2025年鋼廠低碳轉型發展動態回顧

低碳專欄 2026-03-16 點擊數: 21

撰稿人 T41余佳杭、黃俊傑

前言

在全球應對氣候變遷與追求「2050淨零排放」的背景下，鋼鐵產業作為高耗能與高碳排的重工業代表，正迎來史無前例的技術變革與產業洗牌。當前的轉型不僅是單純的製程改良，更是一場涵蓋技術路徑競爭、供應鏈重組、政策法規框架建立以及綠鋼市場定義的全面化運動。

本文回顧2025年全球鋼鐵業在脫碳技術上的多軌化發展，包括從傳統高爐的低碳優化、氫基直接還原的試驗與挑戰，以及電爐轉型的商業化實踐。同時，觀察到綠色HBI與廢鋼循環體系的崛起，正改變全球原材料的貿易格局。在政策面，隨著歐盟CBAM的調整與亞洲各國碳市場的啟動，綠色競爭力已成為企業生存的核心關鍵。本篇將綜整全球綠鋼市場從汽車業領航擴散至建築與電力基礎設施的最新趨勢。

脫碳技術發展動態

高爐製程的低碳改良與過度技術

在全面轉向氫能之前，各大鋼廠積極開發針對現有高爐的減碳技術，以延長資產壽命並降低初期排放：

序列脈衝噴吹技術(SIP)：普銳特與蒂森克虜伯合作，透過爐身直接噴吹氫氣，可減少約20%的二氧化碳排放。此技術在德國杜伊斯堡試行，投資回收期不到12個月，且每噸鐵水成本可降低5歐元(約312元新台幣)。
碳循環高爐：JFE在日本千葉展開試驗，將高爐排放的二氧化碳結合氫氣製成甲烷，再回送爐內作為還原劑，目標減碳50%以上。
智慧餘熱回收：河鋼唐鋼與張宣科技開發智慧解耦控制與「梯級發電」技術，優化燒結與電爐蒸汽餘熱回收，大幅提升發電效率與系統穩定性。

氫基直接還原鐵（H2-DRI）與熔煉技術

氫能被視為達成近零排放的終極方案，但受限於綠氫成本與基礎設施，目前正處於示範與商業化初期：

氫基流體化床(HyREX)：浦項製鐵與普銳特合作開發HyREX技術，可直接使用鐵礦砂粉進行氫還原，無需球團化預處理，預計2028年投運示範工廠，年產能100萬噸。
工業規模綠氫供應：印度JSW能源啟動該國最大綠氫工廠，直接供應其DRI 設施生產低碳鋼。瑞典HYBRIT則成功驗證大規模氫氣儲存技術，可節省 25%-40%的生產變動成本。
技術挑戰與逆轉：由於綠氫成本過高且基礎設施不足，美國Cleveland-Cliffs於2025年宣布放棄氫能項目，重回化石燃料與高爐現代化路線。安賽樂米塔爾亦因德國能源成本過高，放棄部分DRI-EAF計畫。

電爐轉型與短流程工藝

電爐轉型是目前減碳效果最顯著的商業化路徑，特別是結合廢鋼與高品質DRI原料：

大規模「棄高投電」：日本製鐵獲得日本政府支持，投資約60億美元將三座高爐製程轉換為大型電爐，其中八幡地區新電爐預計於2029年投用，年產能200萬噸，爐容量達到340公噸，可投入高比例的生鐵以生產高品質鋼品；塔塔鋼鐵於英國塔爾博特港興建兩座年產300萬噸的電爐，預計2027年投產，可減少該廠90%的二氧化碳排放。
近零碳短流程：河鋼集團張宣科技打造全球首條「氫基DRI+電爐」近零碳產線，並成功研發六大系列低碳汽車板材料。

前瞻性脫碳與電氣化技術

除了主流路徑，許多創新技術正試圖打破能源利用的瓶頸：

無電製氫技術(H2Gen)：Utility Global 成功於鋼廠利用高爐尾氣直接生產 99% 純度的氫氣，無需消耗外部電力。
低溫電解煉鐵：美國新創公司Electra開發無碳煉鐵技術，不使用煤炭或高溫，而是透過電力將鐵礦石溶解並沉積出99%的純鐵。
熱能電氣化 (JHTB)：安賽樂米塔爾投資 Electrified Thermal 的熱電池系統，利用耐火磚將綠電儲存為高達 1700°C 的熱能，取代化石燃料燃燒。
RotoDynamic Heater (RDH)：Tenova與Coolbrook合作，利用超音速衝擊波技術產生高溫氣體，取代工業製程中的化石燃料加熱。
綠色供應鏈發展動態

綠色鐵素與低碳料源的興起

氫基綠色鐵（Green Iron/HBI）開發：澳洲福德士河（Fortescue）推動「綠色鐵素」專案，利用可再生能源電解氫將鐵礦石還原為純度約95%的物質。浦項製鐵亦在西澳黑德蘭港投資40億澳元建設HBI工廠，計畫2050年實現完全可再生能源供電；阿曼憑藉豐富的再生能源與既有工業基礎，正轉型為全球綠色鐵供應樞紐，新興公司計畫混合使用天然氣與氫氣生產DRI。
新型球團技術：德國Salzgitter與英國Binding Solutions合作試驗「冷燒結球團（CAP）」，該技術無需高溫燒結，可減80%能效消耗與70% 碳排放。

廢鋼循環體系的正規化與閉環合作

跨產業閉環回收：Volvo與SSAB、Salzgitter建立封閉回收體系，將汽車生產過程中的高品質廢鋼重新投入電爐生產，實現價值鏈脫碳；安賽樂米塔爾與瑞典交通管理局合作，將舊鐵軌運回波蘭工廠再製成新鐵軌。
提升廢鋼替代比率：中國首鋼與武鋼均成功實現轉爐50%以上的高廢鋼比生產；印度AM/NS India投資35億盧比建設廢鋼處理廠，旨在將廢鋼供應鏈正規化，目標2047年將廢鋼佔比提升至50%。

能源供應的結構性轉型

大規模可再生能源布局：安賽樂米塔爾在印度、阿根廷等地密集投資1GW級的風光混合發電專案，並搭配水力抽蓄儲能，以確保鋼鐵廠獲得24小時穩定電力。
生物能源替代化石燃料：印度鋼鐵公司（SAIL）試驗以「竹生物炭」替代 10%-20% 的焦炭，預計每噸粗鋼可減碳15%-20%。
綠氫生產設施：德國Salzgitter建設100MW綠氫工廠，預計2026年投產，年產9,000噸綠氫用於低碳煉鋼。

基礎設施材料與技術標準的建立

產學研整合標準化：日本東京大學攜手日本製鐵、JFE 等企業啟動 MEIT 計畫，針對液氫、液氨、高壓二氧化碳儲槽與管道建立關鍵材料標準，以強化全球競爭力。
技術脫鉤建議：由於日本本土能源成本高昂，研究報告建議日本鋼鐵業將「氫還原製程」與「煉鋼工序」脫鉤，轉向進口海外生產的熱壓鐵（HBI）。
低碳政策發展動態

政策與法規框架的重塑

歐盟CBAM正式實施：CBAM於2026年1月1日正式實施，納管產品的進口商則需自2027年起繳交CBAM憑證。此外，歐盟也提出自2028年起欲將CBAM適用範圍擴大至部分下游產品，並加強對規避履行CBAM義務行為的管理。依目前申報進展，僅能證明此複雜碳管制政策仍可確切落地，但其實質管制效力，是否可所預期的2030全球減量達到3,800萬噸的成效，則仍需依據其在預設值以及碳價抵減機制設計而定。自2028年開始，歐盟預計將引入多項新措施，包括擴大CBAM的適用範圍，減緩鋼鐵和鋁價值鏈下游產品所面臨的碳洩漏風險，是否擴及其他部門仍有待討論。
亞洲國家加速碳市場建設：中國2025年3月正式將鋼鐵業納入碳排放交易市場，並設立「過渡期（2024-2026）」與「深化期」兩階段政策；日本將於2026年4月1日起實施全國性強制碳排放交易體系（ETS），涵蓋高爐鋼鐵等九大高耗能產業；越南啟動ETS試行（至2029年），首波納管對象包含鋼鐵業。
貿易防禦與產業保護：歐洲鋼鐵業因面臨不公平競爭與能源高成本，強烈要求強化貿易防禦、改革CBAM以防止碳洩漏，並推動「購買歐洲貨」與「鋼鐵與金屬行動計畫」。

技術路徑轉型標準建立與相關補助

申請高爐轉電爐資金補助：日本製鐵、JFE等日本鋼廠積極申請政府補助，計畫將傳統高爐轉換為可生產高品質鋼材的大型電弧爐，目標在2030-2050年間淘汰高爐。
氫基直接還原鐵規範建立：印度、韓國、中國均將「DRI+氫氣」視為綠色煉鋼的關鍵路徑。中國發布《氫基豎爐直接還原工藝設計規範》，將氫冶金技術從企業探索提升至行業規範。
碳捕捉與封存技術補貼：德國、美國與中國均強化對CCS技術的支持。德國首次將CCS納入氣候保護契約補貼範圍；美國則修訂稅收抵免政策，提供CCS專案「安全港」機制。

區域競爭力與投資布局

中東與北非（MENA）潛力崛起：憑藉低成本的再生能源與現有的DRI生產基礎，MENA地區正轉型為全球綠色鋼鐵的供應中心。
各國大規模資金補貼競爭：德國啟動60億歐元的脫碳資助計畫；澳洲設立10億澳元的「綠鐵投資基金」及「氫能起步計畫」；韓國政府與企業計畫投入超過8,000億韓元研發氫直接還原技術。
歐洲專案面臨停滯危機：受限於高能源成本與經濟不景氣，2025年歐洲多個低碳鋼鐵專案出現取消或暫緩跡象。

低碳標準與市場機制建立

綠色鋼鐵評級制度：印度計畫於2026-2027年推出綠色鋼鐵分類，根據排放強度給予三星至五星評級。
跨國標準統一化：安賽樂米塔爾等歐洲鋼廠積極推動「低排放鋼鐵標準（LESS）」，試圖建立統一的低碳鋼計算指南與分類方法。
需求端訊號建立：日本與歐盟正研議透過公共採購、低碳鋼標準與標籤制度，建立綠色鋼材的市場激勵機制。
綠鋼市場發展動態

市場規模與終端應用擴張

市場價值倍增：全球綠色鋼鐵市場預計從2026年的5,729.7億美元，成長至2036年的04兆美元。
汽車業為最大推手：汽車產業預計在2026年占綠色鋼鐵終端需求的38%，主因是車廠在供應鏈減排壓力下，積極簽訂長期低碳鋼材供應協議。
建築與電力基礎設施需求成長：建築業與大型工業設備（如變壓器）對綠色鋼材的需求顯著增加，應用範圍從旗艦店建築、鋼骨結構到大型工業變壓器。

鋼廠品牌化與國際標準對接

各國鋼廠積極推出綠色產品品牌，並強化認證的公信力：

品牌化競爭：JSW推出GreenEdge品牌，提供具驗證減排證書的鋼材，並與國際標準（如ISO 22095）掛鉤。EMSTEEL發布TrueGreen™，碳排強度僅67噸CO₂/噸鋼，並配有環境產品聲（EPD）。首鋼發布SOGREECO系列產品，明確定義多個降碳等級（降幅30%至70%）。
質量平衡法的普及：日本鋼廠普遍採用此方法，將製程減排成果分配給特定產品，成功使其綠色鋼品（如JGreeX、Kobenable）獲得豐田汽車等大廠採用。

跨產業「互為用戶」與閉環回收模式

供應鏈深層協作：寶鋼與日立能源（Hitachi Energy）建立「互為用戶」模式。寶鋼提供高品質電磁鋼（方向性電磁鋼），日立能源則將其製成超大型電弧爐變壓器，回供給寶鋼的零碳工廠使用。
量產車型的實質導入：Volvo Cars成為首家在量產車型（如純電動 EX60 SUV）中使用 SSAB Zero™（近零碳回收鋼）的汽車製造商，並預計於 2025 年開始交付。
創新綠色產品開發：安賽樂米塔爾推出整合太陽能電池的 Helioroof^® 低碳鋼製屋頂，較傳統屋頂減少25%碳足跡。

政策導向與市場機制建立

GX（綠色轉型）市場化：日本政府推動《GX 2040 願景》，透過「新技術資訊系統（NETIS）」登錄綠色技術。凡採用登錄技術（如日本製鐵的 NSCarbolex^® Neutral）的企業，在公共工程標案中可獲得加分。
碳定價縮小成本差距：各國正研究透過碳定價機制降低GX產品（較貴）與傳統產品之間的採購價差，並推動GX價值可視化（如揭露綠色材料採購比率）。
結論

綜合2025年技術、供應鏈、政策及市場四大維度的動態觀測，全球鋼鐵產業的脫碳之路呈現出以下三大核心特徵：

路徑多元化與務實轉型：儘管氫能被視為終極方案，但受限於高昂成本與基礎設施缺口，產業目前呈現「高爐改良、電爐轉型、氫能示範」並進的態勢。部分地區（如美國與歐洲）在面對高能源成本時，出現技術路徑的回調或專案暫緩，顯示出轉型過程中的經濟性挑戰。
供應鏈與市場的深度協作：綠鋼轉型已突破單一工廠的範疇，演變為跨產業的「閉環回收」與「互為用戶」模式。特別是汽車產業作為綠鋼的最大推手，透過長期協議與品質平衡法，正引領綠色鋼鐵從實驗室走向大規模商業化量產。
政策引導與區域佈局重塑：碳定價、政府補貼及綠色採購標準正逐步縮小綠色溢價的差距。與此同時，中東與北非等具備廉價再生能源優勢的地區，正藉由綠色鐵素生產挑戰傳統鋼鐵強國，預示著全球鋼鐵供應鏈格局的重新分配。

展望未來，鋼鐵企業若要在2036年產值預計破兆美元的綠鋼市場中脫穎而出，必須靈活運用多元技術組合，並積極與下游客戶建立深層的綠色價值鏈鏈結。

參考來源

https://tcan2050.org.tw/20260121/

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