主要鋼廠CCUS技術發展現況

 撰稿人T41 鄭百傑、洪慧清、郭寶謄

• 前言

面對全球氣候變遷與區域碳邊境調整機制（如歐盟 CBAM）的實施壓力，鋼鐵產業作為高碳排重工業，正處於資產重置與製程轉型的劇烈變革期。世界鋼鐵協會與國際能源總署（IEA）指出，單靠能效提升與傳統減碳手段無法滿足2050 淨零排放目標。儘管氫能冶金（H-DRI）與高廢鋼比電爐（EAF）被視為終極減碳方案，但受限於再生能源缺乏導致綠氫成本高昂、高品位鐵礦石與高品質廢鋼供應緊缺等瓶頸，短期內難以全面規模化。這使得傳統一貫作業製鐵所必須在「高爐資產提前報廢」或「導入 CCUS 技術延續設備壽命」之間作出戰略抉擇。

• 重工業減碳缺口嚴峻：以中國為例，電力與鋼鐵等重工業碳排放占全國 60%–75%，即便全力發展氫能與能效提升，仍存在35%–40%的減排缺口需仰賴 CCUS補足。
• 地區資源稟賦決定路線差異：再生能源與廢鋼充沛區域可快速推進電爐；而以高爐設備為資產主體的區域，CCUS 則是避免資產過早淘汰與減損的戰略護城河。
• 跨國法規與補貼風險增高：全球 CCUS 專案高度依賴政府補貼與法規支持，如塔塔鋼鐵荷蘭廠因當地環保刑事訴訟，導致高達20億歐元的政府補貼面臨變數，大幅增加中長期投資的不確定性。

全球主要鋼廠在CCUS的推動上呈現顯著的區域特色與戰略分化，涵蓋了「鋼化聯產/高值化利用（CCU）」與「地質封存/跨國運輸（CCS）」的雙軌探索。歐美側重商業化推動與基礎建設連結，中國著重規模示範與資源化利用，日韓則發展國家級跨國封存價值鏈，以下將簡述各國發展重點。

• 中國鋼廠：規模示範與多軌資源化利用

中國的電力與鋼鐵等重工業碳排高達全國60-75%，即使鋼廠全力推行氫能煉鋼或製程能效提升，距減排目標仍有35%-40%的缺口。目前鋼廠以高爐氣體脫除、鋼渣礦化及生物轉化為核心，試圖將碳排放轉化為高值化產品。中國主要鋼廠CCUS專案推展近況如下：

• 寶武集團：八鋼 2500m³ HyCROF（富氫碳循環氧氣高爐）透過全氧冶煉與變壓吸附/化學吸收法，實現鐵水碳排放強度下降 21% 以上；同時聯合中石化、殼牌與巴斯夫籌建華東開放式千萬噸級 CCUS 平台。
• 包鋼集團：推進200萬噸CCUS專案（一期50萬噸已投運），捕集石灰窯及熱風爐煙氣，部分用於鋼渣固化，部分壓縮液化後用於油氣田增產（EOR）地質封存。
• 河鋼集團與首鋼：河鋼唐鋼推動高爐煤氣碳捕集耦合微生物發酵生產菌體蛋白飼料（CO₂提純至95%以上），以及鋼渣煙氣碳化做為負碳綠色建材；首鋼朗澤則利用轉爐氣生物發酵生產無水乙醇與微生物蛋白，累計產能達 21 萬噸乙醇。

從上述案例來看，中國鋼廠的CCUS發展雖尚未大規模商業化，卻呈現多元化路徑，如著重於捕集規模與基礎設施(如寶鋼、包鋼)，或聚焦於鋼渣碳化及支援下游製程(如河鋼、建龍)，亦有結合生物轉化與新材料應用的探索(如首鋼)。多數專案皆以「二氧化碳捕集與再利用」為核心，而封存目前仍處研究階段。

• 歐美鋼廠：商業化跨步與基礎建設依賴

歐美鋼鐵業面臨高昂碳價（如歐盟 ETS）與 CBAM 的雙重壓力，雖然廢鋼增用、DRI與氫能冶金是其長期主流轉型路線，但短期內仍以傳統高爐為主力，CCUS亦為其渡過碳費危機與實現淨零的關鍵技術。歐美主要鋼廠 CCUS 專案推展近況如下：

• 安賽樂米塔爾（ArcelorMittal）：比利時Gent廠商轉高爐氣轉化生質乙醇；法國Dunkirk廠驗證DMX™碳捕集技術，規劃每年捕集100萬噸並船運至挪威Northern Lights進行海底封存。
• 美國鋼鐵（S. Steel）：與CarbonFree合作投資1.5億美元於Gary Works廠區建置SkyCycle專案，利用SkyCycle技術結合高爐CO₂與鋼渣生成沉澱碳酸鈣與小蘇打，預計2026年商轉。
• 蒂森克虜伯（thyssenkrupp）：推動Carbon2Chem^®計畫，將高爐/轉爐廢氣轉化為氨、甲醇等化工原料，已純化460萬Nm³鋼廠廢氣並邁入第三階段工業級規模化。

歐美各大鋼廠正加速將CCUS從先期試點推向商業化(如美國鋼鐵2026年商轉、蒂森克虜伯邁向第三階段擴建)。然而，其推動面臨三大實務困境：首先是高昂的初期成本，如美國鋼鐵僅5萬噸規模即需耗資1.5億美元。其次，極度依賴外部基礎建設，例如仰賴北海封存網路的跨國管線與儲存設施。最後是技術路線更迭的風險，若鋼廠轉型電爐或氫能(如塔塔鋼鐵)，將淘汰傳統高爐，使既有CCUS投資面臨擱置。

• 日韓CCUS專案

日韓兩國皆積極佈局CCUS技術，日本由政府主導，透過經濟產業省、JOGMEC與NEDO的明確分工，從政策制定、專案推動到技術研發，建構嚴謹且完整的國家級支援體系。南韓則確立明確的2030年減碳量化目標，並以指標性企業(如POSCO)的技術整合，積極探索封存場址與碳利用的商業潛力，以下將分別詳述兩國的具體佈局。

• 日本：設定2030年每年封存600萬–1200萬噸CO₂目標，日本製鐵與 JFE分別參與東北西海岸與東南亞（馬來西亞、砂拉越）等跨國 CCS專案。
• 南韓：POSCO規劃2030年達成480萬噸/年捕集封存量，技術涵蓋加壓液化（-51°C, 5.5 bar），並積極與印尼、馬來西亞及澳洲洽談枯竭油氣田封存合作。

日本憑藉完善的長期路線圖與強力的政府統籌，結合產業界的捕捉技術，穩步推動CCS大型專案；南韓則積極佈局儲存地點與將二氧化碳轉化為高附加價值化學品。值得注意的是，受限於國內封存的開發成本與地質條件，日韓皆向海外 (如東南亞、澳洲)尋求更具經濟效益的封存場址。這種「國內研發捕捉、跨國合作封存」的務實模式，正成為兩國推動CCUS產業鏈的共同趨勢。

上述各國家與鋼廠之發展細節如附錄所示，另彙整各廠CCUS專案如表一：

表一、主要鋼廠CCUS專案彙整

• 結論

全球鋼鐵業的低碳轉型需採取多元並進策略，綠氫技術雖具備巨大減碳潛力，但受限於現階段產量與基礎設施的普及速度；此時CCUS仍是處理因應高爐-轉爐製程、降低過渡時期碳排的重要技術。技術的布局應因地制宜，在再生能源充沛的區域可加速推動綠氫電爐，但在高爐為主的區域，CCUS則是避免資產過早淘汰的選擇，部署於難以減排的特定製程節點，或結合廢氣再利用(CCU)，在確保經濟效益的前提下發揮最大價值。

借鏡上述經驗同時考量台灣在地條件，中鋼未來若要推動規模化，可持續深化技術應用、推動跨產業合作以及預先布局新興鋼材等三個佈局面向供參，簡述如下：

• 深化技術應用：除基礎的捕集技術，應評估並發展如鋼渣碳化與生物轉化等高值化技術，將碳排放轉化為有價值的副產品，創造新的經濟效益。
• 推動跨產業合作：參考寶鋼「開放式千萬噸級CCUS項目」的模式，與高雄在地的石化、水泥、電力等高碳排產業共同合作，建立區域性的碳捕集與運輸平台，分攤巨大的資本與營運支出。
• 預先佈局新興鋼材：應趁早佈局CCUS供應鏈所需的新興綠色鋼材市場，如二氧化碳輸送管道用鋼，發揮研發優勢，建立新的產品護城河，搶佔市場先機。

總體而言，CCUS雖面臨捕捉效率與建置成本的挑戰，但這並不否定其作為減碳路徑圖一環的必要性。面對碳中和壓力，鋼鐵業的轉型仍需多元布局、動態調整。依據自身的資產週期與區域能源結構，靈活調配技術藍圖，將CCUS從單純的減碳技術轉化為強化產業競爭力、開拓新興市場的重要途徑，藉此在綠色浪潮中，走出一條最合適的轉型道路。

• 參考資料
  • CCUS in Clean Energy Transitions – Analysis - IEA
  • Net-Zero Industry Tracker 2024 | World Economic Forum
  • “中國加速邁向碳中和”之七：碳捕集利用與封存技術(CCUS) – McKinsey Greater China
  • 八钢2500立方米HyCROF商业示范项目全线打通
  • Steelie-Awards-winners-2024-1.pdf
  • 我国首个开放式千万吨级CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)项目启动—中国钢铁新闻网
  • 壳牌与中国石化、中国宝武、巴斯夫合作寻求在中国建设开放式碳捕集、利用与封存项目的机会-美通社PR-Newswire
  • 包钢有序推进CCUS全产业链示范项目工程建设_二氧化碳_重点_进度
  • “捕碳制蛋白、矿化变建材”→河钢实现CCUS从“碳减排”到“价值创造”历史性跨越—中国钢铁新闻网
  • 以“氢”驭“碳” 张宣科技开辟绿色发展“快车道”—中国钢铁新闻网
  • 山西建龍5萬噸二氧化碳捕集專案建成 年可創效900餘萬元
  • 首钢朗泽：以CCUS技术赋能工业绿色未来
  • 首钢朗泽万吨级含二氧化碳工业尾气生物合成无水乙醇项目调试成功
  • 二氧化碳回收幹嘛用？ 國內鋼鐵行業CCUS碳捕集回收利用大起底
  • https://www.csreurope.org/newsbundle-articles/arcelor-mittal-providing-an-update-on-its-decarbonization-plans-in-europe
  • Technologies to Decarbonise the EU Steel Industry
  • Sustainable steel and environmental investing | Ternium
  • S. Steel Carbon Capture 2026, $150M Gary Works Project
  • S. Steel and CarbonFree Sign Definitive Agreement to Capture Carbon Dioxide Emissions at One of the Largest North American Integrated Steel Mills - www.ussteel.com
  • thyssenkrupp Carbon2Chem® - Transforming Blast Furnace Gases into Valuable Chemicals for a Sustainable Future
  • 10 years of Carbon2Chem®, 10 years of research for a climate-friendly industry - Fraunhofer UMSICHT
  • Tata Steel seeks Dutch deal as emission rules squeeze IJmuiden - PRESS Insider | India’s global voice
  • Tata Steel commissions India’s first plant for CO2 capture from Blast Furnace gas at Jamshedpur - Renewable Carbon News
  • Carbon Clean provides India's first blast furnace carbon capture plant
  • €2bn subsidy for Tata Steel hangs in balance after prosecution - DutchNews.nl
  • 日本碳捕捉後封存(CCS)政策交流
  • Advanced Efforts for Commercialization of CCS
  • 臺日攜手交流淨零關鍵力 碳捕捉後封存CCS國際論壇圓滿成功
  • Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) in South Korea: The Future of Industrial Decarbonization
  • POSCO Decarbonization Roadmap
  • POSCO Sustainability Reports 2025
  • Korea and Malaysia discuss energy cooperation in LNG, hydrogen, and CCS
  • Korea and Australia discuss cooperation in critical minerals, natural gas and CCS
  • Indonesia, South Korea Strengthen Partnership with Rp173 Trillion in Business Investments

附錄：全球主要鋼廠CCUS專案詳細進度說明

• 中國主要鋼廠CCUS專案
• 寶武集團

寶武集團開發的HyCROF(富氫碳循環氧氣高爐)技術，透過100%全氧冶煉及採用變壓吸附法及化學吸收法脫除高爐煤氣中的二氧化碳，將富含氫與一氧化碳的還原性氣體回吹循環利用。於2023年在八鋼成功建置全球首座2500m³大型HyCROF高爐，投產後實現固體燃料消耗降低30%、鐵水碳排放強度下降21%以上，該技術因具備高效的「二氧化碳脫除裝置」，為後續的CCUS及鋼化聯產技術預留對接空間。

寶武集團於2022年11月聯合中國石化、殼牌及巴斯夫三家公司簽署合作備忘錄，目標建置位於華東地區的首個「開放式千萬噸級CCUS項目」，其「開放式」的定位，係為建構一個區域性的公共基礎設施平台，為長江中下游經濟帶的鋼鐵、化工、電力、水泥等多個高碳排行業，提供一體化的二氧化碳減排方案。將利用槽船或管線運輸等方式集中來自不同企業的碳源，匯集到二氧化碳接收站後，再通過短途管道輸送至陸上或海上的永久封存點，目前仍處於可行性研究階段。

• 包鋼

包鋼於2022年6月開展200萬噸CCUS專案建設，分為三期(50+50+100)建設，主要捕集廠內石灰窯及熱風爐廢煙氣，目前第一期50萬噸示範案已完成主體建設，並於2026年1月通過竣工驗收，三期建成後預計每年可減排二氧化碳36.53萬噸。捕獲的二氧化碳，一部分用於包鋼碳化法鋼渣綜合項目固化利用，另一部分經過壓縮液化後，送至油氣田進行壓裂等油氣田增產服務，實現二氧化碳永久地質封存。

• 河鋼集團

河鋼唐鋼於2026年1月完成「高爐煤氣碳捕集耦合微生物固碳產蛋白」與「鋼渣煙氣碳化資源化」兩大千噸級工業示範項目。生物轉化方面，於2025年12月投運該國首套高爐煤氣變壓吸附(PSA)裝置，將二氧化碳提純至95%以上，並導入微生物發酵系統，將工業碳源轉化為蛋白含量達70%的菌體蛋白飼料；在固廢礦化方面，其宣稱突破低濃度煙氣與鹼性鋼渣固化瓶頸，於特定操作條件下免除高昂的二次提純成本，使負碳綠色建材的固碳量高達20wt%（即每噸建材永久固定約20%質量的二氧化碳），且抗壓強度超過30MPa，並獲CarbXRock國際商標授權。然該製程之長期維護成本、鋼渣品質變異對固碳率之影響，仍待常態營運階段之動態數據驗證

張宣科技「氫冶金豎爐CCUS項目」於2025年底實現商用。將氫基豎爐排出的混合氣純化精製轉為食品級高純度液態二氧化碳，廣泛應用於冷鏈與焊接市場，目前銷量達1.1萬噸/年。

• 建龍鋼鐵

建龍鋼鐵2025年建成5萬噸二氧化碳捕集專案，以煙氣作為氣源，採化學吸收法對二氧化碳進行捕集，相較傳統變壓吸附法，生產每噸二氧化碳所需要的原料煙氣、電、循環冷卻水均節省約30%，且所需蒸汽品質低，消耗試劑少。配套建設的二氧化碳提純裝置可將氣態產品純度提升至99.5%以上，液態產品純度提升至99.8%以上。後續將用於煉鋼製程，年可創造經濟效益900餘萬人民幣(約新台幣3800萬元)。

• 首鋼

首鋼京唐於2023年投運首套石灰窯煙氣二氧化碳捕集系統，年捕集規模達5萬噸，產出的二氧化碳純度可達99.8%以上，可用於轉爐噴吹、鋼渣碳酸化固化及對外銷售，累計捕集量已超過12萬噸。

首鋼朗澤自開發尾氣生物發酵中試裝置，將轉爐氣轉化為燃料乙醇和微生物蛋白。2024年11月，首座年產1.5萬噸無水乙醇及750噸微生物蛋白的示範項目啟動，並於2026年6月投產，可實現生產每噸乙醇減排0.5噸的二氧化碳。首鋼朗澤已在河北、寧夏、貴州等地建置四套規模化裝置，生物乙醇與微生物蛋白的產能分別累計達到21萬噸和2.3萬噸。

• 歐美主要鋼廠CCUS專案
• 安賽樂米塔爾(ArcelorMittal)

安賽樂米塔爾將CCUS視為2030年後規模化減碳的核心支柱。在CCU方面，比利時Gent廠已將工業級設施投入商轉，成功把高爐氣轉化為生質乙醇；法國Dunkirk廠的IGAR試點專案則透過電漿火炬進行乾式重組，將高爐二氧化碳與廢氫轉為合成氣注回高爐，最高可減排20%。在CCS方面，規劃規模達每年100萬噸，法國Dunkirk廠已完成DMX™碳捕集示範專案的技術驗證，未來計畫將捕集的二氧化碳船運至挪威Northern Lights計畫進行海底永久封存。

• 特爾尼翁(Ternium)

特爾尼翁目前的捕碳規模約為每年28萬噸。其CCU應用主要針對直接還原鐵製程產生的高濃度廢氣進行捕集與純化，轉作商業化學品與食品級用途；同時，CCS方面正積極進行深層地下封存的前期可行性研究。為達成2030年減碳15%的目標，公司目前正擴大墨西哥DRI廠區的碳捕集能力，並配合Techint集團，針對新型、低成本的甲烷熱解技術進行試點開發與副產品後續應用的測試評估。

• 美國鋼鐵(U.S. Steel)

美國鋼鐵CCUS專案處於試點階段，捕碳規模約為每年5萬噸。公司於2024年與CarbonFree公司簽署備忘錄，將在印第安那州的Gary Works廠區推動一項耗資1.5億美元的碳捕捉再利用專案。該計畫採用SkyCycle技術，將高爐排放的二氧化碳與鋼渣結合，轉化為沉澱碳酸鈣與小蘇打，應用於高值化建材與化工品，專案原訂於2026年正式投入商業運轉，受日鐵收購、環境等因素影響而延宕。

• 蒂森克虜伯(thyssenkrupp)

蒂森克虜伯處於研發示範階段，已成功純化約6000至6400噸的鋼廠廢氣，其核心Carbon2Chem®計畫(獲德國政府1.44億歐元資助)，將高爐與轉爐廢氣中的二氧化碳與CO轉化為氨、甲醇或塑料等高價值化學原料。截至2026年，已生產超過9噸甲醇。該專案自2016年起已在杜伊斯堡鋼廠完成技術驗證，已於2025正式邁入第三階段的工業級規模化推動與建置。

• 塔塔鋼鐵(TATA Steel)

塔塔鋼鐵集團近年面臨製程根本性轉變，荷蘭廠將改採氫能直接還原鐵(H-DRI)路線，英國廠則將改為電爐。塔塔鋼鐵的CCUS佈局涵蓋荷蘭與印度兩地。

荷蘭廠採取的策略是「漸進式製程替代 + 碳封存」，規劃的捕碳量達每年540-720萬噸，第一階段計畫拆除其中一座燃煤高爐與焦爐，改建為初期運作天然氣、中後期轉銜綠氫的直接還原鐵(DRI)設施，DRI製程的二氧化碳轉為化學原料，過渡期間透過管線將二氧化碳運輸至北海枯竭氣田進行永久封存。然而，根據2026年7月的最新法規進展，高達20億歐元的荷蘭政府補貼因該廠面臨當地的環保刑事訴訟而存在變數，荷蘭內閣預計於2026年9月30日前做出最終定奪。

自2021年起，印度Jamshedpur廠則具備每年1825噸的碳捕集量，提取的二氧化碳將100%在廠內現場再利用，剩餘廢氣則送回燃氣網路提高熱值。

• 日韓CCUS專案
• 日本

日本碳捕捉的推動，主要由日本政府領導，內部針對CCS的推動，有著明確的角色分工：

1. 日本經濟產業省(METI)負責制定國家能源政策、產業技術發展等重要領域的核心角色，於CCS領域主導政策、法規、商業模式等。
2. 日本能源金屬礦物資源機構(JOGMEC)為METI轄下的獨立行政法人，於CCS領域接受政府撥款，執行全國性地質勘驗、評估潛在封存場址、促進國際產業合作與推動先進CCS計畫，共選出9個代表性專案，涵蓋日本國內與海外的二氧化碳運輸和封存。
3. 新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)為METI旗下的資助機構，也是日本最大的公立研究管理機構，在CCS領域中，專注於前瞻技術的研發與驗證，促使成本降低為目標。

JOGMEC選出的九個專案中，五個計畫在日本國內儲存，四個在亞太地區儲存。日本製鐵與JFE分別參與不同的專案內，例如日本製鐵參與東北地區西海岸CCS、Metropolitan CCS，JFE參與馬來西亞北部CCS、砂拉越近海CCS。

九個專案各有不同的儲存計畫，由日本制定CCS長期路線圖，顯示整體目標於2030年達成每年封存600萬~1200萬噸二氧化碳，並於2050年達成每年封存1.2億~2.4億噸二氧化碳。

三菱重工(MHI)與關西電力共同開發的胺基溶劑捕獲技術(KM CDR Process®)有不少市佔率，其胺基技術適用於CO₂濃度3-25%的煙氣，僅需依據煙氣特性調整吸收塔規模與前處理流程，技術通用性高。NEDO則致力於成本下降目標，例如研究低能耗固體吸收劑捕獲技術等。日本雖然擁有眾多近海封存能力，但初期開發成本高昂，利用海外枯竭油田進行封存，現階段更具有經濟可行性。

• 南韓

韓國政府計劃在2030年每年捕捉並封存480萬噸二氧化碳，同時支持工業CCUS的發展。POSCO利用現有的商業技術(如吸收、吸附、膜分離和低溫技術)捕捉二氧化碳，並透過加壓、液化為適合運輸與儲存的條件(-51°C, 5.5 bar, 99.9%純度以上)，計畫將注入廢棄的油田或深層的鹽水層封存。目前仍在探索潛在儲存地點，包含韓國東海地區、印尼、東南亞其他地區以及澳洲西北部。

另外，POSCO也在研究CCU的利用性，例如二氧化碳注入焦爐噴吹，能提高COG熱值，或是與LG化學、韓國化學研究院組成CCU聯盟，計畫每年自POSCO捕捉16,000噸二氧化碳，轉化為合成氣與甲醇。