OutlookonIndustrialLow-carbonTechnologies OutlookonIndustrialLow-carbonTechnologiestowardChina’sCarbonNeutralityGoal2025年5月 摘要工業(yè)部門在生產(chǎn)工藝與排放結(jié)構(gòu)上的高度復雜性，使其碳減排技術(shù)的發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)，因此全球碳中和實現(xiàn)路徑上的難減排領(lǐng)域往往都在工業(yè)部門等。鋼鐵、水泥、石化、化工等重點高碳工業(yè)行業(yè)減排路徑差異顯著，短流程工藝、氫冶金、電氣化、二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）等技術(shù)路線亟需系統(tǒng)性突破與統(tǒng)籌推進。推動龐大工業(yè)體系實現(xiàn)深度脫碳，必須在顛覆傳統(tǒng)發(fā)展模式的同時，平衡技術(shù)演進與經(jīng)濟可行性，以“技術(shù)--政策”為分析框架，建立關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展路線圖，形成可落地的碳中和技術(shù)解決方案，助力中國以碳中和技術(shù)創(chuàng)新打造工業(yè)競爭新優(yōu)勢，加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力。本報告聚焦中國工業(yè)碳中和的戰(zhàn)略需求，聯(lián)合鋼鐵、建材、有色、石化、煤化工、數(shù)字化等重點行業(yè)協(xié)會和研究機構(gòu)，耦合自上而下的?觀評估模型與自下而上的技術(shù)優(yōu)化模型TIMES+MESSAGE，系統(tǒng)技術(shù)成本、應(yīng)用場景與減排潛力，提出重點行業(yè)碳中和技術(shù)圖譜，基于技術(shù)成熟度和成本學習曲線形成分技術(shù)應(yīng)用的時間表與發(fā)展路線圖，為工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃、重大工程部署和政策制定等提供決策依據(jù)。本報告提出中國工業(yè)領(lǐng)域碳中和技術(shù)發(fā)展“三階段”路徑（1）低碳流程技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用期（2025—%CCUS等技術(shù)規(guī)?；渴?，持續(xù)擴大在重點行業(yè)中的應(yīng)用覆蓋（3）碳移除托底技術(shù)深度應(yīng)用期（2051—2060電力、交通、建筑等部門已經(jīng)基本實現(xiàn)凈零排放，為工業(yè)領(lǐng)域突破關(guān)鍵技術(shù)CCUS等技術(shù)對難減排環(huán)節(jié)進行兜底，穩(wěn)步推進全行業(yè)深度碳中和。通過現(xiàn)明顯階段性特征：2035電爐短流程發(fā)展為主；2035—2040間，氫基直接還原煉鐵有望在成本突破后進入大規(guī)模應(yīng)用階段，成為深度脫碳的核心路徑；2050年后，鋼CCUS2030—2040年進入技術(shù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期，大批舊窯系統(tǒng)退出，固廢、生物質(zhì)燃料等替代技術(shù)全面推廣，綠氫、電力煅燒工藝逐步成熟；2040年以后燃料替代率持續(xù)提升，氫能與電力煅燒工藝進入加速應(yīng)用階段。鋁冶煉行業(yè)在2025—2040為核心減排措施，惰性陽極與氯化鋁電解等技術(shù)將在2040年后加速布局進入規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用階段。石化和煤化工行業(yè)短期內(nèi)以高效換熱器等能效提升技術(shù)為主，2035CCUS等多種技氫能替代、電氣化耦合清潔電力替代、原料替代與廢物回收、CCUS四類通用性技術(shù)構(gòu)成工業(yè)脫碳的成本的持續(xù)下降與綠氫制備技術(shù)的加速突破相互強化，推動氫能成本持續(xù)下行，預計20350.22060年前工業(yè)部門以關(guān)鍵工藝的電力替代為主，2050年前后實現(xiàn)系統(tǒng)集成與廣泛部署。2025—2060年，在工業(yè)需求側(cè)產(chǎn)量持續(xù)走低的情況下，工業(yè)行業(yè)的用電量仍快速上升，2060年工業(yè)部門五大行業(yè)的用電量將達3.8202580%20351640萬噸，2035年后持續(xù)在工業(yè)部門的減碳過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。CCUS作為應(yīng)對難減排領(lǐng)域的重要技術(shù)支撐，2040年后將陸續(xù)實現(xiàn)全流程工業(yè)化，206024%，為為加速中國工業(yè)碳中和技術(shù)部署，確保在關(guān)鍵窗口期大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，有力支撐碳中和目標實施和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，提出如下政策建議（1）加快規(guī)劃部署工業(yè)領(lǐng)域碳中和關(guān)鍵技術(shù)一攬子重大工程。重點針對鋼鐵、建材、有色、石化、化工等重點工業(yè)領(lǐng)域減排技術(shù)成本高、示范效應(yīng)不足、商業(yè)化路徑不清等（2）2027年基本覆蓋工業(yè)領(lǐng)域主要排放行業(yè)。在鋼鐵、水泥等行業(yè)率先開展碳排放總量控制，優(yōu)化配額分配機制，推行并逐步提高有償分配比例，利用有償分配收入等建立專項基金用于支持氫能利用、電氣化等關(guān)鍵碳中和技術(shù)（3）將氫能利用、電氣化、CCUS、原料替代等顛覆性技術(shù)納入國家重大科技專項或重點研發(fā)計劃，前瞻性布（4）構(gòu)建有利于碳中和技術(shù)發(fā)展的財稅政策支持體系。在國家層面，建議將短流程煉鋼、綠氫煉化、原料替代等相關(guān)工程基礎(chǔ)較好、可行性較高的重大工程，納入“兩重”“兩新”政策支持目錄，通過超長期特別國債予以支持。在地方層面，各省市結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)特點、資源稟賦等，制定差異化的產(chǎn)業(yè)政策。綜合運用財政補貼、稅收減免、綠色信貸、優(yōu)惠電價等政策工具，構(gòu)建激活市場和社會力量的多元投入格局。嚴何捷中國建筑材料科學研究總院有限公司

齊曙光中國信息通信研究院員嚴聶謝雷李翁郭馬張曲魏李劉賀克斌中國工程院院士、清華大學碳中和研究院院長鄒

李陽中國工程院院士、中國石化股份公司張強清華大學地球系統(tǒng)科學系副主任、教授傅莎能源基金會戰(zhàn)略規(guī)劃主任韓何孔祥忠中國水泥協(xié)會執(zhí)行會長魏

王世興中國鋁業(yè)公司正高級工程師張昕國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作崔素萍北京工業(yè)大學教授楊天劍北京郵電大學教授若無特別聲明，報告中陳述的觀點僅代表作者個人意見，不代表生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院和能源基金會的觀點。生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院和能源基金會不保證本報告中信息及數(shù)據(jù)的準確性，不對任何人使用本報告引起的后果承擔責任。凡提及某些公司、產(chǎn)品及服務(wù)時，并不意味著它們已為生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院和能源基金會所認可或推薦，或優(yōu)于未提及的其他類似公司、產(chǎn)品及服務(wù)。1“雙碳”目標對工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型要 工業(yè)碳中和技術(shù)的重要意 中國工業(yè)碳中和面臨的技術(shù)挑 22碳中和關(guān)鍵技 高爐轉(zhuǎn)爐節(jié)能和能效提升技 高爐噴吹氫氣技 CCUS技 氫冶金技 技術(shù)展望和成本演 技術(shù)成熟度展 技術(shù)成本演 技術(shù)普及度展 技術(shù)對比分 鋼鐵行業(yè)碳中和技術(shù)路線 碳中和技術(shù)應(yīng)用推廣政策建 33碳中和關(guān)鍵技 以窯系統(tǒng)改造為主的能效提升技 以工業(yè)廢渣為主的原料替代技 以固體廢物為主的燃料替代技 綠氫煅燒水泥熟料技 純電/電輔助煅燒水泥技 水泥回轉(zhuǎn)窯煙氣CCUS技 水泥熟料新型循環(huán)懸浮煅燒技 技術(shù)展望和成本演 技術(shù)成熟度展 技術(shù)成本演 技術(shù)普及度展 技術(shù)對比分 水泥行業(yè)碳中和技術(shù)路線 碳中和技術(shù)應(yīng)用推廣政策建 44碳中和關(guān)鍵技 以電解槽改造為主的能效提升技 惰性陽極技 氯化鋁電解法制鋁技 廢鋁再生技 技術(shù)展望和成本演 技術(shù)成熟度展 技術(shù)成本演 技術(shù)普及度展 技術(shù)對比分 鋁冶煉行業(yè)碳中和技術(shù)路線 碳中和技術(shù)應(yīng)用推廣政策建 55碳中和關(guān)鍵技 以高效換熱器為主的能效提升技 乙烯電裂解爐技 綠氫制備化學品技 電氣化改造技 原油直接制化學品技 CCUS技 技術(shù)展望和成本演 技術(shù)成熟度展 技術(shù)成本演 技術(shù)普及度展 技術(shù)對比分 石化行業(yè)碳中和技術(shù)路線 碳中和技術(shù)應(yīng)用推廣政策建 66碳中和關(guān)鍵技 以優(yōu)化工藝流程為主的能效提升技 綠氫耦合技 電機和電驅(qū)動技 CCUS技 技術(shù)展望和成本演 技術(shù)成熟度展 技術(shù)成本演 技術(shù)普及度展 技術(shù)對比分 煤化工行業(yè)碳中和路線 碳中和技術(shù)應(yīng)用推廣政策建 77工業(yè)數(shù)字技術(shù)的發(fā) 工業(yè)數(shù)字技術(shù)推動綠色低碳發(fā)展的作 工業(yè)數(shù)字技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與瓶 數(shù)字技術(shù)在重點行業(yè)的應(yīng)用場 鋼鐵行 建材行 有色行 石化與煤化工行 數(shù)字技術(shù)賦能工業(yè)領(lǐng)域趨勢預 數(shù)字技術(shù)賦能工業(yè)碳中和政策建 882025—2035年：低碳流程技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用 2035—2050年：工藝顛覆性技術(shù)爆發(fā)應(yīng)用 2050—2060年：碳移除托底技術(shù)深度應(yīng)用 工業(yè)碳中和共性技 電氣化與清潔電力替 氫能替 原料替代與廢物回收技 CCUS技 工業(yè)碳中和技術(shù)應(yīng)用投資需 工業(yè)碳中和技術(shù)應(yīng)用推廣政策建 1近年來，中國經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，綜合國力顯著提升，工業(yè)領(lǐng)域作為國家經(jīng)濟增長的重要支柱，實現(xiàn)了規(guī)模和產(chǎn)值的快速擴張。然而，工業(yè)化進程在帶動經(jīng)濟發(fā)展的同時，也導致碳排放水平大幅上升，對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴峻挑戰(zhàn)。在全球應(yīng)對氣候變化、加快低碳轉(zhuǎn)型的背景下，工業(yè)部門碳排放問題已成為亟需解決的關(guān)鍵課題。本章將系統(tǒng)梳理我國工業(yè)碳排放的現(xiàn)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)及參與全球氣候治理的深遠意義，識別當前面臨的技術(shù)、經(jīng)濟和結(jié)構(gòu)調(diào)整等多方面挑戰(zhàn)。上述分析將為后續(xù)章節(jié)的技術(shù)路徑、政策設(shè)計與實施策略研究提供基礎(chǔ)支撐。 第1章研究背景℃1.12022然而，中國工業(yè)體系的龐大和復雜性為減碳目標的實現(xiàn)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。一方面，氣候變化問題的日益嚴峻，作為全球最大的碳排放國，相比發(fā)達國家，中國實現(xiàn)“雙碳”目標的時間窗口更為緊迫，2030206090%以上。另一方面，隨著新型工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的深入推進，工業(yè)領(lǐng)域的碳排放總量在短期內(nèi)仍然難以顯著下降，工業(yè)固有的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和工藝流程的高度復雜性也使得工業(yè)部門被普遍認為是“難減排部門”，這一挑戰(zhàn)的嚴峻性不僅體現(xiàn)在減排幅度上，更體現(xiàn)在其對工業(yè)技術(shù)升級的巨大需求上，需要以更為科學、系統(tǒng)的方法，推動全方位、深層次的變革?！半p碳”作為全球制造業(yè)中心，中國擁有最完整的工業(yè)體系，在國際產(chǎn)業(yè)鏈中扮演著關(guān)鍵角色，更應(yīng)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，積極推動工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)全球綠色發(fā)展潮流。 第1章研究背景202332021330億歐元。20236500億歐元的工業(yè)脫碳補貼計劃，推動德國推動工業(yè)部門的技術(shù)轉(zhuǎn)型。20222045年實現(xiàn)碳中和的目標，并配套制定了多項助力實現(xiàn)目標的措施。1.2 1.2（1km）排放網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫（ChinaHighesolutionEmissionGriddedDaase，CHRED、中國碳情速報技術(shù)體系(W)、CEADs1997-201IEA《中國能《AssessingtheenegytansitioninChinaadsarbonneutalitywithapoabiliticfameork》和《中國碳中和綜合報告2022-第1章研究背景樣需要巨大的成本支持。此外，低碳發(fā)展還可能導致企業(yè)短期內(nèi)生產(chǎn)成本上升，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益和競第2 鋼鐵行業(yè)碳中和技術(shù)展鋼鐵行業(yè)作為中國工業(yè)最大的溫室氣體排放部門，其脫碳的時間表和路線圖對于工業(yè)領(lǐng)域按照國民經(jīng)濟行業(yè)分類對應(yīng)產(chǎn)品代碼包括煉鐵（310、煉鋼（3120、鋼壓延加工（3130。鋼--電爐技術(shù)、高爐噴吹氫氣技術(shù)、CCUS技術(shù)以及氫冶金技術(shù)等。面向鋼鐵行業(yè)碳中和目標，加快完善廢鋼回收體系、推動-CCUS關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)深度脫碳的主導力量。 22000年開始，中國鋼鐵行業(yè)進入加速發(fā)展階段，2014—2017年，受供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、價格下行的面取得全面進步，呈現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展態(tài)勢。202210.1813.4億噸，2024年中10.0555%。CO220102022CO22.1%4%18%左右。2.12010—2022 22.220222.32.2.1高爐轉(zhuǎn)爐節(jié)能和能效提升技 鐵行業(yè)正在廣泛開展高爐轉(zhuǎn)爐節(jié)能和能效提升技

--鐵-鋼-軋界面鐵水智能調(diào)度系統(tǒng)通過與企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)和其他重要數(shù)據(jù)，應(yīng)用 2基礎(chǔ)配置等功能的智能管理系統(tǒng)，能夠?qū)掕F-煉38%30%以上。

100元，薄帶鑄軋技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了快速發(fā)30%～50%的能量得到有效利用，剩余大量能500℃150℃40%?，F(xiàn)按品位分級統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)2.1。2.1鋼鐵企業(yè)余熱資源統(tǒng)計

60%，利2.2焦炭顯熱、煙道氣顯熱和初冷水高爐渣顯熱、高爐冷卻水顯熱、沖渣水余熱回收技術(shù)、TRT鐵鋼軋界面智能調(diào)度系統(tǒng)在唐山港陸鋼鐵、

2.28kgce5.93kgCO2。唐鋼動態(tài)2024年啟動建設(shè)全國首家1/5左右，溫室氣體排1/4左右。2.32022SmartHIT1號、2號高爐實施配-"SmartTPC2021年溫降分別29.57℃、44.32℃2.2.2廢鋼-電爐技 廢鋼-

工藝，電爐短流程煉鋼噸鋼CO2排放量能夠減少65%以上，具有顯著的低碳優(yōu)勢。 22.4水平連續(xù)加料廢鋼預熱技術(shù)在廢鋼鐵料入爐送入廢鋼預熱段，電爐產(chǎn)生的一次高溫煙氣不斷對廢鋼進行預熱并加入爐中，廢鋼預熱溫度可達式加料理念研發(fā)的量子電爐（QuantumEAF）采用

中國以外，全球電爐鋼占比達50%左右，美國電題，導致電爐鋼成本始終不具備優(yōu)勢，與高爐-轉(zhuǎn)300~500元噸，因而鋼鐵企業(yè)對于電爐短流程201795%的電爐為傳統(tǒng)的開蓋頂加料式電爐。2017年以來，國內(nèi)主要建設(shè)和應(yīng)用70以上的電爐冶煉設(shè)備市場，同時中國陸續(xù)引進建成了Quantum電爐（量子電爐、Ecoarc電爐（環(huán)保生態(tài)電爐、Sharc電爐（豎井電爐）等2.4廢鋼電爐技術(shù)示范工程情況20247ECS水平連續(xù)加料電爐30%Sharc（豎井電爐2020102.2.3高爐噴吹氫氣技 高爐煉鐵是高爐2與實踐主要是將焦爐煤氣、天然氣、化工尾氣或水電解氫氣等氣體通過高爐各風口噴入高爐爐膛2。焦爐煤氣是鋼鐵

在高爐內(nèi)的利用率只有30%~40%，需配套爐頂煤 2201993座高爐都噴吹氫氣，CO2

醇、LNG及氫氣，在高爐噴吹富氫氣體方面有顯著1860m3高爐大規(guī)模噴吹化工富氫氣體工業(yè)化應(yīng)用工程，開發(fā)了高爐噴氫“物理自保護+CO2減排。2.5高爐噴吹氫氣技術(shù)示范工程情況202221860m365Nm332kg/tCO802.2.4CCUS技 CCUS被認為是鋼鐵等難減排行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的CO2主要為中等濃度，其中，煉CO2排放量最大，碳捕集潛力也CO2，在高爐煉

CO280%以上。CCUS技術(shù)在鋼鐵行業(yè)面臨多重挑戰(zhàn)。首先，CCUS示范項目整體規(guī)模較小，成本較高，且技術(shù)風險較高。CCUS的成本主要包括運行成本及50CO2年捕集能力的CCUS項目為例，100km5200萬65美元/54美元/噸和澳大利60~193/噸的成本相似。其次，由于鋼鐵廠排放源多樣且分散，捕集效率較低，導致大規(guī)模應(yīng)用困難，暫沒有規(guī)?；獯?的途徑。此S捕集環(huán)節(jié)將額外的能量消耗，效率損失很大。由于2具有化學惰性和熱穩(wěn)定性，如要有效轉(zhuǎn)化與利2資源化S技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用總體還處于研發(fā)和示范的初級CCUS技術(shù)在理論上具有潛力，受成本和技術(shù)成熟度等的限制，CCUS技術(shù)在鋼鐵行業(yè)仍處于探索階段。美國AlReyadah項目是全球首個商每年從阿布扎比鋼鐵廠捕集約80萬噸二氧化碳，（EOR，但其性能評CCUS技術(shù)的應(yīng)用。

50萬噸+二期5020226月正式開工，2024370%。該CO2內(nèi)循環(huán)與跨化與資源化、高爐煤氣/熱風爐碳捕集等多個示范CO2協(xié)同資源化，高爐CO2CO2制備菌體蛋白CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯2030年形成百萬噸級工程應(yīng)用。CO250萬噸CO2402.6CCUSCO2CO2ULCOS200CO250 22.2.5氫冶金技

術(shù)，CO270以上，若采用全綠氫90%以上。2.5氫基豎爐直接還原煉鐵技術(shù)是一種利用富氫（DRI-固直接還原方式生產(chǎn)固800~900℃下進行，0.2~1MPa。氫基豎爐直接還原技術(shù)對鐵礦石品位要求較高，高品位鐵礦石資源作為保障要求w(TFe)＞67%，且酸性脈石質(zhì)量分數(shù)低（2%~3%，基于氫+電爐煉鋼的近零碳流程產(chǎn)業(yè)化面臨了較高要求，2030年前受綠氫制備成本和儲運成/焦爐煤50%~80%2030

/純綠氫豎爐通過替代傳統(tǒng)煤基還原0.3~0.5tCO2。氫基熔融還原煉鐵技術(shù)是在高溫熔融狀態(tài)下6mm的鐵礦氫氣，富氧的高溫熱風從爐頂噴CO、H2進行二次燃燒，釋放全氫的熔融還原技術(shù)若開發(fā)成熟并實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)氫基熔融還原煉鐵技術(shù)同樣需要一系列專用不論是氫基熔融還原煉鐵技術(shù)還是氫基豎爐15~30/kg，電解水制氫的成本主要取決于電價和設(shè)備效率，當電價降至0.2/kwh時，電解水制氫的成5~15/kg。仍是一項非常有前途的鋼鐵脫碳技術(shù)，國外鋼鐵瑞典鋼鐵開展HYBRIT無化石能源煉鋼項目，采+電爐的技術(shù)路線來實現(xiàn)零碳目標，2026—2030年完成商業(yè)

100kg/hμDRAL綠氫中試示范工廠，計劃2033年低約95%。同時塔塔鋼鐵、日本神戶制鋼、蒂森CO280萬噸，減排比例達到70%CO2約125傳統(tǒng)高爐減碳60%應(yīng)用后，可達到減碳90%50于開發(fā)初期，當前氫冶金示范工程中，超過80%的項目以焦爐煤氣為氫源（50%~60%，其碳排放強度與綠氫<1kgCO2/kgH2）差距顯著，但基于天然氣的豎爐直接還原技術(shù)在國外已成熟508000200萬噸，處于起步發(fā)展階段。2.7國內(nèi)氫冶金技術(shù)示范工程100萬噸氫基豎爐，20231223日成功點火投產(chǎn)并投運，2024年開展多次試驗，達到設(shè)計指標120萬噸氫基豎爐裝置，202351年中試線設(shè)計采用高效電解水制96%以上 2技術(shù)成熟度展 鋼鐵行業(yè)高爐轉(zhuǎn)爐節(jié)能和能效提升技術(shù)得到

0年后成熟。傳統(tǒng)完善，具備成本優(yōu)勢后會實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。埋選址等方面還存在自然地質(zhì)和技術(shù)不成熟等難0年后逐漸達到成熟。氫基直接還原于示范階段，該技術(shù)預計在0年達到成2.620252.3.2技術(shù)成本演 技術(shù)）2025—20603000噸粗鋼上升3600~3700噸粗鋼，高爐轉(zhuǎn)爐節(jié)200~300元/噸粗鋼。

廢鋼-電爐煉鋼技術(shù)省去了燒結(jié)、球團、高爐等工序，能夠大幅降低化石燃料消耗和建設(shè)投資廢鋼價格的影響，廢鋼-電爐煉鋼技術(shù)原料成本短期仍較高，綜合研判廢鋼-電爐煉鋼技術(shù)的總成本2030300~500元/2030年后，隨著廢鋼資源2040年，廢鋼電爐技術(shù)總成本與基準技術(shù)總成2060-200~-50CO2相比于常規(guī)高爐轉(zhuǎn)爐技術(shù)，高爐噴吹氫氣技

1200元/CO2。?；瘧?yīng)用，高爐節(jié)能和能效提升技術(shù)高爐噴吹氫2.720221CO22：圖中高爐噴吹氫氣技術(shù)是在傳統(tǒng)高爐轉(zhuǎn)爐技術(shù)的基礎(chǔ)上，將富氫氣體噴吹進高爐作為還原劑的技術(shù)，CCUS技CCUS2.83：圖中氫冶金技術(shù)指氫基直接還原煉鐵技術(shù)。2.3.3技術(shù)普及度展 2060

高爐46%28%。 22035轉(zhuǎn)爐30%?！案郀t轉(zhuǎn)爐節(jié)能和能效提升技術(shù)+高爐噴吹氫氣”“高爐

2035年后隨流冶煉技術(shù)。2050年后，氫冶金技術(shù)將成熟應(yīng)用，205019%206028%，未來2.82020—20602.3.4技術(shù)對比分 2.8鋼鐵行業(yè)碳中和關(guān)鍵技術(shù)匯總CO2排放5%~10%CO2排放5%~10%CCUSCO2從鋼鐵制造排放源中分離，并CO2排放80%-電爐技CO2排放65%以上CO2排放70%以上，若采用全綠氫則減排90%以上-主要途徑。2025—2035年，粗鋼產(chǎn)量是決定中國鋼鐵行業(yè)碳排放能否快速達峰的關(guān)鍵，鋼鐵行業(yè)以高爐-轉(zhuǎn)爐節(jié)能和能效提升技術(shù)和廢鋼-電爐煉鋼技術(shù)是鋼鐵行業(yè)減排的主力軍。2035年后，廢鋼-電爐煉鋼技2060年，廢鋼電爐技術(shù)、CCUS50%、20和2.9 2CCUS、氫冶金技術(shù)研發(fā)和示范項目的實施。第3 水泥行業(yè)碳中和技術(shù)展水泥行業(yè)是中國工業(yè)實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵行業(yè)之一。本報告核算碳排放的邊界包含水泥生產(chǎn)過程中的直接排放和間接排放。按照國民經(jīng)濟行業(yè)分類產(chǎn)品代碼為水泥制造（301。新型干法涵蓋從原燃料替代到末端治理的全流程，主要包括以窯系統(tǒng)改造為主的能效提升技術(shù)、以工業(yè)廢/電輔CCUS技術(shù)和水泥熟料新型循環(huán)懸浮煅燒技術(shù)等。水泥行業(yè)60%的碳排放來自于工藝過程排放，加快原料替代、基于改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)的流程再造技術(shù)，以CCUS技術(shù)，是水泥行業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)路徑。 32020水泥的需求主要來自建筑與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，2020年后，隨著城鎮(zhèn)化和住房需求逐漸飽和，全國水泥市場需求明顯收縮，202210202011%21.2億噸。2022年1500220~500千克的水泥消費峰值。3.12010—20222010—氧化碳排放下降趨勢明顯，202211.9億噸。 33.23.3/3.3 33.2.1以窯系統(tǒng)改造為主的能效提升技 年來，中國水泥行業(yè)通過推廣節(jié)能技術(shù)和系統(tǒng)優(yōu)1~3kgce/t。300500萬元。

4~5kgce/t。六級系統(tǒng)需重新AI算法（如強化學習模型）預測熱工參數(shù)，升級現(xiàn)位產(chǎn)品能源消耗限額》一級指標（100kgce/t-cl）5kgce5000t/d的新型干法水泥低能耗7MW6

53.2.2以工業(yè)廢渣為主的原料替代技 （1）CO2排放30以上。近中期，中國有豐富的工業(yè)廢硫酸渣通常含有較高的鋁、硫等元素，這些元素（Ca(OH)2（CaCO3，因此CO2

③工業(yè)副產(chǎn)石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥成套中短期內(nèi)，中國有豐富的工業(yè)廢渣資源可作業(yè)副產(chǎn)石膏替代天然石灰石可使CO2排放量降低 3特水泥，其形成過程CO2排放量較硅酸三鈣減少40%1250~1300℃，較傳統(tǒng)硅酸鹽水泥（1450℃）150~200℃，理論上可減少燃15%~20%。（二）2022

20分鐘（3.2.3以固體廢物為主的燃料替代技 35%的碳排放來自燃料燃燒。燃料替代既可以減少（TDF（MSMRDF后能30以上的替代率，該25的碳排放。

50%左右?！皡f(xié)同處置“利用替代燃料的轉(zhuǎn)變。入窯環(huán)節(jié)實現(xiàn)了從“協(xié)同處置”廢2022年成功完成試點生產(chǎn)線%

3.2.4綠氫煅燒水泥熟料技 綠氫煅燒水泥熟料技術(shù)的核心在于使用綠氫40%左右，暫未有全部使用氫能煅燒水泥熟料的報2050—2060年，電力與氫能制備水泥技術(shù)將成熟 3純電/電輔助煅燒水泥技 純電煅燒技術(shù)主要利用電加熱或電-熱耦合的料的煅燒。相比于常規(guī)新型干法技術(shù)，純電/電輔30%~40的碳排放。雖

90的二氧化碳減排。2022年，Cemex（墨西哥西麥斯集團）-Coolbrook在電燒水泥技術(shù)方面的合作，Coolbrook公司開發(fā)Roto動態(tài)加熱器（RDH）技術(shù)，技術(shù)的突破在1700℃。Cemex在其研發(fā)中心（如瑞士或西班牙的試驗工廠）RDH技術(shù)進行測試的初步結(jié)果顯而，RDH技術(shù)的工業(yè)級示范仍在計劃中。3.2.6水泥回轉(zhuǎn)窯煙氣CCUS技 作為水泥熟料生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳減排的“兜底”手S技術(shù)將是水泥行業(yè)碳減排極其重要的技術(shù)路徑。根據(jù)水泥行業(yè)的工藝流程特點，水泥窯2，屬于中低濃度碳SS技術(shù)在水泥生產(chǎn)中的典型應(yīng)用還包括全氧/0t

CCUS項目的未來大規(guī)模發(fā)展需要進一步研究和應(yīng)CO2。

CO2CO280%以上，大CO2進一步捕集提純的成本。3.1LEILACCCUS技術(shù)在水泥行業(yè)才剛剛起步，技術(shù)推廣面臨著相關(guān)技術(shù)成熟度低、經(jīng)驗較少、成本較CCUS項目巨額費用后，無法實現(xiàn)減排收2030年前，CCUS技術(shù)大多處于示范階段，尚未達143kgce/tCO2，高出當前熟料綜合能耗的10左右。CCUS技術(shù)各工藝環(huán)節(jié)均存在公用工程5萬噸高品質(zhì)

20185萬噸，是全99.99%CO2CCUS技術(shù)的空白。20CO2全12.56億元，主體工程包括制氧系統(tǒng)、CO2自富集系統(tǒng)、CO2捕集提純系統(tǒng)等，項目旨在打造成為全球全氧CO2可以用于多種用途，包括作為原料用于化工生產(chǎn)、食品級CO2制造以及混凝土工業(yè)中作為固化劑使用。例如，Conch 3CementCO25

3.2.7水泥熟料新型循環(huán)懸浮煅燒技 冷機的新型工藝，將“預熱、分解、燒成、冷卻”1320℃，5%以上。該技術(shù)進一步發(fā)展面臨原料要求高（需使用具有一定粒度和化學成分的物料、

Calera公司利用該技術(shù)生產(chǎn)出了70%3.3.1技術(shù)成熟度展 30年或迎來行業(yè)技術(shù)廣

術(shù)可行性和應(yīng)用潛力。然而，純電/電輔助煅燒水CCUS3.42020 33.3.2技術(shù)成本演 水泥行業(yè)不同技術(shù)在成本和CO2排放強度上3.5-30元/噸水泥，技術(shù)演進路徑平穩(wěn)，然低（33元/噸水泥，以工業(yè)廢渣為主的原料替此外，隨著可再生能源發(fā)展，未來原料/燃料替代

206025%，疊加碳價影響后可能在行業(yè)內(nèi)部分推廣。純電/電輔助煅燒3.5CO2所增加的成本?？偝杀臼侵干a(chǎn)一單位產(chǎn)品的總3.3.3技術(shù)普及度展 以及低效高排放產(chǎn)能退出。2040年，水泥行業(yè)以29%。2040下降，隨著材料循環(huán)體系的完善，原料/燃料替代CCUS等技術(shù)措施快速發(fā)展，預計到2060年，僅采用能效提升技術(shù)的工藝流程普及度降為

0%CO212000~14000萬噸年，在泥熟料技術(shù)、純電/電輔助煅燒水泥技術(shù)和水泥熟 3.62020—206033.3.4技術(shù)對比分 3.2CO2排放12%CO2排放CO2排放30%衍生燃料（SRF/RDF）若替代率達到30%，噸熟料CO2排放可降低20%~25%以清潔能源綠氫替代燃料煤的熟料煅CO2排放可降低約電輔助綠電替代燃料煤的熟料煅若電力為綠電，理論上可實現(xiàn)零燃料碳排放，噸CO2排放可CCUS技理論上可以將煙氣中的二氧化碳全部捕集，尚未有全尺寸CCUS噸熟料CO2排放可降低約8%~12% 水泥行業(yè)實現(xiàn)碳中和可分為四個階段：2025—2035年為短期控碳階段，重點通過極致能效提升、落后窯退出，固廢、生物質(zhì)燃料等替代技術(shù)全面推廣，綠氫、電力煅燒工藝逐步成熟，CCUS在回轉(zhuǎn)窯煙氣中3.73//30%/零碳工業(yè)廢渣和副產(chǎn)品作為水泥生產(chǎn)中的替代原料。/CCUSCO2-EOR等利用CCUS項目的實際減排量計入減排信用可用于市場交易。第4 有色行業(yè)碳中和技術(shù)展鋁冶煉行業(yè)是有色金屬行業(yè)實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵，本章重點針對鋁冶煉行業(yè)展開分析。本報代碼為鋁冶煉（3216。傳統(tǒng)電解鋁生產(chǎn)工藝使用炭素作為陽極對氧化鋁進行電解，碳中和技術(shù)主要包括惰性陽極技術(shù)、氯化鋁電解法制鋁技術(shù)以及廢鋁再生技術(shù)。在“雙碳”生技術(shù)實現(xiàn)減排，長期將主要依賴惰性陽極技術(shù)、氯化鋁電解法制鋁技術(shù)和廢鋁再生技術(shù)（用化石能源轉(zhuǎn)向使用清潔能源）實現(xiàn)碳中和。 第4章有色行業(yè)碳中和技術(shù)展望國內(nèi)鋁冶煉產(chǎn)量有所增長，產(chǎn)能利用率明顯提高，2022401758%。4.12010—202220102.020184.172%。 第4章有色行業(yè)碳中和技術(shù)展望4.22022年，中國鋁工業(yè)體系已完整建立，部分工藝、設(shè)備達到國際先進水平，前沿技術(shù)的擴大試驗與國,2030510020605300萬噸左右。4.34.2.1以電解槽改造為主的能效提升技 水電解鋁工藝技術(shù)使用炭素作為陽極，對熔

距，提高電流效率，實現(xiàn)噸鋁節(jié)電500kWh 第4章有色行業(yè)碳中和技術(shù)展望0.74A/cm2169mV，陰極40mV以下，石墨化陰極電解槽的3.70V。熔析/凝結(jié)機理實驗研究、集熱介質(zhì)與集熱技術(shù)即80~100mV4~5℃8~120.7%，360kWh；在輸出端，通過熱能聚集與420kWh節(jié)能（熱電合計）6%780Fe-C接觸壓降。采用大截面鋼棒，并優(yōu)化鋼棒與>99.9%，運行陰<200mV石墨化)、<260mV石墨質(zhì))，相50~80mV，噸鋁節(jié)電約200kWh2600天，較

傳統(tǒng)鋁電解槽依賴950~970的高溫環(huán)境維（如引入低熔點冰晶石-氧化鋁復合熔鹽，將工作880~920℃，在確保鋁電解反應(yīng)動力學性20%~30%；三是720132000萬元。項目實現(xiàn)了降300500kA鋁電解槽進行改12700kWh/tA1以下，相比改造前，噸鋁直流電300kWh以上。惰性陽極技 惰性陽極技術(shù)仍處于工業(yè)化應(yīng)用開發(fā)的起步CO2的直接排放。然而，沒有還原CO2排放均有所增加。因此該石型（AB2O4）復合金屬氧化物陽極、CeO2氧化物涂層陽極、Cu-Al合金陽極、Ni-Fe

NiF2O4基金屬陶瓷陽極、氣體惰性陽極等。2001年95%4.2V13200kwh，960℃，α33%，能耗相對15%~32%202110月99.7Al的原鋁，是全球最先使用惰性陽極工藝批量生產(chǎn)原鋁的公司。202411月，俄鋁首次20世紀，基本與2011年，中南大學與中國鋁業(yè)集團20kA鋁電解工程化2024年，中南大學在魏橋集團位于云南的生產(chǎn)線進國家的差距逐漸拉大，需進一步加強研發(fā)力度和4.2.3氯化鋁電解法制鋁技 解槽陰極析出鋁的一種鋁電解方法。與冰晶石氧 第4章有色行業(yè)碳中和技術(shù)展望50%。此外，對于傳統(tǒng)炭陽極熔鹽電解法，CO2的直CO2濃度極低，CCUS適用性差，而對于過程中，加入CCO2，CO2濃度較高，有望使用CCUSCO2進行捕集。Alcoa70年代就開始著手氯化鋁1976年投產(chǎn)，使用氯化鋁融鹽電解法進行鋁的HalZero技術(shù)初始測試階段的結(jié)果較為20252030年實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的

4.2.4廢鋁再生技 降低90%以上，若使用清潔電力碳排放將進一步C12或C2C16進行處理。低成本的連續(xù)熔煉該工藝裝置中設(shè)有允許氣體微粒通過的過濾長。2022

102023年底進入試生產(chǎn)階段，采用先進的廢鋁保級再生熔煉工藝，能夠?qū)U棄鋁材經(jīng)過破碎、磁選、渦CO2平，Novelis公司與客戶合作開發(fā)6xxx汽車內(nèi)板。6xxx汽車外板5xxx汽車內(nèi)板的合金搭配，有效減少汽車板合20262050100%，實現(xiàn)企業(yè)層級碳中和。 第4章有色行業(yè)碳中和技術(shù)展望技術(shù)成熟度展 企業(yè)部分電解槽在大修期間已完成石墨化陰極改

4.420204.3.2技術(shù)成本演

相較于鋁冶煉常規(guī)工藝技術(shù)，以電解槽改造300~500元。廢鋁再生技術(shù)無論使術(shù)總成本受廢鋁價格影響較大，2020-2030年，受再生技術(shù)成本將持續(xù)上升，到2030年，使用一次22000元/噸鋁，比1000元噸鋁，若在生產(chǎn)500元/噸鋁。2040年后，廢鋁再生技術(shù)總成本持續(xù)下降，到2060年使用清潔電力20000元

成本影響，2030年總成本較常規(guī)工藝技術(shù)高出約500元2040年以后，惰性陽極技術(shù)成本2050年后才迎來4.54.3.3技術(shù)普及度展

為主，203034%，其中使用24%2030開始，隨著成 第4章有色行業(yè)碳中和技術(shù)展望廢鋁再生技術(shù)（使用清潔能源）2050年普及度%

10~20年20402060年，惰性陽極和氯化鋁8%20%。4.62020—20604.3.4技術(shù)對比分

4.1碳中和技術(shù)原理與優(yōu)劣勢CO2排5%鋁電解槽雙端節(jié)能技術(shù)更加昂15%CO2排40%廢鋁再生技術(shù)（一次能源90%廢鋁再生技術(shù)（清潔能源CO2排95%2035年前，電解鋁行業(yè)碳排放下降主要依靠以電解槽改造為主的能效提升技術(shù)和再生鋁在下游使用的1億噸。2040年左右，惰性陽極技術(shù)和氯化2045CO2濃度較高，具備碳捕集條件，氯化鋁電2060年，廢鋁再生技術(shù)、惰性陽極技術(shù)和氯化鋁45%、15%25%。4.7 第4章有色行業(yè)碳中和技術(shù)展望第5 石化行業(yè)碳中和技術(shù)展（2511（2519（2614CCUS規(guī)?；瘧?yīng)用以完成碳中和目標。 5上升，占據(jù)主導新增地位。2019年以后，煉化一體化及地煉整合快速發(fā)展，中國一次煉油能力再次迎來迅6.83.4億噸，穩(wěn)居世界第一大煉油生產(chǎn)國。5.12010—2022隨著煉化一體化發(fā)展，20225525萬噸/4675 55.22012—20225.32010—20205.420242942610年，占44.3%1000萬噸年以下的常減壓裝置，因此傳統(tǒng)2030年，中國煉化一體化項目 55.55.2.1以高效換熱器為主的能效提升技

2~3倍。80％。高溫熱通常來源于裂解爐、加熱160℃的高溫蒸汽，

9個能效提升項目，其中重整裝置反應(yīng)進料/產(chǎn)物換熱器更換為纏繞管換熱0.5個百分點，全廠低溫余熱回一步“吃干榨凈”全廠凝結(jié)水系統(tǒng)的余熱，年節(jié)能0.18萬噸標準煤。5.2.2乙烯電裂解爐技 CO2等溫室氣體排放；三是靈活可調(diào)， 590的二氧化碳排放。該示范裝置整合到

5.2.30.5噸以下。該技術(shù)處于從實驗CO2轉(zhuǎn)化為線性α烯烴（選擇80%，工業(yè)示范項目逐步落地。及基礎(chǔ)設(shè)施瓶頸。CO2直接制烯烴的連續(xù)運轉(zhuǎn)壽命MPa48.5萬噸。項目成功實現(xiàn)綠氫生產(chǎn)2萬噸，是中國首個萬噸級光伏綠氫示范項寧東可再生氫碳減排示范區(qū)一期項目，利用12萬千瓦光伏供電，通過堿性電解水工藝制取氫1.5萬標方/小時，設(shè)計年產(chǎn)量3080噸。所制氫氣經(jīng)純化后通過管道輸送至烯20.25.4萬噸。萬噸項目。2024330萬噸2024115.2.4電氣化改造技

290120萬噸45萬噸年全密度聚乙烯、30/年低密度聚乙烯、45萬噸/年聚丙烯等主要生產(chǎn)110千伏橇裝式移動變電站代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柴油18天 5原油直接制化學品技 品的產(chǎn)量、減少了低價值產(chǎn)品的生成，從而提高生產(chǎn)同等規(guī)模的烯烴產(chǎn)品，原油資源消耗降低約30%5%~10%。此外，通過優(yōu)化催化25%~35%。

%100山東東明石化集團有限公司與中國石油大學20235萬噸UPC工業(yè)化試11個月。5.2.6CCUS技 CO2作為化工原料通過工業(yè)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒郊又祷僖约淄?CO2干重整為核心的轉(zhuǎn)化利2干重整過程產(chǎn)生氫碳比小于1的合成氣，可以直接作為羰基合成或費托）合成-CO2干重整制備合成氣是一種極具產(chǎn)業(yè)②零碳能源耦合CO2CO2轉(zhuǎn)化為有用的化學品或燃料，可CO2濃度增加導致的環(huán)境問題、以核能耦合CO2加氫直接制汽油為例，采用34kwh/kg0.3/kwh的核能發(fā)13.42/kgCO2加氫制汽油工藝生產(chǎn)高附加值的油6000m3，其中汽油的選擇性78.6%，扣除燃料氣等副產(chǎn)品后，汽油生產(chǎn)成本7622元/噸。CO2直接轉(zhuǎn)化利用技術(shù)采用光催化或者電催化CO2轉(zhuǎn)化，采用太陽能或者可再生的風電、太陽能CO2直接一步轉(zhuǎn)化為碳氫化合物等燃料及CO2的資源化利用和潔凈電能CO2吸附性能差及碳氫化合物的產(chǎn)率低等問

CO2利用成本受原料價格（如氫氣成本、產(chǎn)品市場需求及生產(chǎn)工藝成熟度等因素影響，目前CCUS示范項目建設(shè)投資超過10億元，運行成本商業(yè)模式和完善碳交易市場的情況下，CO2排放源CO2無處消納等現(xiàn)象普遍存在，導致CCUS項目未來CCUS國家層面的整體規(guī)劃，法規(guī)約束性不夠，CCUS項目審批、安全監(jiān)管等法規(guī)欠缺，政策激勵20217月啟動建設(shè)的百萬噸級CCUSCO2CO2109公里，起CO2運送至勝利油田進行驅(qū)油封CO2捕集、驅(qū)油與封存一體化應(yīng)用，有100%，展示CO2捕集與驅(qū)油封存領(lǐng)域的技術(shù)實力和裝備自主化水平。齊魯石化-CCUS項900601 5CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗。10/CO2加氫制甲醇工業(yè)化項目，實現(xiàn)了CO2

CO2，并有可能實現(xiàn)負碳排放。5.3.1技術(shù)成熟度展

持和市場優(yōu)勢。CCUS技術(shù)仍處于示范階段，大規(guī)5.62020 55.3.2技術(shù)成本演 5500元/4400元/噸乙烯。受碳價上漲等因2060年，總成本5800~5900元5900~6000/噸原油加工量。2030年，綠氫制備化學品技400~600元/噸2030年后綠氫制備化學品技術(shù)成本逐漸下降，到

未來生產(chǎn)總成本將持續(xù)下降，2050年后總成本將低CCUS主要為捕集成本較高，但一旦突破技術(shù)瓶頸，CCUS技術(shù)裂解爐技術(shù)生產(chǎn)總成本較高，2030年，生產(chǎn)總成本1000~1500元/噸乙烯，20405.7CO2（年5.8CO2（年5.3.3技術(shù)普及度展 5.9可以看出，2025年前，石化行業(yè)常

普及度大幅提升，2035年普及度分別為15%和20%，205028%31%。CCUS2035年仍處于示范階段，尚未大規(guī)模應(yīng)用，2035年后將走向成熟應(yīng)用。 55.92020—20605.3.4技術(shù)對比分 5.1石化行業(yè)碳中和關(guān)鍵技術(shù)匯總

通過安裝高效換熱器，利用少量電能將低品位熱能轉(zhuǎn)換為高品位熱能的裝置噸原油加工量CO2排放減少約傳熱效率可提2~3倍，減排40以上從可再生能源發(fā)電、電解水制氫、氫氣儲存與運輸?shù)綒錃鈶?yīng)用在石化行業(yè)的全過程噸原油加工量CO2排放減少約噸原油加工量CO2排放減少約將原油直接供給裂解爐進行熱裂解，而無需經(jīng)過傳統(tǒng)的煉油過程噸原油加工量CO2排放減少約CO2資源循環(huán)利噸原油加工量CO2排放減少約70以上9%CCUS等技術(shù)推動深度脫碳，CCUS23%。5.10 5第6 煤化工行業(yè)工藝復雜、產(chǎn)品較多，本章重點展望了四種煤化工產(chǎn)品，煤制合成氨、煤制甲醇、煤焦化和煤制烯烴。按照國民經(jīng)濟行業(yè)分類對產(chǎn)品代碼包括煉焦2521、煤制合成氣生產(chǎn)（2522（2523CCUSCCUS技術(shù)應(yīng)用將貫穿整個行業(yè)減碳過程。 66095萬噸。202254%，產(chǎn)能95.720.3%84%。消費市場對合成氨的2030年合成氨產(chǎn)量約20304億噸。20101480005 66.12010—2022隨著傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，煤制合成氨、煤制甲醇和焦化行業(yè)的碳排放量持續(xù)增長。2014年煤1.95億噸，之后逐漸下降并緩慢回升。20224.36億噸，占68%44%、30%、26%1.9億噸、1.31.1億噸。合成氨產(chǎn)量的增長與農(nóng)業(yè)和工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，特6.22010—2022CO2?現(xiàn)代煤化工2030年，煤制油、煤制天然氣、煤（甲醇）1800萬噸/202272%49%、28%、11%、93%。6.32022CO2COCO2，形成工藝過程碳排放。 62S226.46.2.1以優(yōu)化工藝流程為主的能效提升技 熱系統(tǒng)的優(yōu)化，能夠降低工藝過程和能源系統(tǒng)中3%~10%CO2排放。

1%~2%的節(jié)能降耗效果。6.5MPa提8.7MPa0.5；煤氣化熱量回率。實踐表明，通過高效氣化技術(shù)耦合半/全廢鍋5%~10%的節(jié)能降耗中國煤化工行業(yè)在優(yōu)化工藝流程和提升能效

能效提升重點項目氣化DSIS系統(tǒng)（Safety奠定了基礎(chǔ)。當工藝生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，SIS會D爐改造為水冷壁水煤漿氣化爐。主60100套對氣化爐進行改造，本次對D爐進行改造，采用601206.2.2綠氫耦合技 發(fā)展綠電-電解水制綠氫，通過在合成氣系統(tǒng)CO2排放。煤制烯3.2CO2/噸產(chǎn)品，煤制甲醇應(yīng)用該技術(shù)，預計1.2CO2/噸產(chǎn)品。當前綠氫耦合技 6變換過程排碳，最終通過“碳氫互補”實現(xiàn)“近零化+汽驅(qū)空分方案的煤制甲醇項目，采用碳氫互補1m3電解水制綠氫0.5億標準m33560%。新能源發(fā)電電解制氫等產(chǎn)業(yè)鏈的成本，不包括煤制烯烴原有成本）3萬元噸產(chǎn)品，單位固定成（綠氫替代原料煤占比）203010%。綠氫直接要是成本問題和耦合技術(shù)突破問題。能源/原料可除綠氫外，其他低碳原料主要是CH4，來源包0.31萬元/噸產(chǎn)品，單位可煤化工與綠氫耦合發(fā)展存在全流程的技術(shù)工

待工業(yè)示范進一步驗證和優(yōu)化?！熬G電”生產(chǎn)成本、260萬噸/年40/年植入綠氫耦合制烯烴項目，配套建設(shè)風電、光伏發(fā)電及電解制氫（7GW光伏發(fā)電、1.5GW25.15億立方米/年，該項目在2023年開工建設(shè)，工程項目總投資超478億元。相比于傳統(tǒng)工藝，該項目空分裝置、變換及熱回收裝置、甲醇制烯烴裝置21.21%、47.80%、15.05；低溫甲醇洗裝置規(guī)?；皽p少外36%、38.11%，同時采取植入風光綠電方式提供綠氫綠氧，5217萬噸/年。單位產(chǎn)品碳排放水平分別為基礎(chǔ)工況（純CO2噸烯烴，均優(yōu)于《現(xiàn)代煤化工行業(yè)碳排放基（T/CCECTA0104-2023）1級領(lǐng)先水平（≤7.1CO2/噸烯烴。6.2.3電機和電驅(qū)動技 CO2噸產(chǎn)品的水平。煤制甲醇應(yīng)用該技術(shù)，預計2CO2/噸產(chǎn)品的水3CO2/噸產(chǎn)品的水平。220萬噸甲醇、90萬噸烯烴裝置及25LDPE/EVA延3000噸級氣化半40MW超大功率電機兩項應(yīng)用示范任

53.4352MWp分布式光伏項目，利用可再生能源電解水制備的“綠氫”和“綠氧”作為煤化工的氫源和氧100萬噸。6.2.4CCUS技 CO2排放源較集中、排放濃度較高，易富集，CCUS成本相比水泥行業(yè)較低。中國煤化工CO2，凈化處理常用低溫CO2為原料，可進一步加工生產(chǎn)化學品，1CO2/噸產(chǎn)品的水平。煤制甲CO2噸產(chǎn)品的水平。煤制合成氨應(yīng)用該項技術(shù)，0.5CO2/噸產(chǎn)品放因子降低到0.04CO2/噸產(chǎn)品的水平。CO2轉(zhuǎn)2050CCUS技術(shù)能達到規(guī)?；瘧?yīng)用。CO2加氫制甲醇是受到廣泛CO2化學利用的理 6煤化工行業(yè)碳捕集和封存中，現(xiàn)有油藏地質(zhì)S技術(shù)，通過捕集煤化工尾氣中的，將其注入油田地層實現(xiàn)封存并提高原油采收將煤矸石、粉煤灰等固廢改性為功能性充填材料，SCCUS技術(shù)的倡導國CCUS項

CO2地質(zhì)封存示范工程是中國首個全流程煤CO2捕集和深部咸水層地質(zhì)封存示范項目。該40kmCO2源88.83%CO299.95%以上。然后用低溫罐2011592016年6.3.1技術(shù)成熟度展 煤化工行業(yè)碳減排技術(shù)主要以余熱余壓利用CCUS等面向碳中和的關(guān)鍵技術(shù)仍處于示范階段，

6.52020 66.3.2技術(shù)成本演 6.6展示了煤化工行業(yè)四個產(chǎn)品領(lǐng)域的各項CO2/噸產(chǎn)品，是單位減排成本最高的技術(shù)。在5615/噸產(chǎn)品；在煤制甲醇，綠氫耦合技術(shù)的可變成本4300元/噸產(chǎn)品；在煤制烯烴，綠氫耦合技術(shù)的11600元噸產(chǎn)品。由于綠電生產(chǎn)成本、工產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，綠氫耦合技術(shù)的成本普遍較2060

3200~3800元/噸產(chǎn)品之間。電機和電驅(qū)動技術(shù)的6.2.3章節(jié)，但技術(shù)成熟度較低，部分電機和電因素，成本在未來可能還會有所上升（2060年，1000元/噸焦炭CCUS技用“碳耦合”相關(guān)技術(shù)，開發(fā)“固碳”化工產(chǎn)品，6.66.3.3技術(shù)普及度展 以優(yōu)化工藝流程為主的能效提升技術(shù)的標準化程度高、投資回報周期短，2035年前普及度達40%~50%，成為短期減排路徑的核心。該技術(shù)通過煤氣化效率優(yōu)化、余熱回收等降低單位能耗（15%~20%年后，綠氫耦合技術(shù)、電機和電驅(qū)動技術(shù)逐步普預計到2040年，電機和電驅(qū)動技術(shù)普及度達到

綠氫替代需加速國產(chǎn)化以釋放成本優(yōu)勢。CCUS技術(shù)則需結(jié)6.72020—2060 66.3.4技術(shù)對比分 6.1應(yīng)用于煤化工行業(yè)的主要技術(shù)

CCUSCCUS應(yīng)用2030年，煤化工行業(yè)處于達峰后緩慢下降階段。期間煤制合成氨和煤制烯烴可通過提升工藝能效加快煤CCUS與其他高碳產(chǎn)業(yè)（鋼鐵、石化行業(yè)等）2060年，煤化6.8 6CO2CO2制烯烴、CO2加氫制甲醇、CO2重整甲烷制備合成氣CCUSCCUS減第7 工業(yè)數(shù)字化碳中和技術(shù)展在推動工業(yè)部門碳中和的征途上，工業(yè)數(shù)字化發(fā)展的作用不容忽視。數(shù)字技術(shù)與工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的深度融合，通過技術(shù)革新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級，優(yōu)化市場資源配置，多維度、全方位地推動工業(yè)體系向更加高效、清潔、可持續(xù)的未來邁進。在此背景下，在鼓勵和支持綠色低碳生產(chǎn)技術(shù) 第7章工業(yè)數(shù)字化碳中和技術(shù)展望7.1.1工業(yè)數(shù)字技術(shù)的發(fā)

中國建成了全球最大的光纖和移動寬帶網(wǎng)絡(luò)，5G基41個工業(yè)大類，連接設(shè)備數(shù)9600萬臺套。工業(yè)數(shù)字技術(shù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng) 第7章工業(yè)數(shù)字化碳中和技術(shù)展望7.1.2工業(yè)數(shù)字技術(shù)推動綠色低碳發(fā)展的作 優(yōu)化、管控

能耗碳排放降低，二是賦能生產(chǎn)運營成本降低，三是賦能產(chǎn)能提升（。對于企業(yè)而言，主要術(shù)開展數(shù)據(jù)采集、傳輸與挖掘，摸清“碳家底”“雙碳”頂層7.17.1.3工業(yè)數(shù)字技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與瓶

全流程，數(shù)據(jù)資源的數(shù)量和質(zhì)量兩個維度可以直工業(yè)低碳技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈缺乏大規(guī)模應(yīng)用。數(shù) 第7章工業(yè)數(shù)字化碳中和技術(shù)展望7.2.1鋼鐵行 2020年，中國鋼鐵工64.6%，生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)70.1%51.3%。在工業(yè)碳中和目標的推動下，數(shù)10%~15的減碳潛該技術(shù)在煉焦環(huán)節(jié)能夠降以上的耗熱量，高爐智能化控制技術(shù)通過優(yōu)制技術(shù)在降低焦爐能耗的同時減少了氮氧化物排0萬噸焦炭產(chǎn)能項目能夠帶來每年節(jié)262

4kg/t鋼的蒸汽回收量增加。通過數(shù)字化技術(shù)可促進鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)精準的碳管理，推動了鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈碳排放的實時監(jiān)測、分析與優(yōu)化，助力企業(yè)實現(xiàn)精準降碳。以河鋼的WisCarbon碳中和數(shù)字化平臺為例，該平臺為鋼鐵效優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少能源消耗，并提升了生產(chǎn)人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用：在廢鋼質(zhì)量，顯著提升了廢鋼的回收和再利用效率，減少了對鐵礦石的依賴，從而有

建材行業(yè)數(shù)字技術(shù)賦能主要集中在精準研發(fā)設(shè)計以提升資源利用率，全自動控制、參數(shù)優(yōu)化、能源管理等提升生產(chǎn)效率，以及全產(chǎn)業(yè)資源高效調(diào)配，數(shù)的碳減排潛力。建材行業(yè)數(shù)字化技術(shù)的主要應(yīng)用場景包括以下7.2.2建材行 麥肯錫公司（McKinsey）報告數(shù)據(jù)顯示，2020年全球建材行業(yè)的數(shù)字化滲透率大約為30%2020

2.5萬噸。（2）3年內(nèi) 第7章工業(yè)數(shù)字化碳中和技術(shù)展望水泥建材行業(yè)在設(shè)備運維與安全管理方面數(shù)多維度動態(tài)防控。在決策支持上，借助“APC+大+AI算法”，逐步實現(xiàn)了窯況異常識別、全局7.2.3有色行 13%~19的減碳潛力。有色行業(yè)數(shù)字化技術(shù)的主要

有色金屬行業(yè)正積極推動智能冶煉與生產(chǎn)優(yōu)過生產(chǎn)自動化、管控一體化等措施，企業(yè)在202220216.43%，8055.1噸。7.2.4石化與煤化工行 50的企業(yè)正在使用或考慮使用自動化15%~18%17%~21%的

AI算法進行故障預測和預警，提升安全管理的 第7章工業(yè)數(shù)字化碳中和技術(shù)展望

5%-10%，減少物流環(huán)節(jié)的能源消耗部發(fā)布的《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》提出多項數(shù)字化發(fā)展目標，如企業(yè)經(jīng)營管理數(shù)字45%等。203045%以上，數(shù)字技術(shù)在降低工業(yè)能耗和碳排放方面的貢獻為3.8%~13.5%，在降低生產(chǎn)運營成本方面的貢獻為5.7%~16.7%2.2%~11.9%206015.1%~44.5%5.8%~31.9%。7.27.2 第7章工業(yè)數(shù)字化碳中和技術(shù)展望AI分析并提出對應(yīng)的智能化管控策略。第8 工業(yè)碳中和技術(shù)路線本章基于前面各章節(jié)不同工業(yè)行業(yè)碳中和技術(shù)精細化分析，綜合評估和構(gòu)建基于“成本-減排”的中國工業(yè)部門碳中和技術(shù)路線圖，提出中國工業(yè)部門基于技術(shù)創(chuàng)新的“三階段”路徑。依托低碳技術(shù)梯次轉(zhuǎn)化規(guī)律，揭示不同時期主導減碳技術(shù)的演變規(guī)律：從低碳流程技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用期（主導技術(shù)為能效提升技術(shù)和短流程技術(shù)，到2035年減排貢獻占工業(yè)碳中和技術(shù)比例共55%，到工藝顛覆性技術(shù)爆發(fā)應(yīng)用期（電氣化與清潔電力替代技術(shù)和氫能替代技術(shù)深化應(yīng)205030%（到2060CCUS24%，確保實現(xiàn)碳中和）的技術(shù)路徑。針對42萬億元碳中和轉(zhuǎn)型投資需求，提出工業(yè)碳中和技術(shù)政策協(xié)同推進框架，包括規(guī)劃部署工業(yè)領(lǐng)域碳中和關(guān)鍵技術(shù)一攬子重大工程、強化碳市場和碳金融對工業(yè)碳中和技術(shù)的激勵作用等政策設(shè)計。 84.5202595左右。按技術(shù)發(fā)展趨勢，可將工業(yè)部門減排路徑劃分為三個55%的工業(yè)碳中和技術(shù)減排量；2036—2050年為工藝顛覆性技術(shù)爆發(fā)應(yīng)用期，這一階段是打破高碳技術(shù)鎖定的關(guān)鍵窗口期，氫2051—2060年是碳移除托底技術(shù)深度應(yīng)用期，這一階段是中國工業(yè)行業(yè)實現(xiàn)碳中和的沖刺階段，該階段碳中和技術(shù)實現(xiàn)深度融合，CCUS2060CCUS技術(shù)減排貢獻占工業(yè)24%8.1從行業(yè)技術(shù)角度匯總了中國未來工業(yè)部門減排潛力路線圖。8.12020—20608.1.12025—2035年低碳流程技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用 20252026—2035年實現(xiàn)碳排放的快速下降。2025—2035年工業(yè)主要依托現(xiàn)有生產(chǎn)模式，在產(chǎn)品

業(yè)碳中和技術(shù)減排中貢獻約為22%，短流程技術(shù) 8中鋼鐵行業(yè)廢鋼電爐技術(shù)在工業(yè)碳中和技術(shù)減排6%。在部門減排中，鋼2035年占工業(yè)碳中和技術(shù)總減排量比例約45%-轉(zhuǎn)爐節(jié)能和能效提升技術(shù)與廢鋼-電4%。

2025—2035年，氫能利用技術(shù)處于起步階段，13%。受技術(shù)成熟度和尚未開展大規(guī)模應(yīng)用，CCUS技術(shù)占工業(yè)碳中和技10%。2036—2050年工藝顛覆性技術(shù)爆發(fā)應(yīng)用 2050年，鋼鐵行業(yè)碳中和技12%。

業(yè)逐步開展電加熱技術(shù)在水泥窯爐中的替代應(yīng)用，化工電機和電驅(qū)動技術(shù)在工業(yè)碳中和技術(shù)減排中0年電氣化與清潔電力替代技術(shù)占工業(yè)碳中和技術(shù)總減排量的比例約為S0年后市場應(yīng)用0S技術(shù)減排量占工S8.1.32051—2060年碳移除托底技術(shù)深度應(yīng)用 2060年，鋼鐵行業(yè)碳中和技術(shù)占工32%CCUS技10%。煤化工、11%、7%8%。

用。CCUS技術(shù)成熟并大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，減碳貢獻直24%，助力穩(wěn)步實現(xiàn)碳中和。8.2 8.28分析工業(yè)實現(xiàn)碳中和的共性技術(shù)對于明確技術(shù)研發(fā)的方向和重點、統(tǒng)籌行業(yè)之間發(fā)展需求和促進跨領(lǐng)0S8.32020—2060綠氫煅燒水泥熟料技術(shù)、綠氫替代技術(shù)、氫冶金技術(shù)、高爐噴吹氫氣技術(shù)；CCUS為工業(yè)所有部門開展的二氧化電氣化與清潔電力替 驅(qū)動技術(shù)等，加速工業(yè)電氣化進程。2020年，中國工業(yè)的電氣化率約為25%~30%2035—2050電氣化水平到2050年將達到50%~60%2060

2.5萬億千瓦時。隨著2050年，工業(yè)五大部門的用3.620608.42025—20608.2.2氫能替

化劑，扮演多重角色。2024年，中國氫能生產(chǎn)主要1%。未來，隨著可再生能源的大 82035年之前，中國工業(yè)部門尚處于能源轉(zhuǎn)（例如太陽能、風能、核能等）發(fā)電進行電解水制

在鋼鐵行業(yè)，2050年前氫冶金技術(shù)在經(jīng)濟性上更具10元/千CCUS2060年，煤化工行業(yè)的用8.52025—2060

原料替代與廢物回 2025—2035年間，工業(yè)行業(yè)的原料替代與廢

25%。然而，基于廢物回收的10%~14%。鋁廢料回收用的問題。2035年后，隨著原料替代和資源回收技2035年廢鋼、水泥替代原料（替代石灰石）以及廢鋁的再利用量分別達到3.3億噸、1.9億噸和1640萬噸。工業(yè)行業(yè)原料替代技術(shù)及應(yīng)用的提升需8.62025—20608.2.4 CCUS技術(shù)的發(fā)展路徑已成為中國在碳中和目

要影響。CCUS技術(shù)可應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)長鏈條生產(chǎn) 8CCUSCCUS成本將在未來顯著降低。到2030年中國CCUS成本（250公里運輸）預計降至約540元CO2（310~770元噸二氧化碳2060

275元CO2（140~410元。預計8.72025—2060CCUS

8.82025—2060 8足”“成本高昂”“市場銷路受限”等問題。強化碳市場和碳金融對工業(yè)碳中和技術(shù)的激勵作用。加快碳市場擴大行業(yè)覆蓋范圍，到2027年CO2安全運輸與長期封存的關(guān)鍵技術(shù)、原料替代與資源回收 8（4）構(gòu)建有利于碳中和技術(shù)發(fā)展的財稅政策支持體系。在國家層面，將短流程煉鋼、綠氫煉化、原對處于市場化初期的關(guān)鍵低碳技術(shù)（如綠氫生產(chǎn)與應(yīng)用、CCUS項目運營、工業(yè)余熱利用等，可根據(jù)技術(shù)動。支持地方開展碳中和技術(shù)應(yīng)用的先行先試，如“零碳工業(yè)園區(qū)”、“氫能示范城市”等，對成功經(jīng)驗和模Dong,B.,Ma,X.,Zhang,Z.,etal.Carbonemissions,theindustrialstructureandeconomicgrowth:EvidencefromheterogeneousindustriesinChina[J].EnvironmentalPollution,2020,262,114322.Gao,T.,Shen,L.,Shen,M.,etal.Analysisondifferencesofcarbondioxideemissionfromcementproductiontheirmajordeterminants[J].JournalofCleanerProduction,2015,103,Hasanbeigi,A.,SteelClimateImpact-AnInternationalBenchmarkingofEnergyandCO2Intensities[R].GlobalEfficiencyIntelligence.GlobalEfficiencyIntelligence.2022.UnitedStates.https://www.globalefficiencyintel.Hasanbeigi,A.,Lu,H.,Zhou,N.Net-ZeroRoadmapforChina?sSteelIndustry[R].LawrenceBerkeleyNationalLaboratoryandGlobalEfficiencyIntelligence.2023.UnitedStates./Hasanbeigi,A.,Springer,C.,Sibal,A.China?sSteelTransformation:FromBlastFurnacestoElectricArcFurnaces[R].GlobalEfficiencyIntelligence.2025.UnitedStates./IEA.WorldEnergyOutlook2024[R].IEA.2024.Paris.https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-IEA.CleanEnergyTransitionsProgramme2024[R].IEA.2024.Paris.https:///reports/clean-energy-IEA.EnergyTechnologyPerspectives2024[R].IEA.2024.Paris.https://www.iea.org/reports/energy-technology-IEA.GlobalHydrogenReview2022[R].IEA.2022.Paris.https:///reports/global-hydrogen-IEA.NetZeroRoadmap:AGlobalPathwaytoKeepthe1.5°CGoalinReach[R].IEA.2023.Paris.https://www.IEA.TheFutureofHeatPumpsinChina[R].IEA.2024.Paris.https://www.iea.org/reports/the-future-of-heat-IEA.AnEnergySectorRoadmaptoCarbonNeutralityinChina[R].IEA.2021.Paris.https://www.iea.org/reports/IPCC:ClimateChange2023:SynthesisReport.ContributionofWorkingGroupsI,IIandIIItothe AssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange[CoreWritingTeam,H.LeeJ.Romero(eds.)][R].IPCC.2023.Geneva,Switzerland,pp.35-115.https://www.ipcc.ch/report/sixth-IPCC:ClimateChange2022:MitigationofClimateChange.ContributionofWorkingGroupIIItotheSixthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange[P.R.Shukla,J.Skea,R.Slade,A.AlKhourdajie,R.vanDiemen,D.McCollum,M.Pathak,S.Some,P.Vyas,R.Fradera,M.Belkacemi,A.G.Lisboa,S.Luz,J.Malley,(eds.)][R].CambridgeUniversityPress.2022.Cambridge,UKandNewYork,NY,USA.https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg3/Huppmann,Daniel,etal.TheMESSAGEixintegratedassessmentmodelandtheixmodelingplatform(ixmp):Anopenframeworkforintegratedandcross-cuttinganalysisofenergy,climate,theenvironment,andsustainabledevelopment[J].EnvironmentalModelling&Software,2019,112:143-156.Edmonds,Jae,andJohnReilly.Along-termglobalenergy-economicmodelofcarbondioxidereleasefromfossilfueluse[J].EnergyEconomics,1983,74-88.Jiang,W.,Jung,T.,Dai,H.,etal.Technologyportfolioassessmentfornear-zeroemissionironandsteelindustryinChina[J].AdvancesinClimateChangeResearch,2023,14(3),469–478.Liu,Z.,Guan,D.,Wei,W.,etal.ReducedcarbonemissionestimatesfromfossilfuelcombustionandcementproductioninChina[J].Nature,2015,524(7565),335–338.Mao,Y.,Li,K.,Li,J.,etal.SpatialHeterogeneityofPlant-LevelCCUSInvestmentDecisionsinChina?sCementIndustryUnderVariousPolicyIncentives[J].Earth?sFuture,2025,13(3),e2024EF004951.Mu,Y.,Wang,C.,Cai,W.TheeconomicimpactofChina?sINDC:Distinguishingtherolesoftherenewableenergyquotaandthecarbonmarket[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2018,81,2955–2966.Ren,L.,Zhou,S.,Ou,X.Thecarbonreductionpotentialofhydrogeninthelowcarbontransitionoftheironandsteelindustry:ThecaseofChina[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2023,171,113026.Sun,J.,Na,H.,Yan,T.,etal.Acomprehensiveassessmentonmaterial,exergyandemissionnetworksfortheintegratedironandsteelindustry[J].Energy,2021,235,121429.Wang,Y.,Wen,Z.,Xu,M.,etal.Long-termtransformationinChina?ssteelsectorforcarboncaptureandstoragetechnologydeployment.NatureCommunications,2025,16(1),4251.Wang,Y.,Wen,Z.,Xu,M.,etal.Thecarbon-energy-wa