Актуальность исследования обусловлена введением Европейским Союзом механизма трансграничного углеродного регулирования (CBAM) и необходимостью адаптации российских металлургических предприятий к новым экологическим требованиям. При средней углеродной интенсивности российского производства стали 2,1–2,3 т CO₂/т, которая на 15–25% выше европейских показателей, потенциальные затраты по CBAM составят 50–80 долл. США за тонну экспортируемой стали. В связи с этим, цель исследования — разработка комплексного механизма модернизации металлургических предприятий, обеспечивающего баланс между экономической эффективностью и экологической результативностью. В представленной работе разработана модель многокритериальной бинарной оптимизации для выбора портфеля проектов модернизации, интегрированная со стохастическим моделированием методом Монте-Карло. Смоделированы три группы стохастических переменных: цены на природный газ, цены на углерод, технологические риски. Построен фронтир эффективности из шести Парето-оптимальных решений. Оптимальный гибридный портфель обеспечивает снижение выбросов CO₂ на 54%, при этом стоимость предотвращения выбросов углерода (CAC) варьируется от 850 до 2 450 руб./т CO₂. Количественно оценена стоимость гибкости поэтапного инвестирования: опционная стоимость составляет 8,2 млрд руб. В работе доказано превосходство гибридных стратегий модернизации: оптимальный портфель достигает 97% чистой текущей стоимости наиболее амбициозного варианта при снижении волатильности на 36%. Сформулированы дифференцированные рекомендации для предприятий с различным уровнем финансовых возможностей.