撰稿人 T41洪慧清
壹、前言
據世界鋼鐵協會(WSA)數據顯示，每生產一公噸的鋼鐵，便會產生1.85公噸的二氧化碳(CO2)。依Global Energy Monitor調查，全球鋼鐵產業一年約產生30億公噸的CO2排放量，占全球CO2排放量的9%。全球鋼廠無不面臨龐大的減排壓力，研究如何將鋼鐵生產導入低碳技術，以更永續的方式生產製造。本次蒐集國際鋼廠公布的減碳目標和作法，彙整出目前鋼廠減碳主流技術及執行狀況，並與中鋼目前減碳策略進行比較並探討。
貳、各鋼廠減碳目標
全球若要在2050年達成「淨零排放[1]」的目標，鋼鐵產業必須要在2050年減碳 90%，才能控制全球升溫幅度在1.5 ˚C內。為配合各國碳中和政策，國際鋼廠陸續提出減碳目標及碳中和目標，經調查，大多數鋼廠的碳中和目標是到2050年實現碳中和[2]，CO2的減排目標詳見表1。
表1 國際鋼廠減排目標及碳中和目標
|
鋼廠 |
CO2減排目標 |
基準年 |
碳中和目標 |
|
中鋼 |
2025年減碳7%，2030年減碳22%(Scope1+2) |
2018年 |
2050年 |
|
ArcelorMittal |
2030年歐洲減排35%， 全球減排25%(Scope1+2) |
2018年 |
2050年 |
|
Thyssenkrupp |
2030年減30%(Scope1+2)， 2030年減16%(Scope1+2+3) |
2018年 |
2045年 |
|
Voestalpine |
2029年Scope1+2減排30%、 Scope3減排25% |
2019年 |
2050年 |
|
Dillinger & Saarstahl |
2030年減排55-60% |
2020年 |
2045年 |
|
Salzgitter AG |
2030年減50%(Scope1+2)， 2033年減少95% |
n/a |
n/a |
|
SSAB |
2032年減排35%(Scope1+2) |
2018年 |
2045年 |
|
Nucor |
2030年減排35%(Scope1+2) |
2015年 |
長期碳中和 |
|
JSW |
2030年減排42% |
2005年 |
2070年 |
|
TATA歐洲 |
2030年減排30-40% |
2018年 |
2050年 |
|
日本製鐵 |
2030年減排30% |
2013年 |
2050年 |
|
JFE |
2030年減排30% |
2013年 |
2050年 |
|
KOBE |
2030年減排30~40% |
2013年 |
2050年 |
|
POSCO |
2030年減排10%， 2040年減50%(Scope1+2+3) |
2017-2019年平均值 |
2050年 |
|
寶武 |
2035年減排30％ |
2020年 |
2050年 |
|
河鋼 |
2030年減排30% |
2022年 |
2050年 |
|
鞍鋼 |
2035年減排30% |
2025年 |
n/a |
依據科學基礎減量目標倡議(Science Based Target initiative, SBTi)[3]設立的減量目標是在範疇一[4]及範疇二[5]控制升溫幅度在1.5 ˚C內，以表1國際鋼廠提出的減排目標顯示，大部分鋼廠雖是有依據SBTi進行目標設定，然範疇三[6]才是企業減排的關鍵，85~90%的排放量都源於範疇三，如企業承租辦公室、廠房、倉儲空間，使用能源、暖氣、冷氣所產生的溫室氣體；員工居家辦公時所使用的個人電子裝置、家庭辦公室、網路等所產生的溫室氣體；電子商務平臺在疫情期間多承租的倉儲空間、多增加派遣的上下游物流運輸、或多承租的雲端伺服器等，其產生的溫室氣體，皆屬於企業的範疇三。
經查，本公司自104年起已由環境保護處對於範疇三之排放量進行估算，並於105年起，依據佐證資料之強度選取「商務旅行」、「營運產生的廢棄物處理」及「燃料與能源相關活動」等三項範疇三項目執行盤查，並委託公正第三方查驗機構查證，110年亦再新增「上游運送與貨物配送」為外部查證項目。
國際企業減碳評比Climate Action 100+[7]已將上下游排碳(範疇三)淨零納入評比項目，SBTi也要求範疇三占比較高的企業，提出符合淨零路徑的承諾。建議公司的減碳目標可參考Thyssen與POSCO作法，將範疇三列入，提出更積極的減碳目標，以應對氣候之巨變。
叄、各鋼廠碳中和路徑
蒐集得各鋼廠(含中鋼共17家)提出之計畫及作法如下。
一、ArcelorMittal提出四項計畫，分別是轉型再生能源(循環碳、再生電力、綠氫煉鐵、碳捕捉與封存)、提高廢鋼使用，投資減碳科技及開創綠鋼品牌和推動綠鋼認證。
1.轉型再生能源(循環碳、再生電力、碳捕捉與封存、綠氫煉鐵)
(1)循環碳：
a.Torero專案計畫在比利時根特(Ghent)斥資5,000萬歐元(約新台幣17億元)興建
大型示範工廠，將12萬噸廢木材轉化為生物煤，取代煤炭用來還原鐵礦石，
預計2022年底運轉。
b.Carbalyst計劃使用煉鋼廢氣來生產生物乙醇等基礎化學品。
(2)再生電力：計劃在2020年底前安裝5,000萬瓦的太陽能和風能發電，並打算與
綠電業者簽訂再生能源購電協議，為電弧爐煉鋼供電，透過長期採購確保價格
穩定，來源明確。
(3)碳捕捉與封存：
a.IGAR計劃在法國敦克爾克(Dunkirk)煉鋼廠試行，估計每小時可從煉鋼廠的廢
氣中回收0.5公噸的CO2，經電漿炬高溫重整，轉化成合成氣(synthetic gas)
，再取代部分的燃煤與焦炭重新注入高爐，以減少碳排。
b.3D專案使用化學溶劑DMXTM捕獲高爐氣或焦爐氣中的CO2，低溫儲存或重複
使用，過程產生的熱還能降低成本，而DMXTM又比CCUS常用的單乙醇胺
(Monoethanolamine,MEA)溶液具更高捕獲碳能力且更降本。
c.Carbalyst計劃則是與朗澤科技(LanzaTech)合作，斥資1.65億歐元(約新台幣
55.8億元)在比利時根特興建示範工廠，捕捉煉鐵高爐排出廢氣中的碳，
2022年運轉後，可年產8,000萬公升的生質酒精。
(4)綠氫煉鐵：在德國漢堡試點，2023年歐洲唯一的一座直接還原鐵(DRI)電弧爐
煉鋼廠將開始運轉，測試綠氫還原鐵礦石的能力，預計初期可年產10萬噸零
碳鋼鐵。於2025年將在西班牙興建零碳工廠，屆時每年將生產160萬噸綠色
鋼鐵。
2.提高廢鋼使用，並盡可能在地採購，減少運輸碳排。
3.投資減碳科技：XCarb™創新基金投資已涵蓋四家公司，在可再生能源、長期儲
能、碳回收和綠色氫能領域開發尖端技術。四家公司分別是：
(1)Heliogen，一家可再生能源公司，通過使用作為多英畝放大鏡的鏡子來集中和
捕獲陽光來利用太陽能；
(2)Form Energy，正在開發突破性的儲能技術；
(3)LanzaTech，專注於從煉鋼過程中捕獲富含碳的廢氣，並將其轉化為可持續的
燃料和化學品；
(4)H2Pro，一個通過電解水生產綠色氫氣的市場顛覆者。
4.開創綠鋼品牌和推動綠鋼認證：成立綠色鋼鐵品牌XCarb及推出鋼鐵業第一個綠
色鋼鐵認證，讓客戶據此抵銷範疇三(供應鏈)的碳排量，也幫安賽樂米塔爾自己
的範疇三排放減排。
5.SIDERWIN專案：開發一種創新的電化學工藝，將氧化鐵轉化為金屬鋼板。該工
藝基於自2004 年以來開發的ULCOWIN技術，通過電解生產鋼鐵，不直接排放
CO2。
6.HyDeal España位於西班牙的全球最大可再生氫能中心，計劃於2025年開始生
產，預計到2030年總裝機容量將達到5GW的太陽能發電量和7.4GW的電解槽
裝機，Arcelor Mittal及Grupo Fertiberia等客戶計劃20年內購買660萬噸綠氫。
此外，將Arcelor目前各據點正在建設的DRI-EAF工廠與減排量與投資金額，彙整
於表2。
表2 Arcelor各廠建設的DRI-EAF工廠、CO2減排量與投資金額
|
國家 |
作法 |
減排效果 |
投資金額(美元) |
|
西班牙 |
於希洪工廠生產DRI供應Sestao工廠使用可再生電力的混和電弧爐 |
2025年可產160萬噸綠色鋼 |
12億 |
|
加拿大 |
多法斯科漢密爾頓工廠的高爐轉型，採用DRI(250萬噸)-EAF(240萬噸)生產， |
300萬噸CO2 |
12.96億 |
|
比利時 |
根特工廠建DRI-EAF，建鋼醇工廠可捕獲BF的CO2，並用微生物轉化為生物乙醇(2022年完工) |
2030年減少300萬噸CO2 |
10.89億 |
|
德國 |
漢堡工廠生產DRI供杜伊斯堡工廠，將BF改造成EAF，並透過AI技術(SST溫度優化AI)降低加熱溫度以降本 |
每年80萬噸CO2 |
1.31億 |
|
布萊梅工廠建1座DRI-EAF、艾森許滕施塔特工廠各建1座DRI-EAF中試工廠 |
500多萬噸CO2 |
0.9億-14.86億 |
|
|
法國 |
濱海福斯工廠建造200萬噸EAF，敦克爾克建造1座DRI(250萬噸) +(150萬噸)EAF，2030年將取代5座高爐中的3座 |
每年780萬噸CO2 |
16.83億 |
二、Thyssenkrupp
主要策略是tkH2Steel®項目，規劃兩個方向：分別是通過使用氫氣來避免CO2(Carbon Direct Avoidance, CDA)及碳捕捉(Carbon Capture and Usage, CCU)。
1.綠色氫氣
(1)TK Uhde Chlorine Engineers與殼牌簽訂“Hydrogen Holland I”合約，將在
荷蘭鹿特丹港為殼牌安裝200MW電解裝置，計劃於2024年開始生產，生產的
可再生氫氣將通過HyTransPort管道供應鹿特丹殼牌能源和化學品園，可再生電
力將來自海上風電場Hollandse Kust(noord)，該風電場部分歸殼牌所有。
(2)和STEAG合作開展德國氫氣專案，於STEAG工廠的電解裝置產能高達500MW
，預計每年可生產多達約75,000噸綠色氫氣，計劃於2025年開始交付給
Thyssenkrupp。
(3)萊茵集團(RWE)計劃安裝一個100MW的電解槽來生產綠色氫氣，並計劃於
2025年供應給Thyssenkrupp。
2.氫氣煉鐵
(1)高爐吹氫：
第一階段將杜伊斯堡廠9號高爐28個風口之一改為吹氫氣；第二階段2022年
2月由德國聯邦經濟事務和氣候行動部資助3700萬歐元的H2Stahl專案啟動，
計劃將氫氣拓展到9號高爐的28個風口，不過因疫情因素而計畫延遲，與液
化空氣集團(Air Liquide)將建造氫氣長輸管道的協議已經完成。
(2)直接還原鐵廠：
H2Stahl專案還包含建設一個直接還原試驗工廠，2022年9月宣佈投入19.95億
美元(約新台幣600億元)，替換杜伊斯堡工廠現在的超大型高爐，預計從2026
年開始生產約250萬噸低碳鋼，減排350萬噸CO2。
3.Carbon2Chem技術
以鋼化聯產的模式，將煉鋼過程中產生的氣體如N2、CO2，利用可再生電力轉化
為有價值的原料如甲醇或氨。
4.碳捕捉
ThyssenKrupp, Holcim 及柏林工業大學進行專案合作研究使用新型胺洗滌技術
(amine scrubbing technology)進行碳捕捉，藉此減少現有水泥廠的CO2排放。
5.開發綠色鋼品- Bluemint® steel
Bluemint® pure是第一個減少CO2排放的產品，碳足跡可減少70%，已經經過
DNV的國際認證；bluemint® recycled則是TÜV SÜD認證為第二個可減排CO2
的產品，碳足跡可減少60%。
三、奧鋼聯(Voestalpine)
是目前全球唯一研究氫熔融還原在煉鐵中的應用的鋼廠，提出Greentec steel計畫，包含脫碳技術、未來能源與材料的供應、循環經濟、物流與商業模式，創新的技術有以下6項。
1.H2 Future：2019投產，在林茨(Linz)廠建造6 MW電解槽製氫。
2.SuSteel(Sustainable steel)：在多納維茨(Donawitz)廠建設全球最大的氫還原
煉鐵前導試驗廠，並於2020年1月成功試產。
3.Hyfor(Hydrogen Based Fine Ore Reduction)： 世界上第一個鐵礦直接還原的
工藝，在多納維茨的中試工廠於2021年4月開始建設。
4.Pyrolysis for nature gas:將CH4分解為H2和C(S)，C(S)可以加工用於鋰離子電池
和電弧爐中的電極。
5.USS 2030(Underground Sun Storage 2030)：研究將可再生能源(如太陽能和
風能)以氫氣的形式儲存在以前的天然氣儲層。
6.碳循環經濟示範(Carbon Cycle Economy Demonstration, C-CED)：兩個研究
領域的耦合運行。
(1)各種來源的CO2捕獲技術。
(2)甲烷化技術。
四、Dillinger & Saarstahl三階段戰略
1.H2Syngas專案
SHS鋼鐵集團開發了H2Syngas技術，能夠在其位於迪林根鋼廠高爐中使用工藝
氣體和大量氫氣。 由工藝氣體製成的合成氣中將富含氫氣。 富氫混合氣體將作
為還原鐵礦石的還原劑，替代煉鐵過程中的焦炭，從而避免CO2排放。
2.氫氣煉鐵
(1)高爐吹氫：
位於德國Dillinger& Saarstahl子公司ROGESA的兩座高爐中使用富氫焦爐氣
(COG)，將氫氣替代碳作為還原劑，從而顯著減少碳排放。投資1,400萬歐元
(1650萬美元)建造新的氣體轉化廠。獲得使用燃料的經驗後，未來可以在兩
個高爐中使用純氫。該工廠2020年已開始生產氫基鋼鐵。
(2)直接還原鐵廠：
巴西鐵礦石生產商Samarco和ROGESA簽訂備忘錄，進行歐洲脫碳項目研究，
同時Dillinger & Saarstahl正在建立直接還原模組。
五、Salzgitter AG
1.綠色氫氣
(1)Wind Hydrogen Salzgitter(WindH2)為Salzgitter AG、Avacon 和 Linde跨
部門合作的專案，在薩爾茨吉特鋼鐵廠的現場安裝了七台容量為30MW的風
力渦輪機，這些風力渦輪機將為電解廠提供風力發電，利用風力發電生產綠
色氫能。安裝了兩台西門子25MW PEM電解槽裝置，能夠生產約450m3/hr
的超純氫氣。
(2)與Uniper(德國能源商)合作，協定由Uniper位於威廉港工廠的綠色氫氣供應給
Salzgitter AG的SALCOS專案生產低排碳鋼。
(3)GrInHy2.0(Green Industrial Hydrogen)專案，Salzgitter AG與Sunfire合作。
電解槽基於創新的SOEC技術(固體氧化物電解槽)，工作溫度為850°C。 該系
統利用工業廢熱和可再生電力將蒸汽分解成氫氣和氧氣，截至今年10月，高溫
電解槽生產的綠色氫氣已累計達到100噸，生產的綠色氫氣會直接送入薩爾茨
吉特Flachstahl廠氫氣管網，用於該廠退火和熱鍍鋅生產線的生產。
(4)GET H2計劃中，Salzgitter AG聯手RWE、Thyssengas等七家合作夥伴計劃
通過氫氣的生產、工業使用和運輸來建立跨境理念的綠色經濟。 根據這一概
念，將在2024~2030年之間通過公共網路分幾個步驟建立起從德國林根到蓋
爾森基興以及從荷蘭邊境到德國Salzgitter AG的綠色氫生產、運輸、儲存和
工業應用的連通體系。隨著該專案的實施，到2030年Salzgitter AG鋼鐵工藝
中使用綠色氫將有助於減少約1,600萬噸CO2排放(圖1)。
圖1 GET H2計劃
2.氫能煉鐵
與Tenova簽署備忘錄，訂購一個年產能為2.1Mt的DRI工廠，用於直接還原海
綿鐵生產。該工廠將基於Tenova和Danieli共同開發的ENERGIRON®技術。
六、SSAB
1.Hybrit專案
SSAB、瑞典國有鐵礦公司(LKAB) 和瑞典大瀑布公司(Vattenfall)共同合作，計
劃用直接氫基還原技術取代煤基高爐，預計每年將生產約135萬噸氫還原鐵
(海綿鐵)，用於生產粗鋼，目標是到2026年成為第一家生產無化石鋼的製造商。
(1)氫氣直接還原設施
已獲得歐盟創新基金總計1.43億歐元的資助，包含Gällivare建立氫氣直接還
原設施，有500MW的無化石電解設施；Oxelösund 用電爐取代其高爐；及
LKAB生產無化石直接還原鐵粒。
(2)氫氣儲存設施
2021年5月，在HYBRIT呂勒奧直接還原試驗設施旁邊開始建設一個試點規模
的無化石氫氣儲存設施，該儲存設施於2022年夏末開始運營。
(3)2021年8月，SSAB生產了世界上第一批採用HYBRIT技術生產的無化石鋼，
並交付給客戶。此次測試交付是邁向鋼鐵生產完全無化石燃料價值鏈的重要
一步，也是SSAB、LKAB和Vattenfall之間HYBRIT合作的里程碑。
七、紐柯(Nucor)的策略
1.提高可再生能源的利用率-投資可再生能源發電(太陽能、風電、核電等)
2020年，紐柯通過虛擬電力購買協議成為美國第七大可再生電力企業買家；
與沃旭簽署長期購電協議，擬長期向德州的一個367 MW風電場購買電力；
投資NuScale(核電供應商)。
2.回收廢鋼-100%使用回收廢鋼在電弧爐生產鋼材。
3.碳捕捉
紐柯和肯塔基大學(UK)獲得聯邦撥款，用於Nucor Steel Gallatin的碳捕獲研發。
4.開發綠色鋼品- Econiq
Econiq是由紐柯公司生產，全球第一個大規模淨零排放的鋼材，Econiq是一
項淨零認證，可應用於紐柯鋼廠的任何產品。將利用100%的可再生電力，並
使用碳補償來抵消排放。
5.投資新管材廠-可擴大太陽能市場的建築、基礎設施及可再生能源產品供應。
八、JSW Steel
將與德國SMS集團合作，投資約13億美元，以減少碳排放，提出的方向如下。
1.投資可再生能源
(1)用太陽能取代化石燃料的發電，花費近250億盧比。預計在卡納塔克邦、馬
哈拉施特拉邦和泰米爾納德邦建立了一個1000MW的太陽能發電廠，可以取
代化石燃料發電。目前已簽署了1吉瓦可再生能源的合同，其中225MW於
2022年4月投入營運，其餘產能計劃分階段引入。
(2)與蓋爾(GAIL)印度有限公司擬簽合約購買天然氣，以供應多爾維的高爐。
(3)2028年建設太陽能發電廠，總容量為110MW。
2.透過選礦提高原材料品質來降低燃料率-建立選礦場和泥漿管道。
3.增加廢鋼利用。
4.氫氣生產-從焦爐煤氣中分離出氫氣
(1)Przyjaźń焦化廠建造氫氣分離裝置，利用PSA(變壓吸附)技術分離出氫氣。
(2)在拉德林(Radlin)焦化廠，正在建設一個用焦爐煤氣燃燒的28 MW熱電聯
產機組。
5.氫能項目推展
(1)JSW Energy與澳大利亞FFI合作，在印度開發綠色氫能專案。
(2)JSW鋼鐵公司加入印度氫能聯盟(India H2 Alliance, IH2A)。
6.綠色鋼品-JSW Neosteel
JSW Neosteel TMT螺紋鋼獲得GreenPro認證。
7.「甲烷經濟利用」計畫
旨在減少甲烷排放到大氣中並將其用於能源生產。
8.「減少甲烷排放」計畫
旨在將甲烷捕獲率提高到50%，將甲烷利用率提高到95%。增加的捕獲
甲烷量將重定向到新安裝的熱電聯產燃氣發動機，並將從2025年開始將
發電量提高到60MW。
九、TATA鋼鐵實現碳中和與循環的策略
1.開發減少鋼鐵生產過程CO2排放的技術
(1)綠色氫氣
研究開發 100 MW綠色氫電解槽的方案，每年能夠生產15,000噸氫氣，
以及供應塔塔鋼鐵荷蘭的艾默伊登(Ijmuiden)工廠的工業用氧氣，通過
使用可再生電力，初始裝置每年將減少多達35萬噸CO2的碳排放。
(2)Hlsarna技術
在艾默伊登廠將煤和細鐵礦石直接投入煉鐵爐，是直接還原鐵工藝，包
含兩種製程單元，一是用於礦石熔融和預還原的熔煉旋流器(Smelt
cyclone)，一是進行液態鐵的最終還原階段的Smelting Reduction
Vessel(SRV)。2018 年證明，可將CO2減排50%。
2.氫氣煉鐵
(1)直接還原鐵廠
Heracless專案(Hydrogen era, carbonless)欲將艾默伊登的高爐技術轉
變為綠色氫基鋼鐵生產，建立直接還原鐵-電爐設施
(2)高爐注入煤層氣
於賈姆謝德布爾(Jamshedpur)的最大工廠的高爐中連續注入煤層氣
(coal bed methane,CBM)，煤層氣主要含有98%的甲烷以及從地下煤層
中提取的微量其他氣體。印度擁有豐富的煤層氣資源，該國東部地區是
主要來源。預計將使焦炭率降低10kg/thm，相當於每噸粗鋼減少33kg
CO2，以減少碳排放。
3.碳捕捉、利用和儲存(CCUS)
Everest專案-第一階段是在塔塔鋼鐵建造一個新的CO2捕獲設施，然後將
天然氣輸送到Athos管道網路。從塔塔鋼鐵位於荷蘭艾默伊登的高爐中捕
獲CO2，然後將其運輸到北海的空氣田中儲存。
4.開發綠色鋼品-塔塔鋼鐵荷蘭公司推出的Zeremis ® Carbon Lite系列的低
碳綠色鋼材已通過DNV的認證，客戶可以透過該產品減少碳足跡。
十、日本政府設立2050碳中和目標後，NEDO啟動綠色創新基金1,935億日元
，由鋼鐵業(日本製鐵、JFE、KOBELCO)共同開發煉鋼過程減少化石燃料
使用的技術，主要方法有「使用 COURSE50、鐵焦大幅減少高爐的CO2
排放量」+「CCUS」、氫還原煉鐵/鋼、擴大廢鋼利用、廢熱回收利用、
生物質利用等。
1.氫能煉鐵
(1)高爐煉鐵工藝氫利用技術開發
a.利用鋼廠內部氫氣(如COG)的高爐氫還原技術開發(COURSE50)
通過利用鋼鐵廠內氫的高爐氫還原技術及CO2分離回收技術等，到
2030年實現煉鐵工藝CO2排放量減少30%以上(其中10%来自氫氣
作用，20%来自CCS)。預計2025年下半年在日本製鐵君津地區的2號
高爐開始實機驗證試驗。
b.利用外部氫氣的高爐氫還原技術開發(Super COURSE50)
將加熱後的外部氫氣噴吹入高爐，替代部分焦炭，並且用直接還原鐵
代替部分鐵礦石，通過將CO2削減到極限和最大化利用CCU/CCS實現
碳中和，實現減排CO2 50%以上。2022年5月開始在日本製鐵君津地區，
改造試驗高爐。
c.碳循環高爐
將高爐煤氣中的CO2轉換為甲烷，作為還原劑重複利用，替代一部分焦
炭，實現減排CO2 50%以上。2025年4月至2026年在JFE鋼鐵千葉地區
，建設小型碳循環試驗高爐(150m3規模)。
(2)直接還原工藝氫利用技術開發
a.氫直接還原低品位鐵礦石的技術開發
到2030年，通過用氫直接還原低品位鐵礦石的技術，實現比現行高爐工
藝減少CO2排放量50%以上。預計2024年在JFE鋼鐵東日本製鐵所千葉
地區建設小型試驗爐，開始試驗；預計2025年在日本製鐵波崎研發中心
建設小規模試驗豎爐開始試驗。
b.使用直接還原鐵的電爐去除雜質技術開發
由日本製鐵波崎研發中心、JFE鋼鐵千葉地區和神戶製鋼所高砂製鐵所
負責開發。
(3)氫能煉鐵實例
a.JFE將與伊藤忠商事及阿聯酋最大鋼廠Emirates Steel Arkan合作，計劃
投資一千億日圓，組成「直接還原鐵供應鏈」。由伊藤忠商事提供高品
位鐵礦石；Emirates Steel Arkan使用天然氣製作直接還原鐵，並將CO2
注入當地油田以增加原油產量；JFE再利用直接還原鐵製造綠色鋼品。
在阿聯酋設立的工廠預計於2025下半年開始生產，向JFE及亞洲市場供應
低碳還原鐵，未來還將考慮用太陽能發電，以及用氫氣代替天然氣生產直
接還原鐵。
b.日本製鐵歐洲子公司OVAKO於2020年4月，在瑞典Hofors工廠全球首次
成功演示了用氫氣代替液化石油氣加熱預軋鋼。如果這項技術投入實際
應用，有可能將鋼件加熱過程中的CO2排放量降至零。2021年6月，為了
以低成本採購大量綠色氫氣，開始在工廠建設氫氣工廠，通過可再生電力
電解水生產每小時3,500m3的綠色氫氣。
c.KOBELCO的MIDREX的直接還原鐵技術：使用天然氣來減少煉鐵中使用
的鐵礦石，使高爐的CO2排放量減少20%。並考慮增加一個電弧爐(EAF)
，用於生產高端鋼鐵材料，以減少CO2排放。
d.現代鋼鐵將建立一個碳中和生產系統Hy-cube(Hy3-Cube, Hyundai
Hydrogen Hybrid)是獨有的氫基工藝融合鋼生產系統，技術的核心是
使用稱為 Hy-Arc的新型電爐概念，在新型電爐中使用廢鋼、鐵水(高爐
產生的鐵水)和 DRI(直接還原鐵)，去除雜質和添加成分， 以最大限度地
減少碳的產生。
2.擴大廢料/鋼利用
(1)JFE推動雙渣精煉工藝(Double slag Refining Process, DRP)，增加轉爐
廢鋼使用量來減少CO2排放。在所有地區導入DRP並擴大轉爐廢料的使
用後，已實現約17 萬噸/年的CO2排放量減少。
(2)JFE使用碳氫燃料燃燒器冶煉和還原鉻礦石的工藝，將燃燒器應用到轉
爐的廢料熔化，藉此減少CO2排放。
(3)KOBELCO與Kobelco Eco-Solutions、三菱瓦斯化學等公司展開一項利
用廢塑膠生產樹脂原料-甲醇之實證實驗，計畫達到每天處理200噸廢塑
膠，每年生產4萬5千噸甲醇的目標，經試算，若每年能利用廢塑膠生產
5萬噸甲醇的話，與使用化石資源的天然氣相比，將可削減10萬噸的CO2。
3.廢熱回收利用
日本製鐵用ESCAPTM (Energy Saving CO2 Absorption Process)將熱風爐
廢氣中分離或收集高純CO2。
4.碳捕捉技術
(1)日本製鐵開發一種從CO2生產碳酸二甲酯(DMC)的工藝。DMC被廣泛用
作高性能塑膠的原料和鋰電池的電解液。
(2)日本製鐵利用鋼渣創建海洋森林，封存CO2；JFE與日本愛媛大學合作研
究開發鋼渣快速大量碳化的CO2固定技術(專注於固定煉鋼過程產生的CO2)。
(3)JFE開發變壓吸附(pressure swing adsorption,PSA)及H2O膜分離反應器
的技術，利用CO2合成甲醇: 通過變壓吸附實現低成本CO2分離，再通過
由RITE開發具有H2O選擇滲透性的特定沸石膜，在合成甲醇的同時從CO2
中分離和去除甲醇合成反應中產生的水，從而獲得高反應效率。
(4)JFE透過甲烷化技術實現零排放船舶燃料，首先將鋼廠排放的CO2分離、
捕獲和液化，透過船舶將液化CO2 運輸到氫氣供應網站，透過甲烷化反
應從CO2和氫氣中生成合成甲烷。
(5)KOBELCO推動NEDO計畫「利用爐渣開發CO2固定工藝」，將100%爐
渣應用於土木工程和建築材料產品中。
5.發電計畫、生物質利用
(1)JFE工程提供高效的地熱發電系統，包括蒸汽生產設施，蒸汽收集管道，
鹽水收集管道和回注設備等，將可再生能源地熱轉化為穩定能源的技術。
(2)日本製鐵工廠採用木質生物質當燃料發電。
(3)KOBELCO計劃在2030年後開始其位於神戶的1,400MW燃煤電廠共同燃
燒氨，在2050年之前將燃料完全轉向氨，還將考慮在神戶使用生物質燃
料，如污水污泥和食物垃圾。
6.高爐渣的利用
(1)日本製鐵透過使用高爐爐渣進行水泥生產，能夠減少所需的石灰和燃料
量，並將每噸水泥的CO2排放量減少320公斤(與普通水泥相比減少40%
以上)。
(2)JFE與東北大學等公司合作開發低碳混凝土：
使用鹼性活性物質混凝(Alkali Activated Material, AAM)的製造過程中
，CO2排放量減少了約75%，但黏度高，混合時容易硬化，流動性差，
因此研究團隊使用磨碎的高爐爐渣細粉、高爐爐渣細骨料和特殊的外加
劑來確保穩定的流動性，顯著提高抗凍害性。預製混凝土產品將進行測
試驗證其耐久性，計劃於2027年在擋土牆和護岸上應用。
7.提高物流效率
(1)日本製鐵透過提高物流效率(例如使用大型船舶)來減少CO2排放量。計劃
於2024年2月開始運營，引入配備日本首款純燃氣發動機和總功率為
2,847kWh的鋰離子電池的混合動力型貨船“Utashima”，CO2減排效
果為56%。
(2)日本政府推動碳中和港口，JFE考慮合作建立接收/供應基地。
8.使用AI和數據科學(Data Science)提高鋼鐵生產效率
(1)JFE開設JFE數字化轉型中心(JDXC)並在其鋼廠和公司部署虛實整合系統
(CPS)，以減少能源消耗和CO2排放。
(2)KOBELCO 2018年成立人工智慧推廣部， 2020年8月在加古川工廠2號
高爐使用人工智慧的高爐熱量預測系統，降低爐內溫度等，實現穩定
運行及爐況控制，達到「人工智慧控制爐®」的目標。
9.開發綠色鋼品
(1)日本製鐵將於2023財年上半年開始銷售「NSCarbolex™ Neutral」鋼
鐵產品，該產品被認證為減少煉鋼過程中的CO2排放。除日本製鐵認證
外還將獲得協力廠商證書，以日本檢驗品質保證有限公司(JIC Quality
Assurance Ltd., JICQA)作為認證組織，以確保公正性。
(2)KOBELCO開發「Kobenable Steel」低排碳鋼產品，自2022年起，開始
銷售「Kobenable Premier」和「Kobenable Half」兩種低CO2高爐鋼
產品，前者與傳統產品相比，每噸CO2排放量減少100%，後者每噸CO2
排放量減少50%。2022年6月已被豐田汽車公司採用，作為汽車零部件
的材料。
十一、浦項的減碳計畫分成三階段進行，第一階段將促進能源效率的提高和低
碳原料取代，第二階段是廢料利用的升級和碳捕獲技術的應用，第三階
段是開發基於FINEX的氫還原煉鐵技術，最終實現基於氫還原和可再生
能源的碳中和煉鐵工藝。
1.提高能源效率和綠色低碳原料取代
(1)高爐橋接技術(Blast furnace-based bridge technology) 採用的燃料
和低碳原料可分為三種，分別是球團礦、HBI(Hot Briquetted Iron)和
天然氣。
(2)電爐橋接技術(Electric furnace-based bridge technology)旨在「減
少熔爐中鐵水使用量」，方法有兩種，統稱為低 HMR (Low Hot
Metal Ratio)操作技術。
a.電爐池(Electric furnace pooling)技術，將高爐和電爐鐵水混合。
b.增加廢鋼投入量，從爐膛上下部吹入氧氣，確保額外的熱源，最大
限度地提高爐內的二次燃燒。
(3)投資低碳原材料
a.與澳洲Hancock研究開發磁鐵礦、開發礦山、新設HBI工廠等。
b.與巴西瓦萊簽署促進HBI生產協定。
c.收購澳洲Senex能源公司(有三座天然氣田)。
d.分別與澳洲原料供應商Roy Hill、Rio Tinto進行碳中和合作。
(4)發電業務-擴大風力發電、太陽能等可再生能源，以及LNG發電，
到2030年，浦項製鐵的發電量將增至3GW，約為目前的2.5倍。
a.POSCO Energy 計劃從 2027 年開始，導入氫混合發電技術，最
多可混合50%的氫氣，減少20%的CO2。
b.浦項製鐵RE100計劃，擴大對可再生能源獨立發電的直接投資。
c.PosMAC製成的太陽能、風能電池板等環保發電設施產生可再生能源。
2.綠色氫氣-浦項計劃到2030年投資10萬億韓元，在集團內構建生產-運輸-
儲藏-活用氫的氫事業鏈，氫氣產能目標在2030年達到50萬噸/年，2050年
達到700萬噸/年。
(1)綠氫生產技術
a.與韓國原子能研究院(KAERI)共同研究將攝氏700度C以上水蒸汽電解以
產生氫氣的核電站連接高溫水解技術。
b.與韓國科學技術院(KIST)、浦項產業科學研究院(RIST)共同開發氨基氫
提取技術( ammonia-based hydrogen extraction technology)，開發
從氨中提取氫氣的氨裂解(Cracking)技術。
c.與鬥山重工、RIST共同開發通過分解器(Cracker)將氨分解成氫氣、氮氣
，然後燃燒氨來驅動燃氣輪機的氨混合渦輪發電技術。
3.減少溫室氣體-廢料利用的升級和碳捕獲技術的應用
(1)浦項啟動鋼鐵業首個CCU技術示範專案，計劃到2023年12月底，韓國能
源技術研究院負責二氧化碳捕獲和分離技術的開發和驗證，浦項工業科
學研究院(RIST)負責開發專門針對鋼鐵行業的二氧化碳轉化技術，浦項
工科院利用人工智慧設計最佳工藝等。
(2)CCUS實例-與韓國制氫商Approtium合作，推動基於CCU的藍氫業務，
每年生產4萬噸氫氣；和BHP合作開發CCUS技術。
(3)回收鋼鐵產生的副產品
a.高爐爐渣應用- 被製成環保「矽酸鹽渣肥料」，礦渣肥料中的鐵離子
(Fe3 +)使稻田的甲烷濃度降低了15~20%。
b.鋼渣應用-浦項和雙龍C&E開發利用環保水泥。
c.鋼渣應用-Triton人工魚礁創建海洋森林。
d.於2021年開始回收廢棄貝殼，代替石灰石用於煉鐵。
e.低碳烯烴製造技術
利用鋼廠產生的副產品氣體作為塑膠原料，捕獲廢CO2並將其運輸
到儲存地點進行回收。與現有技術相比，可減少15% CO2排放。
2023年開始，將在浦項光陽廠進行技術示範。
4.氫氣煉鐵-開發HyRex氫還原煉鐵技術
HyREX是一種使用鐵礦粉和氫氣的煉鐵技術(圖2)，基於FINEX技術開發
，流化床還原反應器是HyREX技術的核心裝備。HyREX流化床還原反應
器使用未經加工的鐵礦粉，氫氣通過反應器底部的多孔網格均勻分布，
使鐵礦粉流化，與鐵礦石混合產生還原反應，無CO2排放。
浦項製鐵將與政府和韓國鋼鐵公司合作，到2028年在浦項工廠建造年產
量達100萬噸的試驗設施，以確認HyREX技術商業化的可能性。然而，
浦項製鐵計劃從2025年開始進入商業化驗證，沒有試點階段，並在2030
年根據其技術和FINEX工藝驗證HyREX技術。在2050年之前分階段將浦
項和光陽廠的現有高爐改造成氫還原煉鐵，從而實現“2050年淨零碳”。
圖2 HyRex氫還原煉鐵技術與其他技術之比較
5.開發綠色產品
於2022年11月1日的綠色材料論壇提出推出了代表浦項「淨零碳2050」
的品牌“Greenate”。“Greenate”是一個包含環保二次電池材料和
在氫還原過程中生產低碳環保鋼產品的品牌，以及三大環保鋼鐵品牌
(e Autopos，INNOVILT和Greenable)。
(1)二次電池材料領域
浦項為世界上唯一一家擁有從二次電池材料供應、正負極材料生產、
廢舊電池回收利用的穩固供應鏈，計劃通過與全球客戶公司的合作，
到2030年將正負極產能提高至68萬噸。
在二次電池材料鋰業務上，收購了澳洲皮爾巴拉的礦山，並獲得環保
的鋰提取物技術；鎳業務上，計劃到2020年確保總產能達到14萬噸，
透過與澳洲、印尼等全球鎳公司的合資提高產能，並投資部分現有的
不鏽鋼鎳轉換為電池用高純鎳，以應對電動汽車電池需求。
(2)三大環保鋼鐵品牌
a.浦項製鐵環保電動汽車解決方案(Eco-friendly & electrified
AUTOmotive Solution of POSco, e Autopos)主要產品有：
a)電動汽車車身、底盤、電池組用高強度鋼板“Gigasteel”。
b)電動汽車核心部件牽引電機用高效“Hyper NO”電磁鋼。
c)氫能汽車燃料電池金屬隔板用不銹鋼板“Poss470FC”。
b.環保建材高端品牌INNOVILT，代表著創新(Innovation)、價值
(Value)和建築(Built)，共有46家公司的72種產品被認證為
INNOVILT產品。
c.環保能源材料品牌Greenable包括風能、太陽能、氫能三種類型：
a)Greenable Wind-擴大環保型風力發電材料的供應。
b)Greenable Solar-清潔能源太陽能產業材料“POSMAC”。
c)Greenable H2-安全製造、運輸和儲存氫的鋼材供應。
6.物流
浦項製鐵和現代製鐵簽署了「加強物流部門合作及減少碳排放的業務
協定」，推進年產24萬噸複式運輸，預計每年將減少3,000噸左右的
碳排放。
十二、中國寶武
1.寶武的低碳發展戰略主要從綠色製造、製造綠色、綠色產業三個方面展開。
(1)綠色製造
致力於鋼鐵產品製造過程的低碳化。具體措施有極致能效、綠色能源、
富氫碳循環高爐、氫基豎爐、高效電爐、廢鋼利用、生物質能利用、
CCUS等。
(2)製造綠色
致力於提供更多的綠色鋼鐵，助推社會低碳轉型。中國新能源開發主要
集中在西部，需要大量耐候、耐蝕、高強、耐高溫的鋼材，支援風、光、
水、核等綠電的生產；而能源消耗集中在東部，主要從碳基燃料驅動向
電力驅動的轉化，預期寶鋼高強鋼、高牌號非方向性電磁鋼片將在這些
領域帶來減碳效應。
(3)綠色產業
藉由寶武的綠色生態圈，在產城融合、城市礦山開發、水氣污染治理、
清潔能源開發、資源綜合利用等方面，與旗下的多元產業形成互補，共
同推進行業可持續發展。同時與社會緊密結合，通過植樹造林、植被恢
復等措施，實現綠色抵消，幫助公司最終實現碳中和，目前已在廣東、
雲南等地開展林業碳匯合作。
2.寶武低碳減排的六大技術方向與兩條工藝路徑
六大技術方向有極致能效、富氫碳循環高爐、氫基豎爐、近終形製造、
冶金資源循環利用、二氧化碳回收及利用。
兩條主要工藝路徑為「富氫碳循環高爐為核心的高爐–轉爐工藝路徑」
及「氫基豎爐為核心的氫冶金工藝路徑」。
(1)極致能效
提升提升能源效率、實現極致能效。
(2)富氫碳循環高爐
其技術特點的關鍵是高爐全氧和煤氣提質循環，當高爐在全氧鼓風
情況下，可避免大量氮氣進入高爐爐頂煤氣中，有利於CO和CO2的
分離，分離得到的高濃度CO煤氣送至風口和爐身，用於還原鐵礦石，
同時，煤氣循環也使煤氣中的氫氣在高爐內循環，解決了高爐使用大
量富氫物質後，氫利用率下降的問題，為富氫物質在高爐內的大量使
用提供了先決條件，從而降低高爐流程對化石能源的消耗。
八一鋼鐵的富氫碳循環高爐2022年7月第三期的試驗點火開爐，目前
已成功在富氫碳循環爐上實現了穩定噴吹熱煤氣，並持續往減碳30%
目標努力。寶武為了進一步降低高爐流程碳排放，還將考慮用綠電加
熱、微波燒結預還原技術、將煤氣加熱爐窯變成綠色電加熱爐窯及新
型爐料技術，與富氫碳循環高爐一起，構成寶武未來的碳中和高爐工
藝。
(3)氫基豎爐
使用氫氣還原鐵礦石煉鐵，湛江鋼鐵零碳示範工廠百萬噸級氫基豎爐
預計在2023年底建成，投資18.9億人民幣，涵蓋豎爐、裝卸系統、產
品冷卻系統、氣路系統、原料進出成品系統、球團供應等設施，及能
源輔助系統和資訊系統。建成之後，每年可減少碳排放50萬噸以上
(約90%)，接近零排放。
(4)近終形製造技術
是指從鋼水澆鑄開始，儘可能接近最終產品尺寸的連鑄連軋一體化
工藝技術，以便進一步減少中間加工工序，節省能源、減少貯存和
縮短生產時間。寶武已開發出薄帶連鑄連軋技術，連同目前已開發
的薄板胚連鑄連軋技術、棒線材連鑄連軋技術等，將是軋延製程實
現碳中和的重要工藝路線。
(5)冶金資源循環利用
充分利用好含鐵含碳固廢、鋼鐵循環材料和有機生物質資源是實現
鋼鐵綠色低碳發展的關鍵路徑。
(6)CO2回收及利用
使用碳的化學能，建立內外部的碳循環，過程中再加入適當的綠色
能量，利用碳和氫的化學變化，實現C、CO 的回收及利用。
(7)綠色氫氣
開發了一種新的複合電解槽技術，能同時實現低電耗、瞬間回應和
高性價比等目標，並將在韶鋼氫能產業園建設示範工程，後續將在
寶武集團內推廣應用。
(8)綠色鋼品
寶鋼股份至 2035 年低碳、零碳鋼鐵產品計劃如下：
a.2022年開始，可以供應各類碳中和的零碳鋼；推出綠色低碳品牌；
寶鋼股份2022年10月底發布三個超低碳排放汽車板零件-油箱加強
支架、B 柱加強板內板下部、座椅頭枕連接板。
b.2024年底東山基地零碳示範線全線貫通，形成低碳板材180萬噸/年
生產能力，並逐步探索零碳鋼生產技術。
c.2030年前，再新增230萬噸/年全廢鋼電爐生產的低碳排放高等級鋼材。
十三、中國河鋼
2022年3月，河鋼發布了低碳發展技術路線圖，提出低碳發展目標和“6+2”低碳技術路徑，預計到2030年將具備100萬噸碳捕集封存與利用能力，到2050年將具備400萬噸碳捕集封存與利用能力。
1.六大技術路徑
(1)「鐵素資源優化」路徑，具體措施包括長流程球團比提高、廢鋼比提高；
(2)「流程優化重構」路徑，具體措施包括全廢鋼電爐流程比例提高和介面
優化；
(3)「系統能效提升」路徑，具體措施包括各種節能技術的應用、智能化管控
水準的提高和提高自發電比例；
(4)「用能結構優化」路徑，具體措施為綠電應用和綠色物流；
(5)「低碳技術變革」路徑，具體措施為氫冶金和CCUS技術應用；
(6)「產業協同降碳」路徑，具體措施為發展森林碳匯、綠色建材和城市共融。
2.兩大管理平臺
(1)全過程碳排放核算管控平臺，在集團內和行業內開展對標工作，構建減污
降碳協同治理的工作機制；
(2)產品LCA管理平臺，建立鋼鐵產品生命週期資料庫，搭建低碳節能綠色產
品生產體系，打造綠色產品供應鏈。
3.氫氣煉鐵
在河鋼宣鋼廠區建成一座年產120萬噸煉鋼原料的氫氣直接還原廠，排放
的CO2較傳統方法減少40%至60%。其中，一期60萬噸，與Tenova共同
開發採用焦爐氣(COG)做還原氣，計劃於2021年底投產，建成後，將是
全球首座使用富氫氣體直接還原鐵的工業化生產廠。二期60萬噸，將採用
風能、太陽能等可再生能源進行電解水製氫做還原氣，實現無化石能源冶煉。
十四、中國鞍鋼
鞍鋼集團2021年發布低碳冶金路線圖，提出了低碳發展願景、「三個使命」和「五大路徑」，「三個使命」是：綠色鋼鐵先行者、低碳技術引領者、美好家園守護者。低碳發展「五大路徑」是：格局流程再造；資源消耗減量；能源結構優化；綠色礦山示範；前沿技術創新。
1.《鞍鋼集團碳達峰碳中和宣言》提出，鞍鋼集團碳達峰碳中和的實現路徑：
(1)推進兼併重組，淘汰落後產能，優化產業佈局及工藝流程，節能減排、
減污降碳。
(2)致力產品全生命週期理念，推動綠色生產、低碳生活，製造更優材料，
降低社會資源消耗。
(3)堅持科技創新引領，加快研發應用低碳冶金技術和前沿碳捕獲、利用與
封存技術。
(4)布局新能源產業，調整能源結構，提高氫能、太陽能、風能等綠色能源
應用比例，降低化石能源消耗。
(5)發揮鞍鋼先進選礦工藝技術優勢，提高鐵礦、釩鈦鉻等資源綜合利用效
率，實施綠色開採；充分利用礦山土地資源，發展綠色能源；加大復墾
力度，修復生態環境，增加森林碳吸收。
2.氫氣煉鐵
鞍鋼集團氫冶金項目9月底在鞍鋼鮁魚圈鋼鐵基地舉行開工儀式，該項目
為全球首套綠氫零碳流化床高效煉鐵新技術示範項目。採用電解水技術，
實現綠氫規模化高效製備；開發流化床煉鐵新技術，突破原料適用性和還
原效率難題；集成關鍵技術，實現高金屬化率直接還原鐵的連續生產。專
案計畫於2023年投入運行，形成萬噸級流化床氫氣煉鐵工程示範。
十五、中鋼
公司於2021年2月設置了節能減碳及碳中和推動小組，率先祭出先低碳、再無碳兩階段，並分成綠色製程、綠色產品、綠色夥伴、綠色事業、綠色生活等5G(Green)策略，從生產端、供應鏈到產品端，都有各自減碳目標及方法。
此外，為達成淨零排放的目標，公司也訂出短、中、長期減碳目標，短期「提升能源效率、使用再生能源」，中期「高爐添加還原鐵、噴吹富氫氣體、鋼化聯產、轉爐增用廢鋼」，長期「全氫能冶煉製程、碳捕捉利用與封存(CCUS)」以有效實施減碳。
1.在製程方面
(1)在煉鐵製程減碳方面，短期目標是評估高爐添加HBI技術，中長期目標
則是計劃以高爐富氫噴吹、爐頂氣循環使用技術。
(2)在煉鋼製程減碳方面，以電爐添加HBI、高廢鋼比冶煉及電爐串接轉爐
製程等技術為主要規畫，另有魚雷車操作模式優化。
(3)熱軋製程推動熱直裝(DHCR)作業，建立煉軋鋼平台同步直裝技術，搭
配「熱直裝特殊排程軋延模式」，於煉鋼連鑄鋼胚產出後，經由輥台直
接進入熱軋加熱爐，縮短原有熱裝之運送路徑，可達到大幅減少溫降、
降低加熱能源消耗。
(4)動力工場以FGD泵浦調控技術、冷卻水系統串製程設備調控技術、藉由
轉爐生產排程與製程資訊，建立熱值預測技術等節省電能與燃料，另外，
2021年完成煉鋼廠盛鋼桶預熱系統全面精進，並通過鍋爐汽輪發電機汰舊
換新計畫，汽電共生鍋爐也已全面停用燃煤。
2.碳捕捉/鋼化聯產
(1)「純氧煅燒石灰窯改造」計畫，自主開發純氧燃燒系統，降低外購天然氣
使用量。
(2)與台達電聯合實驗室合作捕碳廠節能技術開發。
(3)與中油、大連、聯成合作，共組「鋼化聯盟」，藉由中鋼生產CO、中油
的丙烷脫氫產生丙烯，一起供應給大連、聯成製作丁二醇和多碳醇。
3.下游產線減碳路徑規劃於2030年在製程、操作、設備分別進低碳改善，
如排程優化、設備監診、爐體更新等；2050年完成低碳燃料轉換研究，
以綠氫與綠電達成淨零碳目標。
4.儲能
與台達電聯合實驗室合作開發儲能系統運維技術，應用AI技術，開發儲
能系統模型，建立設備預警技術。
肆、總結
本次主要蒐集國際鋼廠(含中鋼共17家)的碳中和路經規劃，有什麼具體的減碳作法，並與公司目前規劃的碳中和路徑進行比較。將各鋼廠之具體減碳作法分成七項趨勢，重點摘錄於下頁表3，這七項趨勢有：
表3 國際鋼廠減碳作法彙總表
一、生產設備升級、更新
為減少傳統高爐生產高汙染排放，各家鋼廠幾乎皆有進行焦爐翻新、增設乾式淬火(CDQ)設備、直接還原鐵(DRI)-電爐(EAF)設備等，逐步取代高爐-轉爐煉鋼生產流程。
二、提升能源效率
1.中鋼、日本製鐵及神戶製鐵皆採取高爐頂壓發電(TRT)提升高爐能效。
2.中鋼、JFE及神戶製鐵、KOBELCO皆以AI導入設備操作的方式實現節能
減排；Arcelor Mittal則以AI技術降低加熱溫度以降本。
3.在軋延製程中，中鋼藉由提升熱進爐(熱直裝)比率，以熱帶冷；鞍鋼的
中板胚連鑄連軋技術及寶武的近終形製造技術也是藉由減少中間加工
工序，節省能源，亦可減少碳排。
4.中鋼、Salzgitter AG、日本製鐵皆有將廢熱氣體回收的汽電共生具體
規劃。
三、碳捕捉、封存與利用(CCUS)/鋼化聯產
1.將各鋼廠推出的CO2捕捉技術再細分為CCU/S、爐/鋼渣應用、生物質燃料、
鋼化聯產等。
(1)多家鋼廠提出碳捕捉及封存計畫如表4，可見歐洲及日本鋼廠有提出較多的
CO2捕捉計畫。
(2)日本製鐵、JFE、KOBELCO及POSCO等日韓鋼廠皆有提出高爐渣、煉鋼渣
的應用，像是將高爐渣製成的肥料，建成海藻床;煉鋼渣鋼渣製造的Triton
人工魚礁，形成海洋森林，或是利用高爐渣生產新型混凝土(水泥)。
(3)提出生物質燃料計劃之鋼廠有Arcelor、日本製鐵及KOBELCO，藉由不斷循
環利用自然界中的碳來達到碳中和。
(4)鋼化聯產藉由捕捉鋼鐵生產過程的CO、CO2，可供下游化工廠再製成有價的
化學品，可減少進口碳原料，降低成本。表5列出各鋼廠的鋼化聯產的產品。
表4 鋼廠碳捕捉專案/技術
|
鋼廠 |
CCU/S專案/技術名稱 |
捕捉何處CO2，進行CCU/S |
|
中鋼 |
鋼化聯產先導工場 |
BFG/LDG的CO2 |
|
ArcelorMittal |
IGAR |
BFG/COG的CO2 |
|
3D專案(DMX當溶劑) |
BFG/COG的CO2 |
|
|
Thyssenkrupp |
新型胺洗滌技術 |
水泥廠CO2 |
|
Voestalpine |
C-CED |
工廠尾氣、沼氣等各種來源CO2 |
|
TATA |
Everest |
BFG/COG的CO2，運送到北海儲存 |
|
JFE |
碳循環高爐 |
BFG/COG的CO2，分離、捕捉、液化 |
|
日本製鐵 |
ESCAP分離回收技術 |
熱風爐廢氣的CO2分離、捕捉 |
|
Cstore 1 |
液化 CO2 的海上浮式捕集和運輸 |
表5 各鋼廠之鋼化聯產產品
|
鋼廠 |
捕碳技術 |
化學產品 |
|
中鋼 |
CO、CO2經PSA吸附 |
甲醇、丁二烯、多碳醇等 |
|
Arcelor |
1.(Carbalyst)煉鋼廢氣 |
生物乙醇 |
|
2.Carbon2value |
生物乙醇、乙烯 |
|
|
Thyssenkrupp |
Carbon2Chem |
甲醇或氨 |
|
日本製鐵 |
1. CeO2催化劑和2-氰基吡啶當脫水劑 |
碳酸二甲酯(DMC)à塑膠原料或鋰電池電解液 |
|
2.微生物合成CO2 |
中鏈脂肪酸à燃料 |
|
|
JFE |
1.CO2經液化 |
甲烷 |
|
2.CO2經PSA吸附 |
甲醇 |
|
|
POSCO |
低碳烯烴製造技術 |
甲醇à烯烴 |
2.CO2捕獲技術可分為吸收與吸附
CO2常見的化學吸收主要使用鹼性液體吸收劑，如單乙醇胺(MEA)與CO2反應，
吸收效率可達90%以上，但成本較高，去除每公噸CO2需花50~70美元，
Arcelor使用DMXTM溶劑具更高捕獲碳能力且更降本。
吸附方法依操作方法可分為變壓吸附(PSA)與變溫吸附(TSA)，達到捕獲和釋出
CO2目的。中鋼、JFE、JSW皆有利用變壓吸附捕獲CO2，值得持續探究更為
降本及有效之方法。
四、可再生能源產生綠氫
據資料顯示，歐洲鋼廠(ArcelorMittal、Thyssenkrupp、Voestalpine、Salzgitter)較具有以太陽能或風力發電，電解水製氫的完整規劃、Nucor鋼廠除了太陽能、風力外還投資核能發電，POSCO也致力於核能發電電解製氫技術，另外，POSCO及KOBELCO鋼廠各別研發燃燒氨裂解產氫發電，JFE則是研發地熱發電。然而，台灣的綠氫上下游產業鏈尚未發展成形，須等再生能源供應充足，才可能大規模產生綠氫。
五、氫氣煉鐵
鋼鐵生產技術包括高爐-轉爐、純廢鋼電爐、直接還原鐵-電爐三種技術，以下分別進行探討。
1.高爐-轉爐
高爐富氫噴吹煉鐵技術可維持現有高爐運作，以鼓風嘴吹富氫氣體代替煤粉
作爲還原劑，還原鐵礦石，如中鋼、Thyssenkrupp、Dillinger & Saarstahl、
日本製鐵、JFE及JSW皆有進行此研究，其中Thyssenkrupp已於9號高爐28個
風口之一改為吹氫氣；Dillinger & Saarstahl目前以富氫焦爐氣(COG)替代碳，
未來更計劃以純氫吹入；日本鋼廠的Super Course50計畫用外部氫氣還原代
替鋼廠的COG，增加氫氣投入量，使CO2減排量可以大於10%。
寶武的八鋼則是採以全氧鼓風與噴吹熱煤氣的碳循環高爐。中鋼近期欲進行
鼓風嘴吹COG評估，COG的噴射速率、氫氣濃度等操作參數相關資料可與其
他鋼廠進行比較。
提高廢鋼使用比例，並減少外購，可因而減少運輸產生的碳排，如中鋼、
ArcelorMittal、Nucor、JSW、JFE及河鋼皆有提出轉爐提高廢鋼使用。
現代製鐵則是開發出Hy-Arc新型電爐，使用廢鋼、鐵水與DRI，減少碳排放。
2.純廢鋼電爐：目前僅看到寶武、河鋼等中國鋼廠有提出此構想。
3.直接還原鐵-電爐：各鋼廠皆有規劃DRI-EAF，其ArcelorMittal、KOBELCO
採用的MIDREX專案與SSAB的HYBRIT專案，初期都先以天然氣還原鐵，待
綠氫生產、儲存穩定後逐步以綠氫直接還原鐵，達到100%淨零碳排。
此外，中鋼與POSCO鋼廠皆有進行添加低碳爐料(如HBI)於高爐或電爐研究，中鋼計畫在高爐同時添加HBI及富氫氣體，以及於電爐添加HBI；POSCO則是計畫於高爐添加低碳燃料(如HBI、球團礦)及與澳洲的礦業公司合作開發低碳燃料。
爐頂煤氣循環技術則可以參考JFE、寶武提出的碳循環高爐概念。
ArcelorMittal的SIDERWIN計畫及Voestalpine的Susteel專案則是電解鐵礦石，不產生CO2排放。
六、提升運輸效率
日本製鐵引進混合動力型貨船“Utashima”提高物流效率，POSCO開發液化CO2運輸船並與現代鋼鐵協議推進複式運輸，TATA Euope則與Van Dam Shipping合作開發氫動力船。
七、開發低排碳/零碳鋼品
已開發出低排碳鋼品牌的鋼廠有Thyssenkrupp、Nucor、JSW、TATA Europe、KOBELCO、POSCO(表6)，中鋼、寶武雖有零碳鋼產品規劃，但未見推出品牌，建議公司加速品牌推出，以利與低排碳鋼品市場做連結。
表6 各鋼廠推出的低排碳鋼品牌
|
鋼廠 |
低排碳鋼品牌 |
|
ArcelorMittal |
Xcarb |
|
Thyssenkrupp |
Bluemint® |
|
Nucor |
Econiq |
|
JSW |
JSW Neosteel |
|
TATA Europe |
Zeremis ® Carbon Lite |
|
日本製鐵 |
NSCarbolex™ Neutral |
|
KOBELCO |
Kobenable Steel |
|
POSCO |
e Autopos、INNOVILT、Greenable 三大環保鋼鐵品牌 |
自以上七項趨勢，看出中鋼目前規畫之減碳路徑，短期「提升能源效率、使用再生能源」，中期「高爐添加還原鐵、噴吹富氫氣體、鋼化聯產、轉爐增用廢鋼」，長期「全氫能冶煉製程、碳捕捉利用與封存(CCUS)」等，基本上與國際先進鋼廠方向一致，各家鋼廠皆有計畫增設直接還原鐵(DRI)-電爐(EAF)，逐步取代高爐-轉爐煉鋼生產，顯示氫直接還原鐵料將成為未來減碳之主流趨勢。然台灣綠氫因尚未發展出上下游產業鏈，若中鋼有計畫要發展出全氫能冶煉，綠氫、綠電來源供應與成本可能為未來須考量之處。
參考資料
- 「綠化」鋼鐵業的挑戰：貢獻全球9％碳排放的產業，如何邁向淨零？，今周刊，2021/10/06
- 瑞典鋼鐵業拚環保，工商時報，2022/04/17
- 中國寶武實現碳達峰碳中和的六個技術研發方向，資訊咖，2022/10/18
- SBTi科學基礎減量目標倡議，台灣環境管理會計協會，瀏覽日期2022/09/30
- 脱炭素化へ低炭素還元鉄を積極活用、JFEがUAE鉄鋼大手などと共同PJ，Nikkei Business Publications, Inc.，2022/09/02
- 神戶製鋼等展開以廢塑膠生產樹脂原料之實證實驗，材料世界網，2022/09/21
- 河鋼集團發布低碳發展技術路線圖，頭條匯，瀏覽日期2022/09/01
- 宝钢绿色产品销量及低碳、零碳钢铁产品计划，鐵諾資訊網，2022/08/05
- Top steel firm China Baowu unveils global alliance to cut emissions，路透社，2021/11/18
- 河鋼氫氣直接還原廠一期預計2021年投產！2025年碳中和，cn，2021/03/17
- 鞍鋼集團發布低碳冶金路線圖，軋鋼之家，2021/12
- 鞍鋼碳減排目標：2025年前碳達峯 成首批碳中和大型鋼企，雪花新聞，2021/05/28
- 奧地利鋼鐵集團「奧鋼聯」為實現2050年碳中和推出「綠科技鋼鐵」計畫，產業永續發展整合資訊網，2021/12/07
- Nucor Steel to Present at Appalachian Hydrogen & Carbon Capture Conference， ，2022/11/05
- Hydrogen Production – NuScale Power and Spring Valley Acquisition Corp. Announce $15 Million PIPE Investment from Nucor，Hydrogen Central ，2022/04/06
- Nucor and the University of Kentucky Receive Federal Grant for Carbon Capture R&D at Gallatin Mill，Cision US Inc.，2022/04/22
- By 2030, JSW Steel plans to reduce carbon emissions by 42%，center，2022/07/01
- JSW Steel – Seshagiri Rao on going green, carbon financing & hydrogen fuel cells，Hydrogen Central ，2021/12/15
- India’s JSW Steel to Spend Over $1 Billion on Cutting Emissions，Bloomberg，2022/01/25
- Tata Steel picks hydrogen DRI-EAF path for Ijmuiden，Eurometal，2021/09/17
- POSCO, partners to develop LCO2 carrier，Offshore-energy News，2021/08/30
- Japan’s Kobelco to use ammonia for power generation，Argus Media group，2021/05/11
- https://www.challenge-zero.jp/en/casestudy/534
- 各大鋼廠官網
[1] 淨零排放(Net zero emissions）
指企業、組織在特定衡量期間內，「所有溫室氣體」的「排放量」與「清除量」達成平衡。根據原始定義，淨零應該包含所有溫室氣體的歸零。不過，許多大型企業，目前喊出的都是「淨零排碳」，範圍只涵蓋二氧化碳。
[2] 碳中和(Carbon Neutrality)
企業、組織，在特定衡量期間內，「碳排放量」與「碳清除量」相等，即達成碳中和，或稱淨零排放二氧化碳（Net zero CO2 emissions）。然而，碳中和並不等於「零碳排」（Carbon Free），前者強調的是生產過程中所排放的碳經由其他方式清除、抵銷，而零碳排是如字面敘述，生產、製造過程中並無排放溫室氣體。
[3] 科學基礎減量目標倡議由碳揭露專案(CDP)、聯合國全球盟約(United Nations Global Compact)、世界資源研究所(World Resources Institute, WRI)及世界自然基金會(World Wildlife Fund)共同提出，提供工具協助企業將其減碳目標與氣候科學結合，以強化企業減碳信心。自2022年7月開始、最遲2027年開始，企業須以「控制升溫在1.5°C」的情境設立減量目標。
[4] 範疇一，企業/組織直接排放的溫室氣體。像是工廠生產的直接碳排、製造過程使用甲烷等氣體等。
[5] 範疇二，能源的間接排放源。主要指的是外購電力、熱或蒸汽而造成間接排放溫室氣體。
[6] 範疇三，其他間接碳排放源，由組織活動產生的溫室氣體排放。像是採購原料生產與運輸、員工通勤與差旅，或是納入產品與服務生命週期的碳排等。範疇三的溫室氣體橫跨一間企業的上下游，並細分為15個類別。
[7] 從責任投資驅動企業減碳。由亞洲投資人氣候變遷聯盟(AIGCC)、全球投資人氣候變遷聯盟(GIC)及聯合國責任投資原則(PRI)等單位共同發起，自2017年起為期5年的倡議活動，將全球100家最大溫室氣體排放企業和61家相關公司納入計劃，協助排碳大戶企業改善對氣候變遷風險的管理、減少溫室氣體排放，以及加強氣候變遷相關的財務資訊揭露。