全球钢铁行业正处于从传统高排放模式向碳中和转型的关键期。钢铁高炉—转炉（BF-BOF）长流程工艺贡献了全球约70%的钢铁产量。由于其高度依赖煤炭作为还原剂和能源，其碳排放强度通常在1.7吨至2.3吨CO2/吨粗钢之间。

　　面对严峻的减排挑战，全球各大钢铁企业正在积极探索长流程的降碳路径。目前主要的技术策略包括：现有高炉的改造优化（如氢气喷吹、炉顶煤气循环）、突破性熔融还原技术，以及碳捕集与利用/封存（CCUS）。

　　首先来看富氢/纯氢高炉喷吹技术。该技术通过在高炉风口喷吹氢气或富氢气体，替代部分喷吹煤焦炭，从而直接减少化石碳的使用。在这方面，日本、中国、土耳其和德国的钢铁企业均取得了显著进展。例如，日本新日铁的“Super COURSE50”项目在2025年1月份宣布，在其12立方米试验炉中实现了43%的CO2减排突破，并计划于2026年在君津2号高炉开展规模扩大400倍的大型实证试验。在中国，兴国铸业成功运行了“纯氢投加低碳冶炼”实证项目，吨铁纯氢喷吹量达136立方米，CO2排放降低7%～16%。此外，土耳其埃雷利于2024年完成的氢气喷吹试验显示，该技术具备降低15%～16%直接碳排放的潜力。而德国蒂森克虏伯早在2019年便成为全球首家向运行高炉喷吹氢气的公司，实践证明可减少约20%的碳排放。

　　其次是炉顶煤气循环（TGR）与富氢氧气高炉技术。以中国宝武的富氢碳循环高炉（HyCROF）工艺为代表，该技术利用炉顶煤气循环和全氧鼓风，2022年投产的400立方米级机组已实现直接碳排放减少31%，同时产能提升30%～40%，展现了显著的节能减排效果。

　　除了对现有高炉的改造，一些企业也在研发突破性熔融还原技术。这类技术跳过了传统的焦化和烧结工序，直接利用矿粉和煤/氢生产液态铁，从根源上简化了流程。例如，印度与荷兰合作的塔塔钢铁一种新式熔融冶炼工艺——HIsarna工艺，可直接使用廉价矿粉和煤，无需造球和炼焦。其在荷兰的试点证明可减排20%；若结合生物质或废钢，减排潜力可超过50%。2025年12月份，塔塔钢铁已批准在印度詹谢普尔建设100万吨级实证工厂。与此同时，韩国浦项制铁的HyREX（氢还原炼铁）工艺则基于FINEX技术开发了流化床氢气还原铁工艺，同样可直接使用普通铁矿粉，无需造球，目标是2030年实现商业化。

　　此外，碳捕集、利用与封存（CCUS）及“智慧碳”路径也是重要的补充。例如，比利时安赛乐米塔尔的Steelanol（“钢铁醇”）与Torero（托雷罗）项目：Steelanol利用生物发酵技术将高炉废气转化为乙醇；Torero则利用废木材生产生物焦替代煤炭。然而，这类项目也面临现实挑战，Steelanol在2025年因监管环境和成本压力面临停产风险。在印度，塔塔钢铁则在詹谢普尔运行了该国首个高炉煤气碳捕集试点，日捕集5吨CO2用于现场利用。

　　为了更直观地理解这些技术的性能，下表综合了长流程及其改进工艺的关键性能指标（基于2025年/2026年预期数据）。

　　从平准化炼钢成本（LCOS）来看，在南非/全球基准分析中，带有CCU的高炉改造路径（BF-CCU-BOF）成本比传统工艺高约26%。相比之下，氢基直接还原—电炉（H2-DRI-EAF）的成本目前比传统高炉高约42%。

　　从碳减排成本分析，到2030年，大多数长流程改造技术的平均减排成本预计将超过100美元/吨CO2。具体而言，BF-BOF-CCS路径的减排成本在93至163美元/吨CO2之间；而HIsarna-CCS路径则在63至117美元/吨CO2之间，虽然更具成本吸引力，但技术尚不成熟。

　　与此同时，巨大的资本支出需求也是企业必须面对的。现有综合钢铁厂的降碳改造需要巨额投资，单体工厂转换通常需要20亿至50亿美元。聚焦中国情境，若碳价维持在14美元/吨，绿钢溢价约为35%；若要实现零溢价，碳价需升至约124美元/吨，或氢气价格降至2.4美元/公斤以下。

　　尽管技术路径日益清晰，但低碳转型仍面临诸多瓶颈。首先是基础设施限制：氢基路径依赖大规模绿氢供应和输送网络，而CCS路径则需要CO2运输管道和封存地质分析。其次是资源锁定风险：投资于传统高炉的大修虽然延长了资产寿命，但面临碳税上涨带来的“搁浅资产”风险。最后是残留排放挑战：即使是BF-BOF + CCUS路径，仍会遗留约27%的现场排放，以及显著的煤矿开采上游甲烷排放，这使其在严格的绿色领先市场中可能面临准入风险。

　　形象地说，如果说传统高炉是一台高性能但冒黑烟的旧卡车，那么当前的低碳技术更像是为其换装“氢油混合动力系统”（富氢喷吹）或安装大型“尾气过滤器”（CCS）。虽然能够减缓污染，但要彻底实现零排放，最终仍可能需要像HIsarna或HyREX这样彻底更换“引擎核心”的变革。