铁(不含煤制气)，高炉富氢啧吹冶炼、冶金渣余执回收及综合利用，近终型铸轧一体化，加热炉高效燃烧(包括全氧燃烧技术、富氧燃烧技术、低氮燃烧技术 )，热轧氧化铁皮无酸表面处理；3. 利用钢铁生产设备处理社会废弃物(不含危险废物 )；
比如，沙钢引进建设中国首条双辊薄带铸轧生产线，通过自主创新建成了世界上最先进、指标最好的超薄带生产线毫米薄规格热轧钢卷的量产。这与传统热连轧工艺相比，生产流程快速缩短，二氧化碳排放量降低75%，实现了高水平的绿色低碳生产。
太钢不锈钢投产由西马克集团提供的功能强大的4.3米厚板热轧机，该轧机可轧制材料范围广，包括碳钢、优质钢、低合金钢、船舶钢、桥梁和能承受压力的容器钢、耐候钢和耐磨板、符合API标准的管线钢，以及不锈钢和镍基材料。轧机机架配备新型集成除尘系统，轧制时在辊缝处直接收集并吸走粉尘，从而防止了在特殊合金等钢钟轧制过程中产生的污染排放。
中南钢铁围绕提高转炉废钢比、降低高炉燃料比、直送热装等开展工艺改革，提高现有钢铁流程热效率和化学能利用，降低碳排放。另外优先选用铁路、水路、管道或管状带式输送机等清洁方式及新能源汽车运输；全方面实施皮带、轨道、辊道运输系统建设，最大限度减少厂内汽车运输量等实现碳减排。
冶金还原反应原理指出，氢气是一种高效还原剂。氢气扩散速度约为一氧化碳的4倍，其还原产物水的扩散速度约为二氧化碳的1.5倍，所以氢气能够比一氧化碳更快地通过矿石细微的孔隙达到反应界面，还原后生成的水蒸气也比二氧化碳扩散得快。氢气不但本身就具有还原作用，而且对一氧化碳还原具有催化作用。钢铁生产若使用“氢还原”替代“碳还原”，既可以省去烧结、炼焦等重污染工序，其产品直接还原铁又能补充我国废钢资源不足，为高质量钢材提供优质纯净铁，是电炉生产高端优质钢和特种钢的纯净原料，进而提高我国高端绿色低碳钢铁产品的国际竞争力。
高炉富氢冶炼是指通过在高炉中喷吹氢气或富氢气体(焦炉煤气、天然气等)，替代部分碳还原反应所实现的“部分氢冶金”。高炉喷氢具有加速间接还原反应，提高生产率和铁水质量，降低燃料比、焦比和渣量等优势，但相关的反应机理等理论研究还不充分，存在高炉温度分布不均等问题。一般高炉的使用的时间为30~40年，可以预计的是，在未来很长一段时间内，全球范围内
将是过渡期内重要的研发方向。在实践上，宝武集团八一钢铁开展了富氢碳循环高炉技术试验，将经过脱碳处理的煤气接入富氢碳循环高炉，实现脱碳煤气循环利用，吨铁燃料比下降45 kg。日本COURSE50项目通过富氢高炉还原与 CO₂捕集回收实现高炉的碳减排。德国蒂森克虏伯氢基炼铁项目进行高炉喷氢试验，表明吨铁消耗氢气量为11.7 kg，可使 CO₂减排19%。
非高炉氢冶金技术大致上可以分为竖炉法、流化床法、熔融还原法3种冶炼工艺，以气基竖炉法为主流，其MIDREX、HYL是气基竖炉的两大代表性技术，目前世界上正在运行的以天然气或煤制合成气生产直接还原铁的MIDREX、HYL竖炉入炉煤气的氢气体积分数可达55%~80%。以MIDREX H 2氢冶金工艺(90%氢气还原)为例，氢还原消耗指标约为550 m³( H 2)/t(DRI)，如果实现全“绿氢”冶金，百万吨级氢冶金工程“绿氢”的需求量约为6.3万 m³/h，
需要大规模的稳定“绿氢”制备技术保障。中国竖炉氢冶金技术还刚刚处于起步阶段，同时受氢气制备和储运、高品质精矿等条件制约，距离实现大规模应用和全生命周期深度降碳仍有一定距离，需进行大量研究。国内河钢集团、宝武集团、鞍钢集团、酒钢集团、建龙集团、中晋太行等大型钢铁企业已经在开展应用尝试和探索，这将有力推动中国非高炉氢冶金技术的发展。
加大废钢铁的循环利用是提高钢铁行业资源利用效率、减少资源消耗和污染排放的重要举措。废钢是节能、低碳环保、可循环使用的再生资源，使用废钢生产1吨钢平均可减少1.6吨碳排放、减少350公斤煤炭消耗、降低固体废弃物排放4.3吨，同时减少废水、废气的排放。中国废钢铁应用协会发布的《废钢铁产业“十四五”发展规划》提出，到“十四五”末，全国炼钢综合废钢比达到30%；废钢铁加工准入企业年加工能力达到2亿吨；钢铁渣的综合利用率达到85%，其中高炉渣的综合利用率达到95%，钢渣的综合利用率达到60%。
废钢可作为配料与铁水进行配比进入转炉炼钢环节。转炉生产中使用废钢的制造成本要低于铁水成本，开发转炉高废钢比冶炼工艺
除了部分作为转炉炼钢的配料，废钢能够使用碳排放更低的电炉短流程（EAF）进行生产，并且通过绿电实现碳减排也更具有经济性。测算表明，电炉的碳排放强度不到高炉的一半，电炉技术也很成熟，只是当前受制于中国的废钢保有量、电价等因素，目前成本与高炉长流程成本持平。当废钢量累积增多、废钢价格降低、更便宜的电
图 3 转炉与电炉成本随废钢价格的变化在碳达峰、碳中和的长远战略目标以及近年来环保政策逐步趋严之下，同时也随着国内废钢供应量的上升以及价格更低廉的电容易获取，预计中国未来的电炉钢比例将由当前的约10%增加到2030年的20%。到2050年通过电炉冶炼废钢替代长流程炼钢，预计可贡献钢铁行业二氧化碳累计减排量的20％。
2022年1月，工信部、发展改革委、生态环境部联合发布《关于促进钢铁工业高水平发展的指导意见》。
2022年8月，中国钢铁工业协会发布了《钢铁行业碳中和愿景和低碳技术路线. 示范项目
2021年5月开工至2022年12月全线建成投产，河钢集团与意大利特诺恩（TENOVA）联手中冶京诚在河钢集团张宣科技共同研发和建设了全球首例120万吨氢冶金工程示范项目。2023年5月，示范工程一期取得圆满成功，预计每年能减少碳排放80万吨，减排比例达到传统路径的7成以上。
该工程在全球首次采用了以焦炉煤气为还原气体的高压竖炉零重整氢冶金技术，工艺气体中氢碳比高达8∶1以上，其产品绿色高纯直接还原铁金属化率达到94%以上，达到国际一类标准。产品生产的低碳汽车用钢，在河钢集团唐钢公司下线并检验合格，已向客户德国宝马集团提供数据包，正式开启材料认证。根据2022年8月河钢与宝马签署的一份《打造绿色低碳钢铁供应链合作备忘录》备忘录，宝马成为河钢绿色低碳钢铁的第一家客户，从2023年中期开始，宝马沈阳生产基地量产车型将逐步使用河钢的低碳汽车用钢。
2023年8月，河钢召开“钢铁行业CCUS（二氧化碳捕集利用与封存）工业示范项目启动会暨技术方案论证会”，真正开始启动钢铁行业CCUS工业示范项目，并完成了工艺方案论证。根据河钢集团规划，预计到2025年，河钢氢冶金冶炼流程占比将提升到7%左右，2030年逐步提升到10%左右，2050年努力达到30%。
2022年2月，中国宝武湛江钢铁零碳示范工厂百万吨级氢基竖炉开工建设。预计2023年底建成，投产后对比传统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。湛江钢铁百万吨级氢基竖炉项目总投资18.9亿元，由中钢国际设计，主要设施包括竖炉本体、竖炉装料卸料系统、产品冷却系统、气体回路系统、原料输入和成品输出系统，以及配套的球团供应系统、能源公辅系统与信息化系统。
在数字智能化方向，宝山钢铁基地C008热镀锌智能车间通过远程运维、大数据、人工智能等综合智慧手段对冷轧厂C008热镀锌智能车间智能化升级后，吨钢能耗下降了15%，综合污染物吨钢下降30%，劳动效率提高30%，产能提高20%，加工成本下降了10%。
2022年4月，沙钢燃气—蒸汽联合循环发电（CCPP）项目全面开建。作为一种先进的发电技术，燃气—蒸汽联合循环发电具备高效、低耗、启动快、调节灵活、环境污染小等诸多优势。该项目总投资约16亿元，建成后将进一步提升沙钢煤气资源利用效率，预计年增发电量7.5亿千瓦时，年节约标煤8万余吨。
如2.1节所述，有炼铁、炼钢能力的钢铁企业目前仍有600多家，在当前环保要求提升、钢产量管控、下游需求不足、钢材市场价格下行的环境下，部分企业或面临市场出清的风险，钢铁行业将进入新一轮兼并重组的阶段。预计未来中国钢铁行业的重组将以内部专业整合、区域重组并购为重点，以提高钢铁行业产业集中度为预期。
比如，2023年2月中国宝武表示2023会继续推进钢铁板块的专业化整合和对外联合重组，涵盖硅钢、钢管、重轨、厚板等领域。2023年8月就有消息披露，中国宝武拟全面收购中粮集团旗下的【中粮包装】，进而与子公司【宝钢包装】进行资源整合，提高市场竞争力。
从资产规模来考虑，短流程电炉厂、特种钢材厂、轧钢厂、粉末冶金类企业等中等规模的公司，是市场资本可参与的并购方向。
冶金行业生产流程工序复杂、环境严苛，数字化智能化仍有很大需求。比如，在长期的使用的过程中，高炉炉底大沟底部处于高温、高压和熔融金属的环境中，加上高炉内部物料流动和气流的冲击，高炉内部温度分布的不均匀，会导致耐材的磨损、开裂、甚至穿漏。若发生事故，将导致重大的损失。对于目前高炉区域的安全防护而言，做到高温监测提前预警十分必要。这方面的勇于探索商业模式的公司有【格物优信】等。
比如在安全管理方面，国务院《“十四五”安生生产规划》明确把冶金作为智能分析及应急救援的重点工业场所。针对冶金行业作业过程中的安全风险隐患，对钢铁生产的全部过程中炼铁、炼钢、轧钢等重点危险作业区域的安全着装、人员行为、物体状态和环境风险进行实时识别很有必要。这方面的勇于探索商业模式的公司有【鲲云科技】等。比如，钢包作为钢水冶炼的最主要和高频承载容器，为保证生产安全和周转效率，工人要实现对钢包进行热态状态下的高频维修维护，在炉内壁温度可达1600度的环境下，进行如底部吹氧、滑板更换、残渣清理、引流砂添加等一系列复杂危重作业动作，钢包热修进行无人化作业就很有必要。这方面提供工业机器人产品的勇于探索商业模式的公司有【瓦特曼WATTMAN】等。
比如，在智慧运维方向，【容知日新】的产品通过传感器的布置搭建物联网来解决数据获取，实现设备的全方位智能监测，降低设备过失、失修风险，减少非计划停机，进行全生命周期管理。【昆仑互联】将大数据、物联网、人工智能以及5G等新一代信息技术与制造业深层次地融合，打造深耕工业公司节能环保、降本增效、碳资产管理和环保设施第三方运维的昆仑工业互联网INECO平台，构建了智慧运维管家新赛道。
在中国，废钢比只有22%，废旧铝的使用率只占铝产业的17%。而欧洲在生产新的铝制品时，回收铝的使用率达到了七成，废钢的利用率则是四到五成。在美国，生产新的钢铁制品时，废钢的利用率达到七成。就像全球最大的金属回收再生利用公司之一【顺尔茨（Scholz）公司】所预测那样，中国的金属回收行业正处于爆发式增长的前夜。“至2030年，中国废钢回收利用比例将会翻一番左右，即每生产11亿至12亿吨钢铁，就会用到4亿至4.2亿吨废钢。按目前的钢价计算，市场规模将超过万亿元”。鉴于此种判断，顺尔茨公司已于2020年进入中国市场。
但国内还未浮现出在金属回收领域的标杆企业。回收领域有名的公司如【格林美】其主营业务是回收利用废旧电池、电子废弃物等废弃资源，循环再制造高技术产品，而目前也开始涉及到金属回收，进而加工成高的附加价值的钢材如硬质合金等。
在废钢的冶炼上，加大转炉废钢比是值得研究推广的方向之一。目前这方面技术以国内知名钢铁专家刘浏带领的【江苏集萃冶金技术研究院有限公司】、钢铁研究总院华东分院、安徽工业大学范鼎东教授团队等为代表，服务众多钢企，帮助转炉炼钢厂提高转炉废钢比。另一方向则是研究电炉的上下游及有关技术，比如石墨电极为电炉的重要辅材之一，这方面有以【方大碳素】为首的有突出贡献的公司等。
如2.5节、3.2节所述，业内正加大氢冶金技术路线的实验研究，且目前已有示范工程，未来会形成以高炉富氢冶炼为主、气基直接还原为辅的结构。投资的人能挖掘工程技术相关的
在国外也涌现出了其他新兴路线的公司。如【Boston Metal】此公司致力于开发一种新型电解还原钢铁生产技术，据称能够大大减少钢铁生产的全部过程中的碳排放，并提高生产效率。如【Heliogen】此公司利用太阳能技术来产生高温，可用于工业过程如钢铁生产，减少依赖化石燃料的能源，并减少相关的碳排放。
后续步骤的金属制造新工艺也需要我们来关注。比如增材制造是近年来快速地发展的一种快速成型技术，相比传统方式，可以缩短生产制造的时间、提高原材料利用率、能实现复杂的结构。对于金属增材制造，其上游原料端有钛合金、钴铬合金、铝合金和不锈钢等金属粉末材料。比如【Velo3D】此公司开发了一种先进的无支撑3D金属打印技术，能够适用于制造高性能的金属零件。这项技术在航空、汽车和其他工业领域均有潜在应用。
如2.3节所述，碳捕集、封存、利用技术（CCS/CCUS）与钢铁生产流程的深度耦合是行业碳减排重点方向。三菱重工预测到2050年，全球碳捕集设备市场将成为2.4万亿欧元/年的市场。埃克森美孚预计到2040年CCUS的潜在市场规模将达到2万亿美元/年，平均年增长率为35%。中国在2050年CCUS市场规模预计超过3300亿元/年。
全球范围内，CCUS技术已进入新的早期商业化的发展阶段。国外有公司如【CarbonCure Technologies】采用的方法是将二氧化碳永久地捕获并封存到混凝土中，以减少碳排放。这项技术在建筑和基础设施行业有广泛应用，也能够更好的降低钢铁产业的碳足迹。
尽管当前CCUS技术尚未大规模进行商业化，但鉴于未来发展空间较大，需要我们来关注较早布局有关技术的企业，尤其是碳捕集技术和碳利用技术或设备的提供者。随全国碳市场逐渐成熟并结合碳价长期看涨的趋势，投资者可关注碳排放成本与减碳成本的变化趋势，从而提前布局有关技术项目。
发展氢能冶金，一定要解决两个前提。一是必须有丰富且廉价的氢气资源。二是必须开发一整套流程和设备作为工艺载体。钢铁企业自制氢气工艺的选择，应最大限度地考虑用氢规模、原料来源和价格波动、全生命周期碳排放强度等因素，同时也要高度关注氢的储运安全问题。现阶段大规模氢气的制备仍然依托化石能源，全生命周期的降碳能力有限。未来，随着CCUS等技术的发展，氢能的低碳程度将逐步提升。德国著名钢铁企业【蒂森克虏伯（Thyssenkrupp）】集团布局了氢能产业，该公司提出目标，到2030年钢铁生产的碳排放量减少30%，最迟预计到2045年实现碳中和。绿氢业务的发展将是蒂森克虏伯实现减碳目标的关键，旗下氢能业务板块蒂森克虏伯新纪元公司【Nucera】提供碱性电解池制取绿氢方案，已于2023年7月在法兰克福证券交易所上市。
中国钢研旗下【安泰科技】正积极布局氢燃料电池领域，在金属双极板方面，安泰科技处于国内领头羊；在储氢方面，安泰科技承担了发改委、科技部课题研发固态储氢材料。
包钢集团旗下氢能产业链企业是【北方稀土】。北方稀土是国内最大的轻稀土企业，而稀土是非常优良的储氢材料。由北方稀土技术团队牵头研发的固态储氢系统为工业用氢的高效、可靠、回收再利用提供了新的解决方案。投资的人可进行关注。
金属冶炼新工艺和新金属材料开发离不开底层的材料数据库和计算模拟。以欧美、日韩等为代表的发达和新兴工业国家从20世纪七八十年代起，先后开始发展材料数据库。目前，国际知名的商业化材料在线数据库有美国的MatWeb和ASM International、瑞士的Total Materria、日本的NIMS、德国的Key to Steel等。随着移动网络的兴起，我国材料数据库的商业化发展也得到极大提速，以【钢研新材道】、【材易通】、【欧冶知钢】、【中科院Atomly】为代表的一批在线数据库服务平台先后出现。
除了数据共享、存储和查询外，材料数据库的新发展趋势开始变为通过软件集成实现数据自动收集功能，为大数据的学习和数据挖掘提供数据，指导新材料的研发，且能够在数据库的基础上实现在线分析、软件集成计算以及数据结果自动存储等功能。比如，【成都材智】科技有限公司建立的MatAI材料数据管理平台可依据需求建立集成基础的数据对比分析、数据统计和可视化工具的材料数据库，以便在线进行散点图的分析、曲线的对比和统计的可视化。
计算模拟能够适用于新材料的发现、材料性能的研究、工艺的开发等，在这一方面，国内目前涌现出一些计算平台如【费米科技】、【MatCloud+材料云】等，但云端所运行的软件仍大部分为国外软件。近年来慢慢的出现一些国产替代，如【鸿之微】开发了Nanodacal量子输运计算软件和MOMAP材料设计软件、【中仿智能】开发了JMatPro金属材料相图计算及材料性能模拟软件等。
风险投资需要控制风险，去寻找大概率能成功的项目。无论是从大环境下的责任担当，还是从未来碳成本上升的考量，冶金行业的低碳目标已然是一个确定性的方向。在这样一个确定性的方向上，时刻保持对行业发展动态的关注，从不同的角度去思考行业升级带来的机会，梳理细分路径，这样或能挖掘到成功概率较大的项目。
(2) 《中国废钢铁》，冶金工业出版社(3) 《电弧炉炼钢技术及装备》，冶金工业出版社
(7) 电炉钢与转炉钢成本比较，王国军、朱青德、魏国立，2019，《甘肃冶金》(8) 新闻：300家并购重组，钢铁行业洗牌加速
(10) 新闻：“碳冶金”变“氢冶金”意味着什么 (11) 新闻：宝钢湛江钢铁开建国内首套百万吨级氢基竖炉
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