观察｜炼铁高炉如何“工作得更干净”？中澳合作从铁矿石贸易走向绿色技术协同

钢铁行业贡献了全球7%-9%的二氧化碳排放，正在成为全球工业脱碳最难啃的骨头之一。

在中国则有着更沉重的分量。“钢铁工业碳排放约占全国总排放量的16%，1吨铁水要产生将近1.5吨的二氧化碳，因为中国还是以高炉-转炉长流程为主，所以在这个过程中降碳非常重要。”北京科技大学冶金学部主任张建良教授日前对澎湃新闻记者如是表示。

北京科技大学冶金学部主任张建良教授。

而减碳的压力已经被明显摆上了桌面。2025年，中国碳排放权交易市场首次扩围，钢铁行业被纳入。2026年1月起，欧盟碳边境调节机制（CBAM）也进入正式实施阶段。“转型”无疑已经从行业口号变成真金白银的资产负债表。

但一个关键的问题是，占据全球产能七成以上的长流程，更直白地说，这些高炉到底应该被推倒重来，还是就地改造？

高炉-转炉长流程钢铁的绿色改造

中国钢铁工业的底色，是一年生产10亿吨钢，其中90%都是用传统的工业高炉—转炉长流程工艺。以及每年约80%的铁矿石依赖进口。

而在全球范围内，澳大利亚技术科学与工程院院士、悉尼新南威尔士大学沈岩松教授介绍，高炉-转炉的冶炼路径至今仍占据世界钢铁产能的70%-80%。

“我想十年、二十年之后，高炉的产量仍会占有相当大的比重。”张建良认为，届时中国钢铁产量预测在8亿吨或者6亿吨左右，传统流程还会占有一定的比例。需要指出的是，相较于以废钢为原料的短流程炼钢，长流程因依赖铁矿石和煤炭，减排压力倍增。

而为何要针对传统流程花大力气改造？张建良进一步解释称，重工业往往意味着极大的投资，“我们不可能一下把这些工业流程、装备都关掉，因为装备寿命在15到20年，所以在新的流程出现之前，我们还是使用这些装备。”

行内有着类似的共识，即在新技术成熟之前，不可能将巨额投资弃置。这也就意味着，占据主导份额的高炉，眼下最迫切的问题不在何时拆除，而在如何烧得更干净。“不可能一夜之间把它完全去掉，在我看来，未来30年，高炉这个过程应该还是占有重要地位的。”沈岩松明确指出。

澳大利亚技术科学与工程院院士、悉尼新南威尔士大学沈岩松教授。

“我们需要立刻解决的是让现有的高炉基础设施在短期内科学指导下实现清洁化生产。”沈岩松进一步强调，当前实际上是两条路线并行，既要把现在处于主导地位的高炉路线清洁转型，同时大学研究人员也要前瞻地探索未来可能技术，“但是这些都需要时间。大学需要持续开展相关基础研究和研究工具开发，与工业界形成互补，才能加快关键技术突破。”其认为，学界应该承担起重任。

目前，行业也已形成多元降碳路径，包括以高炉煤气循环利用、富氢喷吹为代表的存量改造的可行方案，以氢冶金为代表的新工艺则被视作具有深度减排潜力的技术路径之一。其中，所谓的氢冶金是一种用氢气替代焦炭、煤粉等碳质还原剂来冶炼钢铁的工艺，核心原理是让氢气与铁矿石中的氧反应生成铁和水，从源头避免或大幅减少二氧化碳排放。

例如，今年6月，中国宝武与力拓采用力拓西澳皮尔巴拉混合铁矿石，完成造球与竖炉工业试验，该试验于中国宝武宝钢股份湛江钢铁基地开展，采用氢基竖炉技术生产直接还原铁（DRI）。

不过，张建良教授也提醒，氢冶金“从原理上没有问题，关键还是经济方面原因。”绿电供给不足、绿氢成本居高不下，加之中国钢铁企业多布局沿海，而绿电资源集中于新疆、甘肃，时空错位之下，“绿氢炼铁”短期内难以成为主流。

中澳合作：从铁矿石到绿铁

全球一半以上的钢铁由中国生产，而澳大利亚是全球铁矿石最大供应国；中国约80%的铁矿石依赖进口，其中约六成来自澳大利亚。

沈岩松将这种关系概括为四个维度的互补：资源上，一个出口方、一个进口方；能源上，澳大利亚拥有天然的风光禀赋；工业上，澳洲强于采矿与矿物加工，中国强于钢铁与后端加工；研究上，澳洲基础研究具有优势，中国在工程化和应用转化经验丰富，具有很强的互补性。

张建良对澎湃新闻记者谈到一点，“比如有些低品位的矿石，将来有没有可能在澳大利亚就地生产成绿铁，再运到国内。”这一方案背后，是澳大利亚广袤的沙漠地区拥有优越的太阳能资源，具备大规模生产绿电的天然条件。“用绿电生产绿铁，再运到国内，这也是未来的一个可能。”

实际上，中澳双方也已建立钢铁行业减碳政策对话机制。2025年7月澳大利亚总理阿尔巴尼斯访华期间，两国总理年度会晤联合成果声明明确提出 “建立新的钢铁行业减碳政策对话”；同年12月，工信部副部长辛国斌率团访问澳大利亚，与澳工业、科学与资源部签署关于建立钢铁行业减碳政策对话的谅解备忘录。

据澎湃新闻记者了解，在日前于上海举行的第二届中国国际钢铁周期间，由悉尼新南威尔士大学领衔，联合北京科技大学、中国国际贸易促进委员会冶金行业分会共同主办的第一届中澳绿铁技术院士专家研讨会暨2026届中澳绿铁青年科学家引领计划成功举办。

研讨会认为，面对全行业低碳转型乃至气候变化这一人类共同挑战，跨国科研合作绝不能局限于“一次性学术交流”。研讨会建立了机制化、可持续且具有深远影响力的长效合作生态。研讨会确立了由中澳两国轮流举办的常态化机制，每届邀请更多中澳矿冶工业方和院士专家。同时，研讨会期间还签署了《中澳绿铁研究平台谅解备忘录》（MoU），标志着双方在联合研发与技术攻关上迈入制度化合作新阶段。

此外值得关注的是，研讨会还启动了“中澳绿铁青年科学家引领计划”，建立“导师结对”培养机制。即通过公开遴选优秀青年学者，为中澳两国培养并储备具备跨文化协作能力的下一代行业领军人才。

“我们设计这个机制，可以促进中澳冶金院士和专家能够真正地行动起来，把自己的经验和自己的资源介绍给青年学者。”沈岩松认为，“真正行动起来”至关重要，对于双方的学生来说，都可以获得双方高质量的互补的教育和训练。

沈岩松以其团队为例介绍，“从2011年到现在，我们跟宝钢已经连续合作了15年，三年一个项目周期，现在已经推进到第五个项目。通过这种合作，我们帮助工业解决当下的问题、生产中的问题，以及未来想要解决的一些战略问题，这是一个方向。还有一个方向，工业提出的问题反过来对我们来说也是促进，把工艺需求转化成基础研究的课题，想的更深更远，并开发新的革命性的研究工具和模型平台解决这些基础问题。”

沈岩松和悉尼新南威尔士大学工程学部部长Julien Epps教授同时谈到，作为连接两国产学研的核心学术枢纽，悉尼新南威尔士大学凭借在冶金、矿业、可再生能源及低碳技术领域的深厚积累，已将绿色钢铁列为机构战略优先方向，致力于推动前沿创新成果从实验室走向工业应用。

悉尼新南威尔士大学工程学部部长Julien Epps教授。

“将澳大利亚的自然资源与悉尼新南威尔士大学的科研优势，直接对接中国庞大的工业实践与工程落地，是实现全球钢铁深度脱碳重要的途径之一。”沈岩松强调。

“面对气候变化这一人类共同挑战，我们倡导跨越国界的紧密合作，”Julien Epps还强调，中澳两国有很多的自然资源，而在能力方面，尤其是中国在加工业、制造业方面的能力都是毋庸置疑的，“所以我们两国也需要共同合作来解决这方面的问题。”