搭建长效合作平台 中澳携手破解绿色钢铁低碳转型难题

导读

9月19日,作为第二届中国国际钢铁周的重要活动,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在上海举办。本次会议由悉尼新南威尔士大学领衔主办,北京科技大学、中国国际贸易促进委员会冶金行业分会联合主办,得到中国钢铁工业协会、中国金属学会、世界钢铁协会及澳大拉西亚矿业与冶金学会的专业指导。

来自中澳两国的院士专家、高校科研骨干、企业技术负责人齐聚上海,围绕绿色炼铁技术创新、技术中试与产业化落地、低碳标准共建、跨国科技人才培养等关键议题开展深度研讨。会议确定研讨会实行中澳两国轮流举办的常态化运行机制,同时落地一批标志性合作成果:签署《中澳绿铁研究平台谅解备忘录》;正式启动 2026 届中澳绿铁青年科学家引领计划;聘任北京科技大学冶金学部主任张建良教授为悉尼新南威尔士大学客座教授;联合出版《钢铁》生产绿色低碳专刊。一系列举措标志着中澳绿色钢铁合作告别单次会议式交流,迈入制度化、可持续的长效协同新阶段,为全球重工业脱碳探索跨国产学研协同的可行路径。

“悉尼新南威尔士大学将绿色钢铁确立为机构战略优先方向,致力于打通实验室前沿创新通往工业现场的最后一公里。”悉尼新南威尔士大学工程学部部长Julien Epps 在会上表示,“气候变化是中澳两国共同面对的全球性挑战,应对这一挑战,国界不应当成为阻碍。我们学校在冶金、矿产、可再生能源、低碳技术四大方向深耕数十年,有能力担当中澳绿色钢铁合作可信的学术桥梁。”

Julien Epps进一步谈到,钢铁行业的低碳转型不是短短几年就可以完成的事情,而是一场长达数十年的变革。基础研究需要时间沉淀,科研成果走向市场、落地工业生产线同样需要周期。“我们既要联合中国高校、中国大型钢铁企业,也要联动澳大利亚本土矿业企业,共同推动技术落地。除技术攻关之外,我们同样需要持续培养中澳下一代行业领军人才,为绿钢事业长久发展储备人力根基。”

澳大利亚技术科学与工程院院士、悉尼新南威尔士大学教授沈岩松系统阐释了中澳开展绿铁合作四重维度的互补逻辑。“第一是资源互补,澳大利亚是全球主要优质铁矿石供应国,中国是世界第一大钢铁生产国,形成铁矿石输出、钢铁成品输入输出的产业闭环;第二是能源互补,澳大利亚拥有得天独厚的风光可再生能源条件,可以为绿铁生产提供充沛绿电;第三是工业链条互补,澳大利亚优势集中在采矿与矿物加工,中国优势在于钢铁冶炼和后端深加工;第四是科研链条互补,澳方基础理论研究实力突出,中国强于技术应用与工程实践。从这四点来看,中澳开展深度合作是大势所趋。”

“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最有效的途径之一。”沈岩松强调。

会上,行业专家形成关键共识:受限于设备投资巨大、装备服役周期15年至20年的客观现实,高炉—转炉长流程工艺在未来二三十年,依旧会是全球钢铁生产的主力工艺,不可能在短时间内全部淘汰。钢铁行业的低碳转型必须坚持“两条腿走路”,既要对存量高炉装备开展低碳化改造,挖掘现有生产体系减排潜力;又要前瞻布局氢冶金、竖炉冶炼、电解炼铁等下一代颠覆性冶炼技术。

张建良结合国内产业现状指出,国内已经开展大量存量高炉低碳改造试验,“通过高炉煤气循环利用技术改造,可以帮助高炉实现二氧化碳减排25%至30%,燃料消耗降低20%,这对于存量产能降碳意义重大。”与此同时,国内多家企业和科研院所已经布局氢冶金示范项目,张宣科技、湛江100万吨炼铁项目、晋钢中试线、鞍钢流化床生产线,以及与航天工程合作开发的高压氢冶金技术,都在持续推进技术验证。但新技术走向大规模商业化,仍绕不开成本难题。

“氢冶金从原理上完全可行,但现实落地面临多重约束。一方面是绿电成本居高不下,直接推高绿氢生产成本;另一方面还存在能源时空错配,我国大量绿电集中在西北区域,而钢铁企业大多布局沿海。” 张建良提出一个极具想象力的合作方向,“澳大利亚拥有大片沙漠,太阳能资源充沛,未来可以就地利用绿电生产绿铁,再将绿铁运回国内,直接投入高炉或者电炉使用,既发挥澳方清洁能源优势,又缓解我国绿电与钢铁产业地域错位矛盾。”他同时坦言,即便技术路径清晰,未来十到二十年,长流程高炉冶炼依旧会在我国钢铁生产体系中占据相当大比重。

研讨过程中,专家们也直面绿铁技术从实验室迈向钢厂遇到的现实堵点。沈岩松表示,很多舆论认为绿氢成本已经足够低廉,就可以快速大规模应用于冶金,但工业实际远比想象复杂。“高炉设备要连续运行15年至20年,氢气需要持续稳定供给,不能时断时续。并且一氧化碳还原铁矿石是放热反应,而氢还原是吸热反应,引入氢气之后,整个高炉内部体系都需要重新设计改造,并不是简单把碳替换成氢就万事大吉。”

除此之外,高炉属于典型的工业“黑匣子”,内部高温高压,无法在运行状态下直接观测内部反应,企业也不会允许科研人员在现役大型高炉上开展风险性试验。传统研发要么依靠关停后的高炉解剖获取有限数据,要么只能做实验室缩小版试验,小试的结果往往难以直接复刻到工业尺度,试错式研发代价高昂。对此沈岩松团队大力推进高精度数字模拟技术,希望搭建数字化虚拟高炉,还原炉内三维动态还原、熔化、相变全过程,用数字空间指导现实的工艺迭代,降低技术放大的风险。

本次会议另一大亮点,就是启动2026届中澳绿铁青年科学家引领计划,建立院士导师结对培养机制。当前全球冶金行业出现一个矛盾现象:冶金专业在读学生数量持续下滑,但双碳背景之下,产业对于低碳冶金人才的需求快速上涨,如果不提前布局,未来将面临人才断层风险。

“很多青年科研人员希望得到院士、行业专家的指导,但中间沟通渠道并不通畅,不少合作项目停留在开会合影,后续缺少实质跟进。” 沈岩松介绍,本次计划设计定向结对机制,每位院士需要对接一至两位青年学者,投入实际精力进行指导,后续还将跟踪青年学者成长成效,把专家的经验、科研资源真正传递给年轻一代。除院士结对之外,双方还计划拓展本科生、研究生双向交流,让青年学者既可以接触澳大利亚前沿基础研究训练,又能够深入中国钢铁企业一线,积累工程实践经验。

沈岩松以自身团队和中国宝武长达15年产学研合作为例,阐释双向协同的价值:“我们和宝武每三年设立一个合作项目,至今已经开展五轮。企业把生产现场遇到的真实技术难题反馈给高校,我们把工业需求转化成基础科研课题,开发出世界领先的炼铁数字化模拟平台;反过来科研成果又回馈企业生产优化,形成工业需求驱动科研创新,科研成果赋能产业进步的良性闭环。”

张建良也从高校学科建设角度补充道:“北京科技大学冶金学科国内排名领先,我们2035年的目标是建设世界级冶金与材料教育研究中心,国际化视野是人才培养的重要一环。沈岩松团队在数值模拟领域属于国际顶尖水平,两校强强联合,无论是青年教师培养,还是本硕学生联合交流,都拥有广阔的合作空间。即便是当下钢铁行业企业效益承压,降本降碳的诉求反而会倒逼技术革新,推动行业加大工艺优化攻关。”

面向未来,悉尼新南威尔士大学正在筹备组建绿铁研究中心,打破院系壁垒,整合工程学部、理学部、经济学部多学科研究力量,对标北京科技大学冶金学部模式开展跨学科联合攻关。依托刚刚签署的《中澳绿铁研究平台谅解备忘录》,双方将持续推进联合科研项目、常态化技术交流、低碳学术成果共享,围绕绿色炼铁全链条开展深度协作,汇聚两国资源、技术、人才优势,共同为全球制造业实现净零目标贡献跨国合作的实践方案。