鋼鐵業脫碳主要採取兩條途徑：一是利用低碳替代燃料（如氫氣、氨氣）進行高爐煉鐵；二是採用電弧爐煉鐵工藝，利用直接還原鐵進行電弧煉鐵。本研究提出了一種基於氫氣的高爐煉鐵協同製程整合方案，並評估了其技術經濟性和環境影響。本研究設計了四種方案，利用天然氣熱解法製取高純氫，檢視噴射溫度和氫氣純度的變化如何影響製程設計、經濟效益和二氧化碳減排潛力之間的平衡。此外，本研究也考慮了包括氫氣純化裝置在內的供熱策略。每種方案均從能耗、高爐噴射性能、經濟可行性和環境影響等方面進行評估。研究結果表明，方案A的能源效率最高，達到60.4%，而方案D的能源效率最低，為47.6%。就高爐性能而言，提高高純度氫氣的噴射溫度可將氫氣與焦炭的替代率從1.10 kg焦炭/Nm³氣體提高到1.46 kg焦炭/Nm³氣體，從而顯著提高氫氣噴射速率，最高可達41 kg H₂ /tHM氣體。經濟性方面，由於固體碳副產品的產生，此整合方案展現出極強的競爭力；方案D的單位生產成本（UPC）最低，為-0.29美元/kg氣體，而方案A的單位生產成本為0.016美元/kg氣體。環境方面，方案D也展現出卓越的永續性，淨二氧化碳排放量為-7.43 kg CO₂當量/kg氣體。總而言之，將高純度氫氣與高爐煉鐵結合的方案展現出優異的經濟性和環境效益。目前仍面臨的挑戰是如何確定氫氣在煉鐵製程中其他應用的最佳提純程度。
