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1、中国碳中和目标下的工业低碳技术展望Outlook on Industrial Low-carbon Technologies toward Chinas Carbon Neutrality Goal气候变化是人类面临的最严峻全球性挑战。作为负责任的大国，中国于 2020 年正式提出“双碳”战略目标，是全球从碳达峰到碳中和时间最短、减碳规模最大、降幅度速度最快的国家。工业部门作为国民经济中最重要的物质生产部门，亦是中国能源消耗和 CO2排放最集中的领域，其低碳转型对于实现“双碳”目标具有决定性意义。碳中和目标驱动全球产业链和生产模式的重大重构，工业碳中和技术的系统研究与战略部署，不仅关系中国工业

2、领域脱碳进程，更关乎中国产业竞争力的重塑。唯有加快布局颠覆性与引领性的低碳技术，才能在新一轮产业变革中占据战略主动。工业部门在生产工艺与排放结构上的高度复杂性，使其碳减排技术的发展面临巨大挑战，因此全球碳中和实现路径上的难减排领域往往都在工业部门等。钢铁、水泥、石化、化工等重点高碳工业行业减排路径差异显著，短流程工艺、氢冶金、电气化、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）等技术路线亟需系统性突破与统筹推进。推动庞大工业体系实现深度脱碳，必须在颠覆传统发展模式的同时，平衡技术演进与经济可行性，以“技术-路径-政策”为分析框架，建立关键技术的发展路线图，形成可落地的碳中和技术解决方案，助力中国以碳中和

3、技术创新打造工业竞争新优势，加快培育新质生产力。本报告聚焦中国工业碳中和的战略需求，联合钢铁、建材、有色、石化、煤化工、数字化等重点行业协会和研究机构，耦合自上而下的宏观评估模型与自下而上的技术优化模型（TIMES+MESSAGE），系统梳理工业碳中和转型关键技术清单，开展多轮次技术演化模拟与情景优化，综合分析不同技术的工艺特征、技术成本、应用场景与减排潜力，提出重点行业碳中和技术图谱，基于技术成熟度和成本学习曲线形成分技术应用的时间表与发展路线图，为工业低碳转型战略规划、重大工程部署和政策制定等提供决策依据。本报告提出中国工业领域碳中和技术发展“三阶段”路径：（1）低碳流程技术大规模应用期（

4、20252035 年）：需求侧结构调整和短流程技术（如废钢-电炉、再生铝）替代传统高碳路径，推动工业领域碳排放率先整体达峰，为电力、交通等部门的低碳转型和终端需求增长释放排放空间。能效提升和短流程技术发展是该阶段的核心减排手段，将贡献约 55%的工业碳中和技术减排量。（2）工艺颠覆性技术爆发应用期（20362050 年）：该阶段是打破高碳路径依赖、推动工业体系深度重构的关键期。氢能技术、电气化耦合清洁电力替代以及 CCUS 等技术规模化部署，持续扩大在重点行业中的应用覆盖。（3）碳移除托底技术深度应用期（20512060 年）：电力、交通、建筑等部门已经基本实现净零排放，为工业领域突破关键技术

5、瓶颈争取时间。工业部门将依托 CCUS 等技术对难减排环节进行兜底，稳步推进全行业深度碳中和。通过碳中和技术创新、供给需求侧调控和新型电力系统建设等，中国工业部门碳排放到 2060 年将减少至 4.5 亿吨，较 2025 年下降 95%左右。20252060 年中国工业领域碳中和技术累计投资额将达到 42 万亿元左右。分行业脱碳技术路径呈现显著差异化特征。钢铁行业作为当前与远期减排潜力双高领域，技术路径呈现明显阶段性特征：2035 年前将以高炉-转炉系统节能改造和废钢-电炉短流程发展为主；20352040 年摘 要间，氢基直接还原炼铁有望在成本突破后进入大规模应用阶段，成为深度脱碳的核心路径；

6、2050 年后，钢铁 CCUS 将成为实现碳中和的关键托底技术。水泥行业在 20302040 年进入技术结构转型期，大批旧窑系统退出，固废、生物质燃料等替代技术全面推广，绿氢、电力煅烧工艺逐步成熟；2040 年以后燃料替代率持续提升，氢能与电力煅烧工艺进入加速应用阶段。铝冶炼行业在 20252040 年间将以废铝再生技术为核心减排措施，惰性阳极与氯化铝电解等技术将在 2040 年后加速布局进入规模化商业应用阶段。石化和煤化工行业短期内以高效换热器等能效提升技术为主，2035 年后将依托绿氢、绿电和 CCUS 等多种技术协同应用，实现能源与工艺的系统性重构，形成复合型减排路径。氢能替代、电气化耦