绿色氢基炼钢不仅意味着低碳排放，更可能成为未来高比例可再生能源电力系统的“柔性储能单元”。清华大学程林教授团队领衔的研究首次建立了氢基直接还原铁-电弧炉零碳钢厂与甲醇生产的耦合系统架构，并开发了过程感知的需求响应调度模型，为“钢铁-电力-化工”跨行业协同提供了理论基础。

面对全球碳中和目标和可再生能源高比例并网带来的电力系统灵活性短缺挑战，传统刚性钢铁生产模式亟需向智能柔性转型。

本项研究由清华大学程林教授团队领衔，联合清华大学电机工程与应用电子技术系、能源互联网创新研究院等多个研究方向的学者共同完成。

团队核心成员：冀强(Qiang Ji)、程林(Lin Cheng)、周越(Yue Zhou)、齐宁(Ning Qi)、黄凯迪(Kaidi Huang)、吴建中(Jianzhong Wu)、程明(Ming Cheng)，均为清华大学相关院系的科研人员。

其中，程林教授系清华大学电机工程与应用电子技术系教授、博士生导师，长期从事电力系统规划与可靠性、能源互联网、新能源并网消纳等领域的研究工作，在可再生能源高效利用与工业绿色转型交叉领域具有深厚的学术积累和工程经验。冀强博士为该论文的第一作者。

系统架构：首次建立零碳钢厂-甲醇耦合模型

研究团队首次建立了氢基直接还原铁-电弧炉零碳钢厂与甲醇生产的系统架构(H₂-DRI-EAF-MeOH)，明确表征了电力、氢能、热能、铁、钢、二氧化碳和甲醇之间的能-物料流耦合关系。

为精确捕捉电弧炉运行约束同时保持优化可解性，团队开发了运行可行域模型，并使用纯氢直接还原铁-电弧炉工厂的现场数据进行验证，平均相对误差仅为4.1%。

核心性能：275.4MW调峰能力，运营成本降低17.78%

研究案例表明，在实时电价场景下，该零碳钢厂系统实现了平均275.4 MW的需求响应容量，将可再生能源-负荷匹配度从0.262提升至0.508，总运营成本较基准调度方案降低17.78%。

相关研究发表于能源领域国际权威期刊《Applied Energy》(2026年第4期)，该论文获选为当期亮点成果之一。

产业价值：钢铁行业从“刚性负荷”到“柔性电网调节器”

这项技术突破意味着：零碳钢铁厂不再是电力系统的被动消费者，而是主动的柔性调节资源。通过氢基炼钢与甲醇生产的协同耦合，钢铁厂可利用可再生能源的过剩电力生产绿氢和甲醇，在电网缺电时则降低电力消耗，为高比例可再生能源电网提供宝贵的灵活性。该研究为“可再生能源-钢铁-化工”跨行业协同提供了理论基础。

该项研究获得西蒙斯基金会等机构的经费支持。