环保与可持续发展方面，污染控制技术和能源效率大幅提升。面对日益严格的环境保护法规，美国钢铁工业投入大量资源开发和应用了一系列污染控制技术。这些技术包括使用更有效的废气处理系统和废水再利用技术，显著降低了工业生产对环境的影响。为了应对能源价格的波动和提升竞争力，钢铁企业积极采用节能技术，如热能回收系统，减少了单位产出的能源消耗。

信息技术在钢铁行业逐步应用，自动化和智能化水平提升。从1970年代开始，信息技术逐渐被应用于钢铁行业，尤其是在生产和管理过程中。这一应用不仅优化了生产流程，还改进了供应链管理和销售系统，使得整个行业的运营更加高效和透明。在此期间，自动化技术在美国钢铁工业中得到了广泛应用，如自动化控制系统和机器人技术的使用，这不仅提高了生产效率，还改善了工作环境。随着信息时代的到来，大数据和人工智能技术开始被引入钢铁行业。通过对生产数据的实时分析和预测，企业能够更好地控制生产质量和预防设备故障。

钢材新品种研发满足新兴领域需求，服务多样化增强用户黏性并推进全球布局。一方面，为满足汽车和航空等行业对更轻、更强材料的需求，美国钢铁工业加大了对高强度钢材的研发投资，不仅提高了市场竞争力，还扩展了钢材应用领域。对于特殊用途如耐腐蚀或高温环境下的应用，特种钢材的研发成为重要领域，如石油、化工和海洋工程。另一方面，钢铁企业不再仅仅是原材料供应商，而是通过提供定制化解决方案和售后服务，增加了与客户的互动和黏性。同时，面对国内市场的饱和和国际竞争，美国钢铁企业逐步扩大在全球市场的业务布局，通过出口以及在海外建立生产基地来分散风险和寻求增长，如美国钢铁公司在北美和欧洲进行布局。

此外，1973年粗钢产量达峰后，从美国钢铁企业申请专利的情况来看，专利总量从1973年到2001年增长近两倍。其中，1970-1980年，专利涉及领域主要是高炉冶炼、耐材、合金钢、连铸；1981-2000年，专利涉及领域主要是烧结球团节能、高炉喷煤、高炉冶炼、电炉炼钢、汽车用钢、石油用钢、电工钢、不锈钢、铁路用钢、热浸镀工艺、高强钢等；2001-2023年，专利涉及领域是薄带连铸、不锈钢、金属真空冶炼、增材制造、减少碳排放、绿色低碳转型、轧机自动控制、竖炉冶炼、双轮铸轧控制、非晶材料、电化学金属回收、废电池金属回收等。

1.2 日本

1973年日本粗钢产量首次达到峰值1.19亿吨，短暂减量后进入平稳发展期，粗钢产量保持在1亿吨左右，其中1992-1995年日本为全球第一大产钢国；2000年开始粗钢产量较快增长，2007年达到1.2亿吨的二次峰值，此后再次减量并进入平稳发展期，粗钢产量仍保持约1亿吨。达峰后，日本钢铁工业的科技创新主要围绕工艺与技术革新、环保与节能技术开发、信息技术应用和钢材品种高端化等方面展开。这些创新帮助日本钢铁工业适应了不断变化的国内外市场环境，提升了其全球竞争力。

工艺与技术革新方面，日本贯彻技术立国战略，以科学技术驱动钢铁工业发展。1973年粗钢产量达峰后，日本钢铁工业持续推进产业结构调整，彻底淘汰平炉，实施高炉减量化、大型化和制造基地集约化，电炉现代化，淘汰落后产能，提升设备运行效率；大力支持节能和工艺技术创新，降低资源能源消耗，提高环保水平和降低生产成本；同时，优化产品结构，提高钢材深加工比例，增强产品竞争力；实施海外合资建厂和下游产业布局，培育和稳定钢材出口份额。上述措施进一步夯实了日本钢铁产业基础，为日本粗钢产量二次达峰和保持峰值时约80%水平提供了有力支撑。

大力发展节能环保技术，降低资源能源消耗，提高环保水平和降低生产成本。在全球环境保护压力不断增大的背景下，日本钢铁行业致力于降低生产活动对环境的影响，投入研究开发更加环保的生产技术，如减少能耗和排放的工艺改进。在全球资源逐渐枯竭和价格上涨的背景下，日本钢铁企业加大了对节能减排技术的研究，例如开发回收利用废弃物技术和节能装备，如TRT、CDQ、余热回收设备等均在第一次石油危机后得到发展和应用。

2024年，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）、经产省资源能源厅发布了《2024年节能和非化石能源转换技术战略》，提出了包括钢铁行业技术在内的未来对节能和非化石能源转换有重大贡献的关键技术，以助力实现更节能和非化石能源社会。2023年，日本铁钢连盟更新了面向印度和东盟推出的技术定制清单 （Technologies Customized List，TCL）。TCL主要包括了面向合作国家和地区的节能、回收利用等方面的推荐技术，自2013以来已多次更新，在全球钢铁行业产生一定影响力。

应用信息技术提高生产自动化水平并实现精益生产。自石油危机之后，日本制造业面对原料成本上升的压力，开始由劳动密集型向技术密集型产业转变，推动了钢铁产业的生产和管理优化。在此背景下，钢铁行业不断推进自动化、信息化的生产方式，以提高生产效率和减少资源消耗。如对原燃料及冶炼过程精确控制，实现精细化管理，提高资源能源使用效率，缩短生产周期；实施全面质量管理，提高产品质量稳定性和可靠性，日本钢铁产品国际竞争力显著提升。

持续推进结构调整，大力提高高端钢材比例。由于产能过剩和外部环境的变化，日本钢铁工业进行了多次结构调整，包括优化产业结构和合理化生产流程，持续扩大高端钢材产品生产能力，如汽车板、电工钢、造船板、特殊钢等。仅从新日铁、JFE钢铁、住友金属和神户制钢2006-2008财年投资计划可以看出，四家钢企均将重点放在大力发展各自优势的高端产品上，高端钢材比例占到各自80%左右。

此外，1973年粗钢产量达峰后，从日本钢铁企业申请专利的情况来看，专利总量从1973年到2012年增长了19倍。其中，1970-1980年，专利涉及领域是高炉冶炼、低合金钢、钛基合金、热浸镀工艺、紧固件、钢结构等；1981-1990年，专利涉及领域是控制轧制和控制冷却、有机涂层、耐蚀锌基复合镀钢板、核电用钢、污水处理等；1991-2000年，专利涉及领域是控轧控冷、热连轧、铁素体不锈钢、铝涂层板、冲压性能优异的汽车用钢板、钢管桩等；2001-2023年期间，专利涉及领域是镀锌涂层板、建筑防火结构、激光焊接、储氢材料、节能环保设备、汽车用钢及其部件研究、自动控制人工智能、轴承钢、碳化硅单晶及其制备方法、硅提纯法、固体废物的清除、液体燃料发动机、涡轮压缩机等。

1.3 欧洲

1970年以来，以德国、英国、法国为主的钢铁生产国粗钢产量相继达到峰值，欧洲钢铁工业通过供给侧结构性改革，实施兼并重组、去产能等措施实现产业结构升级，其科技创新的主要方向和领域主要包括生产过程自动化与智能化、产品研发与质量控制、绿色发展与环境可持续转型等。

达峰后，欧洲钢铁工业的科技创新主要围绕工艺与技术革新、坚持绿色发展与环境可持续、信息技术应用和钢材品种高端化等方面展开。这些创新帮助欧洲钢铁工业凭借先进的生产技术以及良好的资产结构、高效的集中化和专业化生产、优质的钢材产品迅速占领国际市场，成为引导全球钢铁工业发展的领航者。

工艺与技术革新方面，欧洲作为传统钢铁强国，非常注重研发，以新技术和工艺驱动钢铁工业发展。世界第一台实验型连铸设备诞生于英国的拉莫尔钢厂（LwMaor）；在1970年代和80年代期间，法国钢铁研究院与钢铁企业结合在世界上首创了顶底复合吹炼技术，德国曼内斯曼公司先后开发成功浸入式水口浇铸、气水雾化喷嘴、多功能辊缝检测装置等先进连铸技术，为连铸大规模取代模铸工业生产多数钢种奠定了重要技术基础，大幅度提高了生产效率。这些新技术不仅提高了生产效率和钢材质量，还为欧洲战后经济复苏及制造业发展贡献了重要力量。德国还通过改进生产和加工工艺，将钢铁产品重点转移至技术含量与产品附加值都较高的轧钢及特种钢产品，保持了德国钢铁工业的整体竞争力，同时以蒂森克虏伯为代表的钢厂以其独有的技术优势助推德国钢铁工业实现达峰后复苏。

坚持绿色发展与环境可持续，减少能源消耗和碳排放，提高废物回收利用水平和降低生产成本。面对全球气候变化的挑战，欧洲钢铁行业采用电炉炼钢技术和废物回收利用技术，减少化石燃料的依赖，从而减少生产过程中的碳排放；探索扩大产业规模的新方法，并通过技术创新实现成本控制，德国西门子集团研发薄板坯连铸机，德国蒂森克虏伯生产车间率先应用薄板坯连铸连轧技术使得每吨粗钢的能耗从515千瓦时降低到160千瓦时；开发突破性的清洁生产技术降低环境影响，将干法除尘工艺与转炉煤气回收利用结合，德国杜伊斯堡在1975年每生产1吨粗钢就产生5千克的灰尘，到21世纪初排放物指数减少到0.5千克/吨以内；促进废物资源化利用，如炉渣的回收利用，在保护环境的同时，也为企业带来了额外的经济效益。

应用信息技术提高生产自动化水平并实现精益生产和降本增效。自1970年以来，随着信息技术的快速发展，欧洲钢铁行业逐步引入了自动化生产线，法国大多数钢铁企业采用计算机对炼铁、炼钢、连铸、轧制等生产过程实施自动控制。这些自动化系统不仅提高了生产效率，还降低了劳动成本并减少了人为错误。欧洲钢铁企业还将计算机技术、通信技术、网络技术等一些信息技术应用于生产过程中，以进一步优化生产流程和提高产品质量。持续推进结构调整大力提高高端钢材比例，鼓励钢铁企业发展多种经营。为了适应市场对高性能钢材的需求，欧洲钢铁行业不断投资于新材料的研发，例如高强度钢材和耐腐蚀钢材的开发以满足汽车、航空和建筑行业的需求。欧共体及西欧支持钢铁企业发展优势品种，调整生产布局，关闭部分产能，突出重点，实施集中生产、专业化生产。鼓励钢铁企业发展多种经营，在1975年至1986年间，蒂森、贺西、曼内斯曼的钢铁销售额占总销售额比重分别从42%、48%和30%下降到了36%、39%和16%。

此外，1974年粗钢产量达峰后，从德国钢铁企业申请专利的情况来看，专利总量从1974年到2000年增长了0.6倍。其中，1974-1980年，专利涉及领域是合金钢、污泥处理、薄板、冶金机械、检测、连铸、金属涂层、运输装置等；1981-1990年，专利涉及领域是检测、合金钢、冶金机械、连铸、层状产品、运输装置、焊接、含铬钢材、污染处理、高炉设备、热处理等；1991-2000年，专利涉及领域是检测、激光切割、运输机械、铸造、污染处理、薄膜、合金钢、层状产品、金属加工、废弃物利用、焊接等；2001-2023年期间，专利涉及领域是合金钢、检测、运输机械、焊接、电工钢、焊接、污染处理、金属加工、金属涂镀、热处理、粉末冶金等。 

综上所述，可以看出欧洲钢铁行业在过去几十年中经历了显著的技术革新。从追求高效率的生产方式，到重视环保、可持续发展和智能化与数字化转型，这些创新方向和领域推动了欧洲钢铁工业的科技进步。

纵观发达国家粗钢产量达峰后减量发展阶段的科技创新历程，主要有以下启示和借鉴。

2.1 发达国家科技创新启示

一是以科技创新促进工艺技术进步是钢铁平稳发展的驱动力量。部分发达国家粗钢产量达峰后，继续实施产线装备更新升级，如装备大型化、自动化，大力推广连铸技术、节能环保技术等，生产效率和产业竞争力不断提高，促进钢铁平稳发展。此外，超高功率供电、炉外精炼和薄板坯连铸连轧等推动电炉短流程工艺日益成熟，在一定程度上弥补了因资源能源和环保约束带来的钢铁减量。

二是以科技创新推动流程结构优化是钢铁平稳发展的重要方向。发达国家粗钢产量达峰后，基于能源供应短缺、成本不断上涨、环保加严的约束，以及废钢和电力资源丰富的优势，焦炭炼铁替代石油炼铁、平炉退出、连铸替代模铸、电炉钢比重提高等流程结构不断优化。如美国电炉钢比例由达峰时的约18.2%提升至如今的约70%，日本电炉钢比例由达峰时的约17.9%提升至如今的约25%，德国电炉钢比例由达峰时约10.8%提升至如今的约30%。

三是以持续的科技创新提升竞争力是钢铁转型升级的必由之路。粗钢产量达峰后，美国钢铁企业申请专利总量从1973年到2001年增长近两倍；日本钢铁企业申请专利总量从1973年到2012年增长了19倍；德国钢铁企业申请专利总量从1974年到2000年增长了0.6倍。研发的主要方向包括工艺技术、新产品开发、钢材深加工、技能技术和环保治理等，为钢铁产业应对环境约束、拓展用钢新需求、提升产业竞争力实现转型升级提供了源源不断的驱动力。

此外，发达国家粗钢达峰后为稳定钢铁产业发展，均为科技研发等提供资金支持。如欧洲钢铁企业在1980年推出第二个达维尼翁计划中获得国家层面的近380亿ECU（埃居）资金支持，其中10亿ECU用于研发。1978年日本“特安法”等政策，政府鼓励使用节能设备，由政策性银行提供低息贷款，推广节能设备的使用。在绿色低碳发展的今天，2020-2027年欧洲低碳及绿色钢铁相关投入将超过1万亿欧元，美国和日本的低碳及绿色钢铁相关投入均在万亿元人民币的规模。

2.2 我国钢铁科技创新方向

今年3月两会期间，习近平总书记参加江苏代表团审议时强调“以科技创新为引领，统筹推进传统产业升级、新兴产业壮大、未来产业培育，加强科技创新和产业创新深度融合”。钢铁行业已经进入新一轮市场下行周期，且正处于推进绿色低碳转型、高质量发展的关键时期，科技创新既是实现两大目标的关键抓手，也是行业避免恶性“内卷”的必由之路。其中，产品高端化、数字化与智能化，绿色低碳，产业链协同，标准引领是当前我国钢铁工业减量发展阶段科技创新方向和路径。

一是协同创新拓展用钢需求。聚焦与下游用钢行业协同研发高端钢材和关键材料，先期介入新产品开发，加大研发投入，提高产品市场竞争力和用户黏性，提高服务质量，满足制造业向产业链中高端攀升的需求，包括高性能、高质量钢材的生产和应用，通过持续的基础研究和应用研究，以科技创新提升我国在全球钢铁产业链中的影响力。

二是研发绿色低碳技术。随着钢铁行业纳入碳市场，低碳、环保的生产技术将成为钢铁行业发展的新动力，包括电炉炼钢、氢基直接还原铁（DRI）、CCUS等绿色低碳冶炼技术，以及节能降耗、污染物减排等技术的研发与应用。我国钢铁工业需在全球钢铁绿色低碳转型的大潮中建立技术优势，并逐步实现技术引领。

三是数字化转型与智能制造。利用工业互联网、大数据、云计算和人工智能等技术，推动钢铁工业实现智能制造和数字化转型。通过智能化改造，提高生产效率，降低运营成本，提升产品质量和企业竞争力。同时，构建数字化车间、智慧工厂等新型生产模式，为钢铁工业高质量发展提供有力支撑。

四是标准引领技术创新应用。制定和执行严格的行业准入标准、产品标准等，可限制低水平重复建设，促进钢铁企业高质量、高效益发展。制定先进的产品标准和生产流程标准，可激发钢铁企业的创新活力，推动新技术、新工艺的研发和应用，并进一步提升钢铁工业的生产效率和产品质量，减少资源能源消耗，实现绿色低碳高质量发展。

结合发达国家粗钢产量达峰后的减量发展阶段科技创新的启示和我国钢铁工业科技创新方向，建议如下：

一是在人才培养方面，创新驱动本质上是人才驱动，人才是自主创新的关键。钢铁企业需加强对科技人才的培养和引进，提高员工的技能水平和创新能力。同时，加强与高校、科研机构的合作，共同培养具有创新精神和实践能力的复合型人才，但“复合型”绝不是多学科知识的简单叠加，而是系统集成，重在培养运用各种知识解决复杂实际问题的能力。

二是在绿色低碳和可持续发展方面，政府和企业需加大研发投入，支持清洁能源、节能降耗、碳捕获与封存、资源循环利用等技术的研发和应用，发展氢冶金、碳循环高炉等低碳新型冶炼技术，科学引导电炉短流程发展，减少碳排放，推动钢铁工业向低碳甚至无碳方向发展。鼓励建立产学研用相结合的创新平台，促进科研机构、高校和企业之间的合作与交流，加速科技成果的转化和应用。

三在数字化转型和智能制造方面，钢铁企业需持续加大数字化、智能化相关技术应用的研发投入，尤其是在生成式人工智能、大数据、物联网等先进领域。同时，要重视数据安全和员工隐私保护，采取有效措施防范潜在风险。积极参与智能制造示范工厂/优秀场景建设，通过建设一批智能制造示范工厂，展示智能制造在钢铁工业的应用成果，形成可复制、可推广的落地经验，带动整个行业的转型升级。

四是在产业链协同和合作方面，构建钢铁工业产业链上下游企业的信息共享平台，实现原材料供应、生产进度、市场需求等关键信息的实时共享，提高产业链整体的协同效率。支持产业链上下游企业、科研机构、高校等成立产业技术创新联盟，通过联盟形式整合资源，共同开展技术研发、标准制定等工作，推动产业技术创新和产业升级。鼓励产业链向上下游延伸，拓展价值空间，提高产业链的整体效益。

五是在标准引领方面，建立健全钢铁工业标准制修订机制，确保标准能够及时反映行业技术进步和市场需求变化。鼓励企业将技术创新成果转化为标准，通过标准引领行业技术进步和产业升级。同时，加强标准与专利的协同运用，保护企业知识产权，激发企业创新活力。通过财政补贴、税收减免、金融优惠等政策措施，激励企业开展技术创新和应用。鼓励钢铁企业、科研机构和行业协会积极参与国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）等国际标准化活动，加强与国际同行的交流与合作。