6月9日，创新使命第二阶段（Mission Innovation 2.0）启动的“净零工业使命”^[1]发布一份讨论文件征求公众意见^[2]，提出了促进工业过程脱碳的主要技术路径，重点关注水泥和石灰、化工、钢铁等行业。

1、生产和工业过程电气化。该路径包括工艺步骤的电气化、加热过程（窑炉、裂解器、燃烧器、熔炉、锅炉）的电气化，以及电解等电化学工艺的引入。行业内的研发重点包括：水泥和石灰，包括窑炉、烧结和煅烧过程的电气化，例如通过等离子发生器或微波技术、电加热和裂解、氢氧化钙和水泥的电化学生产；化工，包括低温加热、高温加热和蒸汽生产的间接电气化，化学过程的直接电气化（如电化学过程和电力驱动分离）；钢铁，包括铁矿石电化学还原和使用绿色电力进行电弧炉炼钢或矿石还原，直接还原铁-电弧炉路线替代高炉/转炉，通过电解产生氧气用于燃烧过程，工艺步骤的电气化（如熔炉的烧结或再加热）；跨行业，主要是热处理（熔炉）和工艺步骤的电气化，包括氧化铝行业的蒸汽电气化，用于低、中、高温过程的热泵，电驱动分离，电化学过程和液体电解质高温过程。

2、使用清洁氢。该路径包括将清洁氢用于燃烧/加热和作为还原剂，还包括使用清洁氢来生产化学品和碳氢化合物。行业内的研发重点包括：水泥和石灰，可单独使用清洁氢作为燃料，也可与其他燃料（尤其是垃圾衍生燃料）结合使用；化工，包括将清洁氢用于氨、甲醇、聚合物等化学品生产，水电解和甲烷热解一体化制氢；钢铁，包括在直接铁矿石还原和等离子还原（熔炼还原）中使用绿氢，将氢气混合用于燃烧过程；跨行业，在高温熔炉中使用清洁氢气作为燃料，包括在氧化铝煅烧过程中用氢气部分或全部替代化石燃料。

3、碳捕集和封存（CCS）。该路径包括直接捕集/分离以及吸附/吸收工业二氧化碳排放及其封存。行业内的研发重点包括：水泥和石灰，包括过程碳排放的直接捕集/分离和吸附/吸收，通过石灰石、富氧燃料、矿化等实现碳酸盐/二氧化碳循环，富氧燃烧，燃烧后捕集技术；化工，基于胺、吸附、吸收、直接分离等方式，从过程和燃烧排放物中捕集二氧化碳；钢铁，包括产生富二氧化碳废气以促进部署CCS，直接还原铁和CCS结合，物理吸附和化学吸附，高炉炉顶煤气结合CCS，高炉富氢冶炼和化学吸收，使用CCS或生物焦进行冶炼还原；跨行业，包括捕集和封存来自过程排放和燃烧排放的二氧化碳，低品位铁矿石的选矿和CCS无价值成分成矿活化新技术。

4、碳捕集和利用（CCU）。该路径包括二氧化碳捕集、纯化以及转化为化学品、合成聚合物/替代燃料和原材料，以及在其他过程中使用二氧化碳废气。行业内的研发重点包括：水泥和石灰，包括水泥生产和工艺排放的CCU技术，水泥窑和石灰窑的CCU技术，固体原料碳化/二氧化碳固化，二氧化碳矿化和二氧化碳洗涤；化工，使用捕集的二氧化碳生产化学品（包括基础化学品和精细化学品）和聚合物；钢铁，废物/炉渣和气体的再利用和增值，尤其是利用高炉/转炉废物和气体生产化学品/产品/原材料；跨行业，用于二氧化碳高价值利用的灵活碳捕集和纯化技术。

5、替代燃料和原料（除氢以外）、生物基资源以及集成可再生能源。该路径主要侧重于集成生物基燃料和原料，以替代化石燃料和资源，并用于加热/燃烧、发电以及化学品和聚合物的生产，还包括将可再生能源整合到生产过程中。行业内的研发重点包括：水泥和石灰，包括使用光热、光伏、合成气、废物和生物质替代固体化石燃料用于供热和发电，空气和富氧条件下的生物质混合燃烧，用碎料生产合成气；化工，包括利用生物基资源生产化学品和塑料，使用生物质/废物用于供热/供能，可再生能源的整合；钢铁，包括可再生能源用于炼钢和二氧化碳高值转化，用木炭、天然气、沼气、生物质替代煤炭，用替代材料和还原剂替代化石材料，使用沼气的直接还原铁-电弧炉技术，将生物质用于高炉/转炉；跨行业，包括可再生能源的整合，利用高温炉处理废物和生物质，在工业应用/过程中直接使用生物基资源作为原料。

6、使用替代材料和提高过程能效。该路径包括引入替代材料和重新配制原料，原材料预处理、预热和预还原，新型窑炉技术和节能窑炉设计、废热利用、热回收技术以及蓄热设备，更有效的能源和工艺气体管理、高压气体的使用、能量回收和燃烧过程优化，真空干燥等新型干燥技术、新的膜反应器和催化剂等工艺强化、热分离等新分离技术以及冶金熔炼还原等。行业内的研发重点包括：水泥和石灰，包括新型水泥和替代原材料，低熟料含量替代水泥、熟料和骨料替代品、替代粘合剂，火山灰基混凝土和无水泥混凝土，高强度和碳纤维混凝土，石灰碳化和先进的研磨技术，立窑等新窑炉技术，干法窑、多级旋风加热器能量回收和优化燃烧过程；化工，包括替代蒸馏的膜反应器技术和其他突破性技术，反应器设计、新型催化剂和生产工艺改进等工艺强化，新的分离技术（如先进的热分离技术）；钢铁，包括冶炼还原，提高废钢/铁水比，用热压铁块/直接还原铁替代铁矿石或废料，能量和工艺气体管理以及高压气体的使用，废热源的利用，热交换器的热量再利用，焦炭干熄焦工艺；跨行业，包括新型窑炉技术和安装热交换器，能量/余热回收，工艺气体管理和燃烧过程优化，干燥技术，过程强化（如通过下一代催化技术）。

7、提升材料效率，使用二次来源（包括回收）、工业共生。该路径包括用于循环经济的原材料开发，重新设计产品以提高材料效率和循环性，通过新的检测技术更好地回收废品、高效的废品收集和分拣、新型去涂层设备和新型回收技术，还涉及废物和副产品的机械/溶解/化学回收、混凝土废物/炉渣的矿化、气体回收、副产品再加工成化学品以及改进骨料包装等方面。行业内的研发重点包括：水泥和石灰，包括水泥和混凝土回收及再利用，回收来自其他能源密集型行业的废物和副产品，石灰副产品的使用，降低熟料与水泥的比例，混凝土废料矿化，改进骨料填料（水泥和石灰）；化工，包括将（混合）塑料废物机械、溶解和化学回收成塑料或制成用于生产塑料、化学品和合成燃料的原料，副产品再加工成化学品；钢铁，包括使用新的检测技术更好地回收废品，用天然气熔化劣质废料，基于废料的电弧炉，近终形铸造；重新设计基于钢材的产品以提高材料效率和循环性，钢铁生产残余物的利用；跨行业，包括工业与工业-城市共生及再利用，具有更好生命周期性能的创新材料和产品，材料固有的可回收性，二次资源升级，更好的检测、分离和分选技术。                                         （岳芳）