围绕钢铁/铝工业生产流程，开展碳达峰和碳中和的前沿理论研究与关键技术开发，推动冶金工业的低碳绿色发展。

发展和完善工业生态学理论，阐明钢铁/铝工业系统物质-能量-环境转换作用机制，构建冶金流程生命周期能效、碳排放的定量核算和评价体系，形成以能量利用最大化和碳排放最小化为目标的碳消耗反应体系重构、质能匹配和界面调控理论。

重点研发气基竖炉低碳炼铁技术、高效电炉冶炼技术、铝/铜合金热处理装备技术、富氧低氮燃烧技术、冶金渣余热回收利用技术、转炉煤气余热回收技术等，力求在高炉低碳炼铁装备技术、转炉低碳炼钢装备技术、高效连铸装备技术、薄板坯连铸连轧无头轧制装备技术、基于异型阴极和复杂电解质的铝电解综合节能装备技术等方面实现工业化应用。

着力构建氢冶金理论与方法，研发基于氢基竖炉的直接还原新工艺，设计基于氢冶金的钢铁生产新流程；设计铝电解新方法，研发可再生能源电力柔性电源铝电解技术和惰性阳极铝电解的稳定运行调控技术；研发冶金-化工-能源一体化CO₂捕集利用理论与技术，探索构建跨行业协同优化体系，实现CO₂的资源化利用；研究新能源利用、热电高效能量转换与先进储能理论与方法，开发新能源材料冶金制备新技术。