國際鋼廠DRI策略發展動態

低碳專欄 2025-08-11 點擊數: 20

撰稿人 T41鄭百傑、陳聖尹

一、前言

　　為滿足低碳趨勢，世界上許多主要鋼廠，已紛紛投入開發低碳轉型技術。研發重點的低碳製程，意在使高爐、電爐，或是其他小規模試驗流程，都盡可能減少使用含碳的還原劑，DRI因其製程碳排量極低（如配合綠氫將更低）成為鋼廠減碳的重要道路之一。其製程中的所有碳源，除了使用的還原劑，包含供給能源是否為綠能等，都是考量的重點。

二、鋼廠DRI發展現況

　　DRI按照還原劑的種類不同，可分為氣基直接還原和煤基直接還原，目前全球以氣基直接還原為主流，產量比例約為7:3，由MIDREX統計最新的數據，2023年DRI製程以使用MIDREX佔大多數(圖5)。氣基還原使用的氣體，可以是天然氣、氫氣、COG等。當前實際生產作業中有近八成以天然氣為還原劑，煤基則因其碳排量而相較弱勢。

圖5、2023年全球DRI產量

　　本次彙整各國際鋼廠對於DRI發展的規劃，按其所在區域排列，介紹規劃重點，並綜整「產製技術」、「綠氫投資」、「鋼廠推進時程」趨勢如下。

產製技術：MIDREX與ENERGIRON主導市場

　　由彙整資料可見，技術面上以MIDREX、ENERGIRON技術為主導，工廠規模主要落於1~2.5 Mtpa (每年百萬噸)。而大部分鋼廠採用天然氣為主的還原氣體，並以100%氫氣為目標，另有少數北歐新創公司(如HYBRIT Development AB、Stegra)直接以100%氫氣為研發重點。

還原氣體：目標以綠氫為主，歐洲偏好研發自有技術，亞洲仰賴政府居多

　　為有效降低碳排，綠色氫氣是各家鋼廠生產DRI的重點，然綠氫投資金額非鋼廠可獨立支撐，故多採合作模式進行。受限於自然環境，亞洲與歐洲鋼廠發展綠色的趨勢亦有不同，亞洲多仰賴政府主動，而歐洲則偏好各自建立自有的能源。例如日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)提出數項綠能專案，包含降低離岸風力發電的成本、大規模氫供應鏈建立、再生能源電解製氫等。而歐盟資金與政策足以整體帶動各鋼廠朝著同一個方向聚集，卻因鋼鐵景氣影響導致鋼廠推動力度減緩，例如ArcelorMittal、Cleveland-Cliffs為了因應未來不確定的市場發展，部分DRI廠投資案將重新評估或暫緩。

　　此外，在綠色氫氣製程未達商業化之前，多數鋼廠均以天然氣作為過渡時期的還原氣體主力，雖然多數鋼廠均將氫氣作為最終的還原氣體，仍有如寶武、河鋼以及Salzgitter等廠因使用ENERGIRON ZR技術，而採用混合氣體（混合天然氣、氫氣與COG或混合氫氣與天然氣）作為還原氣體。

鋼廠推進時程：預計2025年末鋼廠本身DRI供給能力將往上提昇

　　綜整25家鋼廠的DRI開發計畫，其中包含JFE, ArcelorMittal以及日本製鐵等5廠均規劃於2025年完工，故預期在2025年末，鋼廠本身的DRI供給能力將向上提昇，而2025年也是多數鋼廠規劃完成的一年，如下圖6所示。

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圖6、主要鋼廠DRI建設完成年份

三、結論

　　綜觀全球鋼鐵業的低碳轉型路徑，直接還原鐵(DRI)製程無疑已成為各大鋼廠競逐的技術高地。從本文的彙整可見，儘管產製技術由MIDREX與ENERGIRON等成熟方案主導，但通往終極目標「綠氫煉鋼」的道路卻充滿挑戰。各區域在綠色能源的佈局策略上有所分歧，市場景氣的不確定性也為投資時程增添變數，使得多數鋼廠現階段仍需仰賴天然氣作為過渡期的主要燃料。

　　展望未來，2025年末將是檢視這波轉型浪潮成果的關鍵節點。屆時，隨著多家指標性鋼廠的DRI產能陸續到位，全球的低碳鋼鐵供給能力勢將顯著提升。然而，這些新增的產能究竟是仰賴傳統的天然氣，還是能真正搭上綠氫供應的列車，不僅將決定此一輪減碳投資的實際成效，更將深刻影響下一階段全球鋼鐵產業的競爭格局。表5為各鋼廠之DRI計畫的內容與進程摘要。

表5、各鋼廠DRI規劃與進程

鋼廠	DRI Mtpa	還原氣體	預計年份	備註
KOBE Steel & Mitsui&Co. (Oman)	5	NG→H₂	2027	工廠位於Oman，使用MIDREX技術
JFE, Emirates Steel Arkan, ITOCHU	2.5	NG→H₂	2025	生產DRI用於倉敷電爐
Nippon Steel	小型豎爐(10噸規模)	NG→H₂	2024	於Hasaki研究中心進行試驗
POSCO	0.3	(25→100%)H₂	2027	發展HyREX技術
寶鋼湛江鋼鐵	1	Mixed NG, H₂, COG	2022	ENERGIRON ZR技術
河鋼集團	0.6	Mixed NG, H₂, COG	2023	ENERGIRON ZR技術
ArcelorMittal Canada (Dofasco)	2.5	NG→H₂	2028	ENERGIRON ZR技術
Germany (Bremen & Eisenhuttenstadt)	3.5	NG→H₂	2030	該項目暫停，因能源轉型慢於預期，且綠氫尚未成為可行性燃料
ArcelorMittal Germany (Hamburg)	0.1	NG→H₂	2025	MIDREX技術
ArcelorMittal France (Dunkirk)	2.5	NG→H₂	2027	2024年11月宣布暫緩DRI廠投資計畫
ArcelorMittal Belgium (Gent)	2.5	NG→H₂	2026	該計畫採保留態度
ArcelorMittal Spain (Gijon)	2.3	H₂	2025	由於政治、市場及能源市場發展不利，以及綠色氫能發展緩慢，宣布暫緩該投資案
Thyssenkrupp	2.5	NG→H₂	2026	對於DRI項目進行根本性審查，並評估成本
Stegra	2.5	H₂	2025	MIDREX技術，由Thyssenkrupp nucera供應700MW電解槽生產綠氫
SSAB	1.35	H₂	2025	ENERGIRON技術，SSAB、LKAB、Vattenfall共同合作HYBRIT計畫
Salzgitter	2	Mixed NG, H₂	2026	ENERGIRON ZR技術，由ANDRITZ供應100MW電解槽生產綠氫
Liberty Steel Australia (Whyalla)	1.8	NG→H₂	2027	南澳Whyalla 250MW氫能發電廠計畫，可能取消
Liberty Steel France (Dunkirk)	2	NG→H₂	-	同時開發一座1GW電解製氫廠
Liberty Steel Romania (Galati)	4	NG→H₂	2030
Jindal Steel Oman (Sohar)	1.5	NG	2011	MIDREX技術
Jindal Steel India (Angul)	1.8	NG	2015	MIDREX技術
Jindal Steel Oman (Vulcan Green Steel)	2.5	NG→H₂	2026	ENERGIRON ZR技術
Tata Steel Netherlands	2.5	NG→H₂	2030	ENERGIRON ZR技術
Cleveland-Cliffs America (Toledo)	1.6	NG	2020	MIDREX技術
Cleveland-Cliffs America (Middletown)	2.5	NG→H₂	2029	2024年9月考慮放棄美國能源部(DOE)補助之5億美元，並暫緩此計畫
OMK	2.5	NG	2024	ENERGIRON技術