與雙碳目標(biāo)、綠色發(fā)展、智慧制造、發(fā)展與安全等相關(guān)的系列政策將進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)高溫工業(yè)科技創(chuàng)新，催生變革性高溫新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這將極大地推動(dòng)耐火材料的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革。此外，材料全生命周期碳足跡的核算，低碳綠色標(biāo)準(zhǔn)的建立，將使耐火材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)也將更充滿機(jī)遇和活力。但總體來講，隨著高溫工業(yè)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新，耐火材料發(fā)展總的趨勢(shì)是量降質(zhì)增。
從雙碳目標(biāo)、低碳綠色高質(zhì)量發(fā)展角度看，我國(guó)耐火材料產(chǎn)業(yè)存在著一些突出的問題。首先是耐火原料出口多，我國(guó)耐火原料出口在世界占比高，各品級(jí)鎂砂、碳化硅、棕剛玉、白剛玉等碳排放量很高；我國(guó)耐火材料產(chǎn)量第一，其中不定形耐火材料占比低，高能耗的普通硅磚出口量大，綠色高品質(zhì)材料占比較低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化；耐火材料制造以天然氣等化石能源為主，碳排放高；耐火材料制造過程能效與余熱廢熱利用率需要進(jìn)一步提高；用后耐火材料再資源化利用率需要進(jìn)一步提高。
在碳中和及所服務(wù)高溫行業(yè)新技術(shù)快速發(fā)展的背景下，耐火材料行業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。碳達(dá)峰、碳中和不僅是技術(shù)的選擇，更是發(fā)展權(quán)、發(fā)展方式的變革，因此耐火材料產(chǎn)業(yè)必須貫徹節(jié)能減排、低碳綠色等新發(fā)展理念，堅(jiān)持供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，研究原料去碳化、能源減／脫碳化、生產(chǎn)制造流程減碳化、進(jìn)一步提高能效、提高碳匯能力等。雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，政策法規(guī)脫碳化會(huì)逐漸加強(qiáng)，脫碳化立法，碳配額、碳交易、碳稅、碳負(fù)面清單、碳規(guī)劃等對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在短期內(nèi)從某種意義上將強(qiáng)過科技的進(jìn)步，需要行業(yè)高度重視。
耐火材料行業(yè)要實(shí)現(xiàn)低碳排放、碳中和，還需要深度調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局與結(jié)構(gòu)，不僅要靠近原料更要靠近市場(chǎng)，淘汰落后產(chǎn)能和高能耗裝備；發(fā)展低碳排放的可替代原料；開發(fā)高性能材料，提高壽命與功能，以減少資源和能源消耗；發(fā)展節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)，使用非化石清潔能源，提高能源效率；優(yōu)化流程，推動(dòng)智慧制造與綠色制造；抑制初加工原料、低端產(chǎn)品等高碳排放原材料的出口；發(fā)展碳吸收、碳消納的技術(shù)。
耐火材料行業(yè)科技創(chuàng)新的方向圍繞鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品高端化、智能化制造的高質(zhì)量減碳綠色發(fā)展，耐火材料科技創(chuàng)新應(yīng)聚焦減量化，開發(fā)高性能、長(zhǎng)壽化、輕量化的產(chǎn)品；聚焦功能化，開發(fā)利于高品質(zhì)鋼生產(chǎn)及提高高溫工業(yè)的能效的材料；聚焦綠色環(huán)保，開發(fā)減污降碳、環(huán)境友好、生態(tài)化、可循環(huán)利用的耐火材料；聚焦材料部件化，提高耐火材料在線檢測(cè)和智能化水平。耐火材料科技應(yīng)從材料組成、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備技術(shù)與材料應(yīng)用工程等方面思考。
一是原料的減碳化研究。要?jiǎng)?chuàng)新耐火原料制備流程，發(fā)展低碳排放的可替代原料；發(fā)展基于產(chǎn)物氣循環(huán)利用菱鎂礦、白云石礦的綠色煅燒和CO2富集與利用技術(shù)；發(fā)展低碳排放的新型加熱技術(shù)，提高原料制備效率；開展輕質(zhì)高強(qiáng)微孔骨料、燒結(jié)原料替代電熔原料的系統(tǒng)研究；發(fā)展新型綠色無機(jī)結(jié)合劑，替代酚醛樹脂、瀝青等碳排放高的有機(jī)結(jié)合劑；發(fā)展綠色添加劑、減水劑等表面活性劑；基于循環(huán)利用的原料價(jià)值鏈創(chuàng)新，提高用后耐火材料的高質(zhì)量循環(huán)利用比例；聚焦提高低品質(zhì)原料綜合利用率；發(fā)展冶金渣等固廢替代耐火原料技術(shù)。
二是先進(jìn)高溫材料的研究與材料部件化研究。開展結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計(jì)，開展從納米到毫米的跨尺度材料復(fù)合、梯度結(jié)構(gòu)復(fù)合、層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合、表面改性等研究，實(shí)現(xiàn)材料的高溫力學(xué)性能、熱物理性、功能性最優(yōu)化調(diào)控；研究新型加熱技術(shù)用長(zhǎng)壽命結(jié)構(gòu)功能一體化高溫高透波長(zhǎng)壽命爐襯材料、等離子加熱用高性能長(zhǎng)壽命爐襯材料；垃圾焚燒及工業(yè)危廢無害化處理 裝備用耐火材料；發(fā)展節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)高性能長(zhǎng)壽命綠色高溫隔熱材料，提高能源效率；聚焦新能源領(lǐng)域用結(jié)構(gòu)／功能新材料，研究高效、長(zhǎng)壽、綠色煤氣化用新型耐火材料，燃?xì)廨啓C(jī)用新型高抗熱震及高隔熱功能耐火材料；跨專業(yè)開展多學(xué)科交叉的創(chuàng)新，融合材料、高溫傳感器、雷達(dá)監(jiān)視與計(jì)算模擬等，使高溫材料模塊化、部件化，實(shí)現(xiàn)耐火材料服役在線監(jiān)控和服役壽命的最大化。
三是耐火材料評(píng)價(jià)與方法創(chuàng)新。耐火材料在高溫復(fù)雜服役環(huán)境下，熱、力與侵蝕介質(zhì)耦合作用機(jī)制研究，建立服役失效模型和數(shù)據(jù)庫，開展服役壽命與服役行為預(yù)測(cè)的研究，為不同環(huán)境用新型高效耐火材料的研發(fā)提供依據(jù)；開展耐火材料關(guān)鍵性能如抗熱震性、抗?jié)B透性、抗侵蝕性、功能性等協(xié)同提升研究，基于材料化學(xué)與物理的組成與結(jié)構(gòu)調(diào)控，梯度材料設(shè)計(jì)、微結(jié)構(gòu)調(diào)控，結(jié)合熱力學(xué)模擬計(jì)算復(fù)合材料基因工程，進(jìn)行新的高性能材料的設(shè)計(jì)與制備，并與實(shí)驗(yàn)室高溫模擬驗(yàn)證相結(jié)合，為研發(fā)服役行為優(yōu)良、長(zhǎng)壽且可靠的系列綠色耐火材料提供基礎(chǔ)。
四是制備技術(shù)減碳化發(fā)展。開展含骨料復(fù)雜形狀耐火材料均勻成型研究及近終形制備，以解決耐火材料結(jié)構(gòu)功能化、輕量化、復(fù)雜形狀材料制備的關(guān)鍵共性技術(shù)；研發(fā)定形制品成型新裝備，提高效率減少能耗；研發(fā)燒結(jié)新技術(shù)新裝備，如采用微波燒結(jié)技術(shù)、等離子燒結(jié)等新技術(shù)；耐火材料制造流程的優(yōu)化，減少工序能耗及工序界面熱損，推進(jìn)智慧制造。
五是做好減碳基礎(chǔ)設(shè)施研究。耐火材料生命周期評(píng)估（ＬＣＡ）法、碳足跡噸 ＣＯ２ 排放的計(jì)算；企業(yè)碳排放核算與核查；核定行業(yè)碳排放總量；碳市場(chǎng)機(jī)制與碳管理；碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)等行業(yè)低碳發(fā)展系列標(biāo)準(zhǔn)的制定等。這些均是提高用能效率、低碳綠色發(fā)展的基礎(chǔ)性工作，也是進(jìn)入所服務(wù)行業(yè)的綠色通行證，對(duì)推動(dòng)低碳技術(shù)發(fā)展和規(guī)范市場(chǎng)秩序具有主要作用。 這些基礎(chǔ)工作都在聚焦一個(gè)“立”字，在實(shí)現(xiàn)耐火材料全生命周期的綠色化、促進(jìn)高溫行業(yè)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)中將發(fā)揮重要作用。