T41楊日新、T72謝煒東
近年來，日本政府透過多項計畫積極推進氨燃料的研究與應用，從SIP(創造戰略性創新方案計畫)與NEDO(新能源產業技術綜合開發機構)分組計畫再到Green Innovation基金等，主要由研究機構與設備供應商擔任技術研發角色，鋼廠則作為使用端參與，協助驗證技術的實務可行性。為了解日本鋼廠在氫/氨燃燒技術之發展現況，T41調查日本製鐵(NSC)、JFE鋼鐵、神戶製鋼(KOBE)的專利布局情形。
依調查結果顯示，NSC與KOBE並未申請專利，而JFE則從2022年11月開始持續申請混氫/氨燃燒專利，共有11件專利申請案(如表1)，並有5件同步申請台灣專利，申請數量已具相當規模。其技術特點主要在於：
- 技術應用場域：混氫/氨燃燒技術主要應用於鋼胚加熱爐，依爐體外型設計合適混合燃料的控制，而混合燃料中亦包含鋼廠副產氣，並針對鋼板鏽皮問題提出進一步處理方案。
- 環保與排放：可有效降低燃燒尾氣中的氮氧化物（NOx）及未燃氨逸散，兼顧環保與生產安全。
- 導入門檻：透過將氨摻入鋼廠既有的副產氣管網、利用加熱爐冷卻水廢熱進行液氨氣化，及以廢氣中CO濃度估算未燃氨含量等方式，皆係善用現有條件完成氨的供應與監控，可降低導入成本與技術門檻。
整體而言，JFE自2022年底起積極布局專利，顯示其已著手針對自身的應用場域開發相應技術，且特別聚焦在鋼胚加熱爐，涵蓋燃燒控制、排放控制、副產氣混燒與鏽皮處理等，展現高度應用導向。相較之下，NSC與KOBE尚未有相關專利揭露，未來動向值得持續關注。
表1：JFE氫/氨燃燒之相關專利
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日本公告(開)號 |
申請日 |
技術特點摘要 |
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JP7605283 |
2023-12-19 |
藉由一氧化碳濃度與氨濃度之間的關聯性，估算出排氣的氨含量。 |
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JP7633610 |
2023-12-04 |
調整爐內不同區域的燃燒器的空氣比例，減少未燃氨和氮氧化物。 |
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JP2025089649 |
2023-12-04 |
調整爐內不同區域的燃燒器的空氣比例，減少未燃氨和氮氧化物。 |
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JP7677532* |
2023-11-28 |
利用蓄熱式爐體設計，加熱空氣使氨更易於燃燒。 |
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JP7495023 |
2023-11-24 |
使用加熱爐中的冷卻水的熱能氣化氨。 |
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JP7564511* |
2023-08-30 |
針對使用氫或氨作為燃料的加熱爐之控制鏽皮生成的方法。 |
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JP2025033608 |
2023-08-30 |
透過分階段加熱來控制金屬材料的氧化層生成，先用含氫或氨的燃料加熱，再以電加熱補強。 |
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JP7529105* |
2023-07-27 |
將氨混合入鋼廠副產氣管網中之方法。 |
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JP2024126840* |
2023-03-08 |
分階段燃燒來減少氮氧化物與未燃氨，且將廢氣與空氣再噴入爐內。 |
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JP2024126838* |
2023-03-08 |
利用含CO的副產氣與氨氣的混合燃燒方式來降低氮氧化物排放。 |
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JP2024070491 |
2022-11-11 |
使用煤氣(含鋼廠副產氣)與氫/氨混合燃燒。 |
*台灣有相應申請案