面向2040年冶金工程科技前沿与创新发展研究

柴立元1,2,3,王海鹰 1,3,闵小波 1,3,刘恢 1,3,王庆伟1,3,古黄玲1 (1.中南大学冶金与环境学院;2.有色金属强化冶金新技术全国重点实验室;3.国家重金属污染防治工程技术研究中心)
摘要:促进冶金工业绿色、低碳、循环、智能、高端化发展,建立低碳、绿色化的新型冶金工业体系,保障国家金属资源、能源与生态安全,支撑制造强国、“双碳”、美丽中国等建设是我国重要的长期发展战略目标。立足全球视野,我国尚处于冶金工业中低端制造阶段,需要将金属资源端自主可控、智能化制造、环境保护和国家安全维护作为有机整体,开展冶金强国建设的顶层设计。本文概括了世界冶金工程科技前沿及发展趋势,详细分析了我国冶金工程科技发展愿景,提出了面向2040年我国冶金工程科技发展战略,包括总体发展思路、重点战略任务以及主要的技术发展方向。最后,从超前布局未来冶金颠覆性技术、重构冶金行业一体化产业创新链、构建精尖人才体系、完善政策标准体系、构建国家经济核心技术驱动力等方面提出了对策建议,以期满足我国社会主义现代化强国建设对冶金工业发展的需求。
关键词:冶金工业;工程科技;冶金工程;技术预见;冶金强国

目录介绍

一、前言

二、世界冶金工程科技前沿及发展趋势

(一)关键金属资源保障是国际竞争及新兴产业发展的迫切需求

(二)绿色低碳是冶金工程科技发展的必由之路

(三)循环、减量是世界冶金工业发展的必然趋势

(四)信息及能源技术是新一轮国际冶金科技革命的重要特征

三、面向2040年的我国冶金工程科技发展愿景

(一)初步建成冶金新工业化体系,提升行业生产效率及生产能力,满足国家资源安全、工业生产和社会生活的关键金属安全保障需求

(二)建立面向冶金工艺的能源综合利用体系,国家及社会领域金属资源/能源效率显著增强,促进国家资源/能源结构的持续绿色转型

(三)形成以冶金工业为核心枢纽的区域金属资源循环体系,构建金属资源生产-应用-循环的“无废社会”工业生态链

四、面向2040年我国冶金工程科技技术预见分析

(一)技术预见调查

(二)技术发展水平与约束条件

1. 技术发展水平

2. 制约因素

五、面向2040年我国冶金工程科技发展战略

(一)发展思路和总体框架

(二)发展目标和发展路线

六、面向2040年我国冶金工程科技重点任务

(一)开展基础研究的主要方向

1. 矿产资源绿色选冶基础理论

2. 非常规资源短流程冶金基础理论

3. 氢冶金理论

4. 特种冶金理论

5. 半导体/能源金属材料化冶金

6. 长流程炼铁工艺降碳增效基础理论

7. 低碳智能冶金基础理论与关键技术

8. 极端环境冶金理论与新方法

(二)实施冶金重大工程

1. 冶金产业高端智能化制造工程

2. 绿色冶金产业创新工程

3. 基于“无废社会”发展的工业生态链接工程

(三)开展重大工程科技项目

1. 战略性矿产资源的选冶、强化、分离及精深加工

2. 氢基直接还原-电炉短流程炼钢

3. 特种冶金技术及装备

4. 降碳增效高炉炼铁生产技术

5. 非常规资源多金属短流程联合冶炼

6. 极端环境冶金技术及装备

7. 冶金智能化技术与装备

8. 冶金过程物理化学解析及信息化工业管控软件

七、加快冶金工程科技强国建设的保障措施

(一)超前布局未来冶金工业颠覆性/核心关键技术,抢占国际竞争制高点

(二)依托优势资源和清洁能源聚集地,重构冶金行业一体化产业技术链

(三)强化部署冶金领域国家战略科技力量,铸就全球冶金人才高地与创新高地

(四)完善政策标准体系建设,引领全球冶金产业工程科技发展

(五)把握“一带一路”共建国家冶金合作发展契机,构建国际竞争核心技术驱动力

 

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