（二）煤–焦–氢–铁产业链技术路径性能对比分析
在制氢还原铁的整个生产过程中，铁矿石价格是影响生产成本最大的因素；以上5种技术路径的最大区别在于制氢方式的差异。①从能耗水平看，多能协同互补制氢的原料基本来源于风、光、生物质等可再生能源，采用电解水或生物质热解/气化等方式制取氢气，能耗（16.2~19.8MJ/kgH2）为几种路径中的最低值；焦炉煤气制氢生产流程简单，能耗（34.3~139.7MJ/kgH2）略高于多能协同互补制氢；煤气化制氢的能耗（200~240MJ/kgH2）水平最高。②从经济性看，原料费用或当地基础能源价格决定了化石能源制氢/电解制氢等工艺的氢气生产成本；焦炉煤气制氢的成本（0.3~1.5元/m3）最低；多能协同互补制氢的成本（0.4~5.0元/m3）浮动较大，这是由可再生能源制氢的不稳定性导致的。③从温室气体减排的角度看，多能协同制氢的碳排放量（1.2~2.0kgCO2eq/kgH2）最小，焦炉煤气制氢（11.68~15.8kgCO2eq/kgH2）、非常规天然气制氢（8.9~12.9kgCO2eq/kgH2）次之，煤气化制氢（18.8~29.0kgCO2eq/kgH2）最大。
表2给出了5种煤–焦–氢–铁产业链技术路径的特性分析。在近期，鉴于我国能源转型发展的迫切性，不推荐采用煤气化制氢还原铁技术，建议推广技术成熟、经济性良好的焦炉煤气方案；非常规天然气制氢还原铁适宜在资源聚集区局部推广，以低品质的非常规天然气利用为主；低阶煤改性结焦气化一体化富氢燃料气还原铁的优缺点均较突出，可作为重要储备技术开展研究与示范。着眼长远，焦炉煤气制氢量受限于焦煤/焦炭的产能，必然面临原料产能的瓶颈问题；多能协同互补制氢耦合还原铁的环境友好特性突出，在实现技术突破后有望后来居上成为供氢还原铁的主要来源（见表3）。
按照生产吨钢需要消耗0.4tDRI计算，对应消耗240N·m3（21.36kg）氢气；结合电炉炼钢工艺过程，对不同制氢技术耦合DRI–电炉生产钢铁的综合性能（能耗、碳排放、经济性）进行评价（见表4）。从能耗角度看，转炉炼钢的能耗普遍高于DRI电炉炼钢；从碳排放角度看，转炉炼钢碳排放高于DRI电炉炼钢；从成本角度看，DRI电炉炼钢的成本高于转炉炼钢。整体而言，DRI电炉炼钢更具优势。
四、煤–焦–氢–铁产业链发展技术路径案例分析
山西省是全国首个能源革命综合改革试点地区，资源禀赋和产业基础具备发展煤–焦–氢–铁产业的巨大潜力。煤炭、焦化、钢铁三大传统产业与氢能这一新兴能源类型的深度结合，将积极驱动山西省绿色低碳转型，同时为我国资源型地区高质量发展提供路径借鉴。
（一）山西省能源资源禀赋与产业发展可行性
山西省制氢气源丰富（见表5），可利用的焦炉煤气约为194亿N·m3，主要分布在晋南的吕梁市、临汾市、运城市、太原市、晋中市、长治市等地；晋北的大同市、朔州市、忻州市，晋南的运城市等地，风电、水电、光电储能优势明显；全省煤成气资源总量约为8.31万亿m3（占全国的27.7%），晋城市、临汾市、忻州市等地资源丰富。
