报告指出，当前全球钢铁生产的传统路径中，约72%采用焦化—高炉—转炉（CO-BF-BOF）工艺，约29%采用废钢—直接还原铁—电弧炉（Scrap-DRI-EAF）工艺。高炉工艺的二氧化碳排放量最高可达电弧炉工艺的4倍。 　　氢气在钢铁冶金中的直接应用主要用于加热和还原铁氧化物。一是高炉喷吹氢气。氢可部分替代焦炭或煤粉喷吹及替代天然气等其他还原剂，但作用有限。由于氢还原是吸热反应，会吸收热量并导致高炉风口区域产生冷却效应，需要通过向高炉内的还原和熔炼过程补充额外热量作补偿。这能减少碳排放，但无法彻底消除。二是氢等离子体熔融还原。这是一种利用氢等离子体还原铁矿石的工艺，目前仍处于试验阶段，但具有一定潜力。三是氢基直接还原铁。氢气可以替代天然气或煤作为还原剂，去除铁矿石中的氧，过程也更为环保。 　　米德雷克斯介绍，目前，欧洲多家企业已规划在2030年前建设氢基直接还原铁产能，并探索配套碳捕集与封存技术，以处理过渡阶段的排放。对于在直接还原竖炉中氢气与一氧化碳的混合使用，欧洲等地区钢铁行业已就逐步提高氢气比例直至实现100%纯氢还原进行了大量规划。其在具备地质封存二氧化碳实际条件的地区，也可在现有直接还原工厂和高炉工艺中增加碳捕集与封存技术，以减少碳足迹。例如，墨西哥和阿布扎比已部分应用捕集的二氧化碳。欧洲主要钢铁制造商计划在2030年或之后不久增加其钢厂的直接还原铁产能。值得注意的是，热压铁块也可视为一种能源运输形式。在美国、部分中东国家、澳大利亚等生产的热压铁块，运输到能源成本高昂或可再生能源潜力有限的国家，相比以液态、气态或氨形式运输氢气，是一种更简单且成本更低的解决方案。 　　氢基直接还原技术正从示范走向产业化。根据报告，就目前而言，成熟的MIDREX®与ENERGIRON®工艺已具备100%氢基还原的技术能力。与此同时，多项新兴技术也正围绕氢能展开，例如普锐特冶金技术的Hyfor®流化床工艺、其与浦项制铁联合开发的HyREX工艺（结合熔炼环节），以及美卓重新推出的Circored®流化床工艺。在欧洲，如瑞典钢铁公司（SSAB）、蒂森克虏伯、奥钢联等钢企，正积极推进从高炉向直接还原铁生产的转型，他们计划将所产直接还原铁用于电弧炉补充废钢，或经电熔后作为转炉原料使用。类似布局也出现在亚太地区，例如澳大利亚计划替换肯布拉港高炉。欧洲旗舰项目“H2FUTURE”已在奥地利林茨钢厂投运一套6兆瓦质子交换膜电解系统，用于绿氢生产。瑞典的“HYBRIT”项目在完成吕勒奥中试后，正推进耶利瓦雷示范工厂建设，将采用绿电制氢与“绿球团矿”生产纯绿色直接还原铁。更进一步的商业化项目标杆是瑞典Stegra公司（原H2GS公司）位于布登的工厂，计划于2026年投产，将成为全球首个完全依托可再生能源和100%氢基直接还原工艺的规模化“绿色钢铁厂”，规划年产能达250万吨低碳排放钢。 　　与此同时，多数新建直接还原产能将先以天然气为基础，并设计为可灵活调节还原气中的氢比例、兼容碳捕集技术，以待绿氢具备经济性时平滑过渡。“需要了解的是，若采用天然气重整制氢再进行还原，其碳排放反而高于直接使用天然气。”米德雷克斯在报告中强调。 　　从示范走向主流 仍面临多重挑战 　　尽管规划的应用前景广阔，但氢在钢铁行业真正实现规模化应用，仍面临多重挑战与不确定性。 　　米德雷克斯介绍，就目前而言，规划的绿氢项目规模远不足以满足未来需求，特别是欧洲钢铁行业的减排目标。与此同时，大规模、低成本的绿氢生产依赖于绿电设施的快速扩张，和电解槽技术成本的持续降低。尽管预计到2030年制氢成本将显著下降，但其实际进度将直接影响2050年目标的实现可能性。因此，氢能否成为经济可行的替代方案，仍存在不确定性。 　　与此同时，氢能技术的工业应用效果需要实际项目验证，特别是大型高炉富氢冶炼、氢基直接还原铁等关键工艺。当绿氢供应有限时，钢铁行业能否获得足够份额尚不明确，这也会影响企业技术路线规划与投资决策。 　　政策和舆论环境变化也是需要考量的因素。虽然全球普遍支持2050年的碳中和目标，但各国进展不一，部分发达国家已出现政策执行放缓迹象。同时，发展中国家受限于经济条件，其目标设定与实施能力存在差异，这些因素都可能影响全球氢能应用的节奏。 　　再看技术层面，在具体工艺中，氢基直接还原还需克服两大操作难题。一是氢还原为吸热反应而产生的炉内冷却效应，需通过优化温度与气流控制进行补偿。二是反应生成的水蒸气在设备上部可能凝结，需通过改进设计与操作制度予以避免。 　　最后，米德雷克斯表示，氢在钢铁行业低碳转型进程中能否物尽其用，不仅取决于配套技术成熟度，还受到供应体系、成本竞争力、产业政策及全球协作等多重因素的综合影响。