T41 楊日新
本報告探討氫直接還原（H-DR）作為鋼鐵業淨零轉型的核心技術路徑。H-DR在理論上雖可大幅降低碳排，但其吸熱反應特性導致需額外供熱，且氫氣利用率低（約33%）需依賴高效氣體循環系統。製程上分為兩大主流：以MIDREX和HYL為代表的豎爐系統，技術成熟但需高品位球團礦；以及以POSCO HYREX為代表的流體化床系統，可直接使用粉礦，解決原料短缺與造粒成本問題。然而，流體化床面臨粉化與黏結風險，需結合電熔爐（ESF）以處理低品位礦產生的爐渣。
在整體專利趨勢方面，2013–2018年間DR相關專利呈現穩定申請。2019–2021年間申請量出現短暫下降，顯示既有技術路線已接近成熟，或產業處於轉換與觀望階段。2022年以後，隨著氫能政策、碳中和承諾與氫基煉鐵示範計畫逐漸實現，直接還原煉鐵相關專利亦快速成長。
在技術發展方面，全球技術布局於2021年出現顯著轉折。2020年前高價值專利（家族成員大於2）多集中於合成氣與製程優化；2021年後，申請重心快速轉向純氫還原、氣體加熱與循環系統。
在國際布局方面，雖然中國專利總量龐大，但多為單國申請；反之，POSCO、ARCELORMITTAL、MIDREX等歐美日韓企業掌握了主要的跨國高價值專利，顯示其為H-DR技術商業化的核心主導者。
H-DR技術已由概念驗證進入系統競爭階段。分析指出，未來的技術決勝點在於能源效率、原料適應性（低品位礦解決方案）及系統整合能力（氫氣供應鏈與ESF熔煉整合）。特別是隨著高品位球團礦預期短缺，結合流體化床與電熔爐（ESF）的路線受到高度關注，相關專利在2020年後倍增，顯示產業正積極構建能處理低品位礦的氫冶金技術。
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