DOI: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.03.1002 人工智能在钢铁能源管控 中的应用 Application of Artificial Intelligence Technology in Energy Management and Control of Iron and Steel Industry 供稿|赵耕 1，柳军 1，孙文权 2，张哲 1，刘向国 为有效应对大数据、物联网等新场景、新模式带来的挑战，本文介绍了钢铁工业能源管控的现 状，分析了驱动人工智能在钢铁工业能源管控领域应用的重要技术，结合钢铁工业人工智能应用实 例讨论了典型人工智能技术应用于钢铁能源管控的可行性和存在的问题，指出钢铁智慧能源的未来 发展趋势为：如何实现机理、数据、知识等多模型合理深度融合；运算结果的可解释性提升。钢铁 企业智能化、绿色化需求必将使人工智能深度融入钢铁能源综合管控。 随着能源管理系统 的发展和推广，钢铁工业已收集了各类能源相 关产、消、存等环节的海量数据，并进行了集中管 理、分析预测和调度优化等研究应用工作，从系统 层面上取得了一些初步进展。然而，随着生产流程 日趋复杂、个性化产品需求日益强烈，传统的模型 方法与技术体系已遇到瓶颈，无法有效应对大数 据、物联网等新场景、新模式带来的挑战。而人工 智能热潮的到来，为上述问题的解决提供了新的 途径。 钢铁工业能源管控的现状与发展需求

促进中国钢铁行业转型融 资的激励机制 有效路径、 关键挑战与行动建议 气候债券倡议组织发布 促进中国钢铁行业转型融资的激励机制 Climate Bonds Initiative 2 关于气候债券倡议组织 气候债券倡议组织（Climate Bonds Initiative，简称 CBI）是一家全球性的非营利机构，致力于动员全球资本 应对气候变化，推动低碳转型和增强气候韧性，促进公 平经 4 1.1 中国钢铁行业低碳转型： 减排重担与融资挑战 4 1.2 中国转型金融市场： 发展迅速但仍需释放潜力 7 2 促进钢铁行业转型金融发展的有效激励 机制 9 2.1 健全识别框架 9 2.2 实施财务激励 14 2.3 加强多方协同 17 3 现有激励机制面临的关键挑战 20 钢铁企业转型动力尚未被充分激发 20 缺乏对金融机构的有效激励 20 对下游低碳钢铁采购方的关注不足 21 4 结论与建议 22 附录 25 促进中国钢铁行业转型融资的激励机制 Climate Bonds Initiative 3 “双碳”目标下，中国钢铁行业亟需加快转型升级，并 由此促成了巨量的资金需求。转型金融是支持钢铁行 业实现低碳高质量发展的重要机制。近年来，中国在转 型金融政策体系建设和市场培育方面取得了显著成

需求侧驱动钢铁低碳转型： 以汽车行业采购实践为例 2025.8 关于落基山研究所（RMI） 落基山研究所 (Rocky Mountain Institute, RMl) 成立于 1982 年， 是一家立足市场、独立运作的专业智库，致力于通过经济可行的市 场化解决方案推动全球能源转型，构建繁荣、韧性、清洁的低碳未 来。落基山研究所与企业、政策制定者、科研机构、创业者及跨领 域伙伴广泛 作者按姓名拼音顺序排列。 除非另有说明，所有作者均来自落基山研究所。 联系方式 李抒苡，sli@rmi.org 李威，wli@rmi.org 引用建议 落基山研究所，中汽碳（北京）数字技术中心有限公司，需求侧驱动钢铁低碳转型：以汽车行业采购实践为例，2025 https://rmi.org.cn/insights/low-carbon-steel-procurement-report/ RMI 重视合作 王明月 宝山钢铁股份有限公司环境与资源研究研究员 李梦龙 河钢集团有限公司 特别感谢汇丰气候解决方案伙伴计划对本报告的支持。 本报告所述内容不代表以上专家及其所在机构观点。 rmi.org / 4 需求侧驱动钢铁低碳转型：以汽车行业采购实践为例 目录 1. 需求侧低碳趋势推动钢铁行业转型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1. 钢铁行业转型中的需求侧角色

18920851068 zhangyijuan@catarc.ac.cn 低碳钢材采购指南 编制单位 《低碳钢材采购指南》现阶段面向长流程钢和短流程钢开展企业产品碳足 迹核算与评估工作，旨在推动钢铁行业碳排放数据透明化，促进上下游企 业协同减碳。 本指南发布了企业产品平均碳足迹核算结果，便于下游企业参考，提升绿 色采购效率。在方法体系方面，本指南明确了碳足迹核算所采用的核算标 准、系统 并就指南内容提出意 见建议，共同推动钢铁行业绿色低碳高质量发展。 1-2 1-1 2 0 2 5 . 0 4 . 3 0 1 低 碳 材 料 采 购 指 南 长流程钢 企业平均产品碳足迹 排名 企业名称 长流程钢产品碳足迹（tCO2e/t） 1 昆明钢铁集团有限责任公司 2.38 2 云南玉溪玉昆钢铁集团有限公司 2.38 3 云南玉溪仙福钢铁（集团）有限公司 2.38 4 四川德胜集团钒钛有限公司 四川德胜集团钒钛有限公司 2.38 5 宝山钢铁股份有限公司-青山基地 2.44 6 酒泉钢铁（集团）有限责任公司 2.46 7 广西柳州钢铁集团有限公司 2.46 8 广西贵港钢铁集团有限公司 2.46 9 福建省三钢（集团）有限责任公司 2.46 10 湖南钢铁集团有限公司 2.47 11 凌源钢铁股份有限公司 2.48 12 宝山钢铁股份有限公司-东山基地 2.49 13 北京建龙重工集团有限公司

(二) 冶金（钢铁）行业客户现阶段对 PLC 自主可控的需求分析....... 32 1.冶金（钢铁）行业定义................................... 32 2.冶金（钢铁）行业整体市场发展情况....................... 33 3.冶金（钢铁）行业大型 PLC 市场规模....................... 40 4.冶金（钢铁）行业使用 冶金（钢铁）行业使用 PLC 的情况......................... 43 5.冶金（钢铁）行业大型 PLC 自主可控进程分析............... 46 大型 PLC 自主可控白皮书 3 3 第一章：中国 PLC 自主可控发展现状与趋势 (一) PLC 归属为工业操作系统领域 本篇白皮书聚焦于大型 PLC 产品的深度研究，该品类属于工业操作系统的 2：工业操作系统是关乎国家安全的“命门所在” 工业操作系统作为生产控制指令下达与工况状态传输的核心枢纽，其安全性 至关重要。一旦遭到监听、篡改或瘫痪，将直接导致系统设备故障乃至生产安全 事故，严重影响石化、钢铁等关乎国计民生的重点行业稳定运行，甚至对国家战 略安全构成威胁。 当前，全球科技竞争格局深度调整，核心技术的自主可控已成为维系国家发 展命脉与保障产业安全的战略性基石。近期，国家互联网信息办公室对国际芯片

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 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 2060 年将减少至 4.5 亿吨， 较 2025 年下降 95% 左右。2025—2060 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；2035—2040 年 摘 要 间，氢基直接还原

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 ” 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 少至 4.5 亿 吨， 较 2025 年下降 95% 左右。2025—2060 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；2035—2040 年 厚 间，氢

............................ 42 3.4 钢铁行业需求要点分析 .................................................................................................. 43 3.4.1 钢铁行业生产管理特点 .............................. 4.2 钢铁行业合规性 ................................................................................................... 45 3.4.3 钢铁行业典型加工工艺路线图——以某钢铁厂为例 ........................................ 46 3.4.4 钢铁行业 MES 需求分析...................................................................................... 47 3.4.5 钢铁行业 MES 应用案例...................................................................................... 51

第一节 整体情况：全球与中国能源行业碳中 和发展实践 第二节 抓准能源行业的“牛鼻子”——中国 电力行业碳中和前景展望 第四章 重工业：钢铁减排聚焦能源替换、能效提 升及工艺升级 第一节 工业碳排放组成及减排挑战：聚焦钢 铁行业 第二节 钢铁行业政策现状及碳中和举措 第五章 汽车行业：发展新能源汽车，联合上下游 产业链减排 第一节 交通运输业减排的必要性 第二节 全球汽车行业减排目标 图1-5 碳关税将提升多国向欧盟出口的成本分析 资料来源：BCG分析。 放眼全国，碳中和亦会冲击我国的产业格局。2021年7月全 国碳排放权交易市场开市，未来交易覆盖范围将进一步从电力扩 大到钢铁、水泥、化工等产业，并适时引入有偿配额竞价机制， 积极探索与国际碳市场建立连接的可能性。如图1-6所示，中国 碳价的长期上涨空间广阔。如图1-7所示，对于能源需求较多的 产业，碳排放成本的一路走高以及绿电资源分布不均，将加剧东 明确了2060年碳中和包括 全经济领域温室气体的排放量。 [11] 资料来源：同济大学教授余卓平在“十四五”氢能产业发展论坛上的预 测。 [12] 碳关税=产品含碳量×碳定价，含碳量按目前各国钢铁生产工艺统计初步估 算，碳定价按75欧元/吨估算。 [13] 资料来源：The EU’s Carbon Border Tax is coming-here’s how it will impact

候变化、加快全社 会低碳转型的重要市场工具。中国自2010年开始建设试点探索碳排放 权交易体系，并在2021年正式启动全国碳排放权交易市场。经过4年运 行，中国全国碳排放权交易市场共覆盖电力、钢铁、水泥、铝冶炼四个行 业约3600家企业。覆盖的温室气体排放量约为80亿吨，是全球覆盖温室 气体排放最多的碳市场。作为新兴经济体中最早开始探索碳排放权交易 体系的国家，中国碳排放权交易市场的经验对其他发展中国家也有重要 碳排 放权交易市场于2021年7月正式启动上线交易，将 发电行业从2019年起的排放量纳入管控范围。2025 年3月，中国全国碳排放权交易市场宣布扩大覆盖范 围（以下简称“扩围”），正式要求钢铁、水泥和铝冶炼 三个行业从2024年度起的排放纳入中国全国碳排放 权交易市场,从2025年起进行履约。至此，中国全国 第一章 中国碳排放权 交易体系概述 中国碳排放权交易体系：过去、现状和展望 履约周期，目前处于第四个履约周期。第一个履约周期覆 盖电力行业2019-2020年度的排放；第二个覆盖电力行 业2021-2022年度排放；第三个履约周期覆盖电力行业 2023年度排放；第四个履约周期覆盖电力、钢铁、水泥和 铝冶炼行业2024年度排放。每一个履约周期均包括碳排 放监测、报告、核查，配额预分配和调整，配额交易和配额 清缴的完整流程。在前两个履约周期的探索之后，中国全 国碳排放权交易市场由每两年进行一次配额清缴改为每