氢冶金是具备近零排放潜力的冶金工艺突破技术之一，其研发、示范与推广应用持续受到国家政策支持。随着第一批氢冶金示范项目相继落地或启动建设，产业界对氢冶金的关注正从“技术是否可行”逐步转向“如何实现规模化发展”。由于不同地区在资源禀赋、产业基础、能源结构和发展阶段上存在显著差异，能否形成与资源禀赋和产业条件相匹配的发展路径，正成为影响氢冶金规模化部署的关键因素。

结合当前国内实践，本系列研究将中国氢冶金发展路径归纳为三类典型模式：既有产业链转型类、副产资源过渡类和可再生能源驱动类。研究希望通过梳理不同模式的资源和产业发展特征，识别驱动氢冶金发展的关键要素，总结具有代表性的发展路径，为地方政府、产业投资方和行业企业提供参考。

作为系列研究的首篇，《从焦炉煤气到绿氢：山西氢冶金发展路径探索——副产氢资源驱动的过渡与升级》报告（以下简称 “报告”）以副产资源富集的山西省为案例，系统分析副产资源过渡类模式下氢冶金发展的资源基础、项目实践、成本条件与转型路径。作为全国第五大钢铁生产省份，山西长流程产能占比超过95%，对煤焦资源依赖较高，产业结构转型任务较重，氢冶金正逐步成为地方政策鼓励和企业探索的重要转型方向之一。与此同时，山西也是全国焦化产业规模最大、集中度最高的省份，焦炉煤气资源丰富，“煤—焦—钢”产业基础完整，为氢冶金项目提供了独特的发展条件。

焦炉煤气副产氢是山西近期发展氢冶金最现实可行的过渡性氢源。与成本仍然较高、产业尚未规模化的绿氢，以及成本较低但不具备减排效益的灰氢相比，副产氢在当前阶段兼具相对较低的成本和部分减排潜力。焦炉煤气中含氢量高达60%，且资源规模大，在我国所有副产氢中占比高达74%。山西焦炉煤气资源高度富集，2025年总制氢规模潜力约为90万吨/年，且具有产出稳定、与钢铁产业耦合度高等优势，可为氢冶金发展创造重要窗口期。

从项目布局看，山西已成为国内副产资源过渡类氢冶金实践最活跃的地区之一。现有项目数量和规模虽相对有限，但已基本覆盖高炉富氢冶金、富氢直接还原铁（DRI）以及纯氢冶金等不同技术方向。总体来看，山西省氢冶金项目多由本地钢铁企业联合国内领先技术提供方共同推进。现阶段氢源以本地富集的焦炉煤气、煤层气等富氢气体为主，尚未出现采用绿氢的实践案例。技术路径覆盖广泛，但多数项目仍处于试验装置或示范阶段，尚未形成具备稳定盈利能力和可复制性的成熟商业模式。

尽管焦炉煤气副产氢能够为山西氢冶金发展提供重要的近期支撑，但难以成为长期主导氢源。氢冶金用氢将面临副产氢既有用途与其他新增场景的竞争；且随着全国钢铁行业低碳转型推进，长流程炼钢比例下降将带动焦炭需求和焦炉煤气产量同步收缩。预计在2035–2040 年间，山西省内可用于氢冶金的焦炉煤气副产氢将转为短缺。

山西氢冶金发展的关键，并非在副产氢与绿氢之间作出二元选择，而是在保障近期经济性的同时，为未来绿氢接续创造条件。绿氢产业链和配套基础设施从规划到投运周期较长，而钢铁、焦化等资产一旦建成，便会持续影响后续工艺选择。若氢冶金项目长期依赖焦炉煤气副产氢，且缺乏向绿氢切换的前瞻布局，副产氢路线可能从过渡方案演变为新的碳锁定路径。因此，山西应在利用焦炉煤气副产氢支撑近期示范的同时，同步规划绿氢替代路径和配套基础设施，为氢冶金长期深度脱碳奠定基础。

山西氢冶金可形成多种部署路径，并在不同发展阶段发挥互补作用。围绕氢源选择、炼铁与炼钢环节布局，报告设置了六类代表性情景，涵盖山西本地长流程基准路线、本地焦炉煤气和副产氢利用、本地绿氢一体化，以及与内蒙古开展跨区域输氢和 DRI/HBI 运输等不同组合。其中，省内资源开发与一体化布局是山西钢铁行业转型的主要模式，可充分利用本地资源并推动存量钢铁产能低碳改造；跨区域协同则可为山西补充低成本绿氢或绿铁资源，为中长期深度脱碳提供更多路径选择。

研究结果显示，在产业转型初期，焦炉煤气（COG）路线具备显著的过渡优势，其吨钢成本虽较传统长流程（BF-BOF）高约16%，但显著低于绿氢路线，能有效缓解项目发展初期的资金压力。面向中长期，绿氢成本仍是决定项目可行性的核心变量。以山西本地为例，绿氢-DRI-EAF路线的吨钢成本约为5,340—6,170元，其中氢气支出占比高达三分之一。若引入内蒙古的低成本绿氢或直接输入绿铁，可将吨钢成本进一步压降至约5,210—5,260元，但其可行性取决于运输距离、项目规模、基础设施利用率和供应稳定性。在绿氢供应体系完全成熟之前，依托“氢能综合应用试点”等政策激励机制，将有助于降低初期高昂的成本溢价，助力氢冶金示范项目跨越商业化初期的“成本门槛”。