2025冶金科学技术奖简介 | 钢铁全产业链碳素流精益管控关键技术研发与应用

一、项目工作背景

绿色低碳转型是全球钢铁业面临的系统性课题，涉及技术、产品、理念、体系和方法论一方面，碳排放已成为国际贸易新变量，国际社会通过碳规则重塑绿色贸易格局，另一方面，下游用户对低碳产品的需求不断增加。钢铁企业需应用减碳技术、推广低碳产品，建立适用的碳规则。中国作为全球最大钢铁生产国和消费国，资源禀赋和产业技术结构与国际不同，需建立自身碳规则，被动应对或跟随将失去市场发展受限。

主要面临方面的难题：

（1）适用国情的碳规则不完善、不健全：核算规则方法碎片化，高碳还是低碳，别人说了算；不同用户认可不同标准，造成钢企多重认证、疲于应付、成本增加。

（2）钢铁全产业链碳模型不成体系：产品碳足迹的评价是从摇篮到坟墓，包括上游供应链、制造流程和下游服务链，但产业链的复杂性造成模型缺失与不完善，未形成关联、集成和协同

（3）用于碳管控的量化工具缺失，造成“管不准”“管不全”“管不细”“控缺位”：①碳排放量化软件建模复杂，企业碳量化能力弱，应对用户需求需依赖国外软件或提供原始数据，存在数据安全、成本信息泄漏风险；②依赖国外背景数据库，中国数据占比低%~%)且数值老旧、偏高，碳足迹计算结果不能反映真实水平。

综上，从钢铁全产业链碳素流精益管控的理论内涵（物理本质、方法、工具）出发，通过形成国内统一、国际认可的多维度碳排放评价方法学体系，完善全产业链碳模型体系，建立健全背景数据库及工业软件方面出发，形成国内自主、国际互认的解决方案，满足国家、钢企和用户需要。

二、具体解决方案

1. 首先是基于耗散结构与冶金流程工程学理论，阐明了钢铁全产业链碳素流管控的理论内涵，包括物理本质、理论与方法、低碳转型路径与支撑工具。

2. 构建了国内统一、国际认可的多维度碳排放评价方法学体系，涵盖服务国内碳市场的组织碳方法学与响应下游用户需求的产品碳方法学。前者满足国家及企业对碳排放清单、能效评估与横向比较的需求，后者支撑钢铁全产业链碳足迹评价。该体系已成功应用于支持建设具有全球影响力、填补国内空白的钢铁全产业链EPD平台。同时，基于对3.3亿吨粗钢产能的实际碳排放摸底数据，开发了“自下而上”的钢铁产品碳排放预测模型，据此形成和发布中国低碳排放钢评价方法与阈值，获得了国际能源署（IEA）、欧盟等国际机构的高度关注与认可。

产品种类规则

3. 系统构建“一流两链”碳模型体系并关联集成，研发工艺参数级产品低碳设计技术。第一是构建了“自上而下”的钢铁行业“双碳”分析模型体系，并实现不同模型之间的结构化关联集成，支撑中国钢铁行业及近20家钢企低碳发展的顶层设计、战略决策与技术路线图的制订。第二是通过钢铁制造流程及上下游碳数据链接，构建“一流两链”产品碳足迹评价模型体系，推动全产业链、全生命周期减碳；供应链通过“欧贝零碳平台”产品碳模型开发及低碳物料优先采购驱动供应链碳核算、碳披露、碳减排，该平台在宝武应用；制造流程通过制造过程减碳评价模型推进应用“真减碳”技术，优化制造过程，应用于宝钢氢冶金、富氢碳循环高炉等；服务链通过高性能产品驱动下游减碳贡献评价模型技术提供下游高性能、低碳排放的解决方案，促进产品销量增长。第三，开发产品低碳设计工具供产品和工业设计人员使用。通过工艺路径工序特征数据提取，建立工艺参数间及与产品碳足迹的量化关联关系，实现复杂交叉工艺路径及工艺参数条件下产品碳足迹仿真计算，满足“全流程碳足迹最低”的工艺路径、工艺参数组合寻优需求，快速响应了奔驰、大众、西门子等下游用户低碳采购需求。第四，基于生命周期理论构建了不同材料低碳竞争力评价模型，动态量化了钢铁、铝、镁、玻璃、混凝土、水泥和碳纤维等种竞争材料在建筑、桥梁、汽车等领域的碳足迹，客观评价了钢铁较其他竞争材料的优劣势。

钢铁全产业链碳评价模型

4. 集成“理论、方法学与模型”开发双碳工业软件与高质量本土化背景数据库。第一，开发物质流、能量流、环境信息流“三流合一”的模块化建模方法，从工业底层逻辑集成、评价方法学配置集成两个维度降低建模门槛，解决钢铁生产路径交叉、能源物料交互的建模难题，满足不同钢铁企业个性化建模需要，实现各类复杂场景应用。第二，利用模块化建模技术开发了组织碳、产品碳、碳关税等碳核算工业软件，满足非专业LCA人员高效率、低门槛使用要求，并嵌入不同碳核算规则响应不同用户需求。第三，以“一流两链”单元过程交互耦合的网状结构模型为基础，开发了符合国际规则的高质量、本土化钢铁全产业链碳足迹数据库，实现数据透明可追溯，推进与国际互通互认，数据库涵盖18类钢铁产品，超5000条数据集。

积木LCA软件

项目累计授权发明专利16件（待授权27项）、软著13项；出版专著部、发表学术论文47篇；制订标准22其中国标项，行标项，团标13；形成产品种类规则项。

三、推广应用情况

1. 平台应用

在中钢协领导组织下，成果用于建设钢铁全产业链EPD平台及低碳排放钢发布平台。截至2025月，EPD平台共发布PCR15份，229EPD/CFP报告，并与多个国际知名组织签订谅解备忘录（MOU），为中国钢铁产品出海保驾护航，得到钢铁产业链的好评。低碳排放钢发布平台提供钢铁企业低碳排放产品评价，为绿色产品品牌建设及下游用户绿色采购提供支撑，截至2025月已发布10类低碳排放钢产品。

EPD平台

在供应链管理方面，建立“欧贝零碳平台”，提供供应链碳核算、碳数据披露服务，并通过低碳物料优先采购驱动减碳。目前服务1624家企业，发布6000余份碳报告，2024年有800多个供应链产品实现减碳并实现正向激励，相比2023年，32%的产品碳排放下降。

欧贝零碳平台

此外，还建设了钢研碳云平台，应用于钢铁企业、工业园区的碳管控，以及教育培训、竞赛等相关活动，支撑相关专业人才的培育。

2.数据库与工业软件开发

开发的工业软件与OpenLCA实现互认，并成为意大利EPD平台钢铁行业专用计算工具。所建数据库包含30000余条数据记录，涵盖钢铁18大类产品、5000余条核心数据，并与国际数据库达成互认合作，成功上线国际商业数据库平台。

LCA计算软件

项目成果已应用于包括宝钢、鞍钢、首钢、WEI DAT STEEL在内的余家国内外大型钢铁企业及其上下游生态圈企业（涵盖供应链、矿业、转型金融等领域），直接服务的钢铁企业产能超亿吨。

四、经济环境社会效益

经济效益方面，通过低碳排放钢铁产品市场拓展，碳核算服务及软件、数据库服务，实现直接经济效益6.54亿元。

在环境经济效益方面，项目针对钢铁行业存在的碳规则不完善、碳模型不成体系、量化工具缺失等痛点，创新开发了涵盖理论内涵、碳评价方法论、模型体系及量化工具的全产业链碳素流精益管控关键技术，为国内外钢铁行业提供了可复制、可推广的碳管理范式。该成果显著推动了钢铁全产业链碳排放评价的国际互认与市场采信，促进了碳规则的国际互认与国内统一；同时强化了国内碳数据基础、核算与服务能力，有效解决了数据安全与碳管控不足问题，为行业和企业应对国际贸易壁垒及国际碳规则提供了关键支撑。此外，成果在行业及企业低碳转型规划、低碳排放产品供应与采购等领域发挥了重要作用，为中国钢铁低碳转型顶层设计、争取国际话语权、开辟低碳新赛道奠定了坚实基础。综上所述，本项目在促进碳规则互认统一、助力企业践行双碳战略、构建低碳产品供应链、提升碳管控能力等方面，产生了显著的经济、环境与社会综合效益。

声明：本文系转载自互联网，请读者仅作参考，并自行核实相关内容。若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与铁甲网联系，本网将迅速给您回应并做处理，再次感谢您的阅读与关注。