在冶金行业，碳具有“点铁成钢”的魔力。不含碳的铁，强度和硬度都很低；含碳量为0.03%～2%的铁碳合金被称为钢，具有相当高的强度和硬度。
古人很早就知道用煤炭来冶铁，早期从矿石中炼出的铁通常被称为“块炼铁”，这是在高温条件下用木炭还原铁矿石得到的一种含有大量非金属夹杂的海绵状的固体铁块。到了宋代，用煤炭来冶铁已相当普及。
18世纪后，人类开始用焦炭作还原剂冶铁，并为现代高炉的大型化奠定了基础，这是冶金史上的一个重要里程碑。现在，焦炭主要用于高炉炼铁和铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，其主要作用为还原剂和发热剂。在全球范围内，钢铁行业的碳排放量占到了工业领域碳排放总量的15%～20%，是名副其实的“碳排放大户”。在低碳大潮的冲击下，钢铁行业减碳被列入议程。然而，钢铁行业要实现“碳中和”谈何容易！要让钢铁行业在未来三四十年的时间里降低90%的碳排放，仅靠工艺上的修修补补氢能的崛起为钢铁行业的碳减排带来了希望。十多年来，世界上的许多国家，如瑞典、德国、日本、韩国等相继进行了“氢能冶金”的探索，我国技术专家也提出了具有中国特色的“氢能冶金”工艺技术路线，为实现钢铁行业低碳绿色发展指明了方向。
那么，为什么钢铁冶炼要“以氢代碳”呢？传统的钢铁行业是基于“碳冶金”模式发展起来的，其基本原理是用碳作为还原剂，把铁矿石转化为铁，并排出二氧化碳。目前钢铁行业大多采用高炉工艺，用焦炭来还原铁矿石。在这个还原过程中，碳排放量大约占到了整个钢铁生产碳排放总量的90%，因此是钢铁行业深度减碳的“牛鼻子”。
“以氢代碳”的冶金技术路线就是基于这样的背景提出来的。如果“以氢代碳”，那么还原剂就是氢气而不是碳，在把铁矿石转化为铁的同时，排出的是水而不是二氧化碳。由此看来，“以氢代碳”无疑是减碳的治本之策。
当然，氢气的生产成本以及来源是否环保，将直接影响低碳冶金的市场竞争力和减排效果。据悉，中国宝武钢铁集团有限公司与中国核工业集团有限公司、清华大学合作打造的核氢冶金产业联盟，已经以“核能制氢”作为突破口来实现钢铁行业的绿色制造。目前正在推进的示范工程还包括：以富氢碳循环高炉工艺为核心的低碳高炉技术，以氢基竖炉直接还原的氢冶金工艺，以及冶金尾气二氧化碳的捕集和资源化利用等。
