報告：鋼鐵業脫碳將改變供應鏈
2023.12.22 金屬
鋼鐵產業碳排約占全球碳排放量的8%，是最難減少碳排的產業之一。然而，Wood Mackenzie的報告《蛻變：脫碳如何改變鋼鐵工業》指出，由於市場對低碳鋼鐵的需求增加、新的低碳鋼鐵生產技術發展，以及碳排放政策，都促使鋼鐵業尋求方法生產低碳排鋼鐵，這將重塑整個鋼鐵供應鏈。鋼鐵業的主要改變為：
- 鋼鐵業逐步以可用再生能源供電的電弧爐(electric arc furnace, EAF)取代傳統高污染的高爐(blast furnaces)。
- 對直接還原鐵(direct reduced iron, DRI)的需求不斷增加。
- 鋼鐵業透過回收增加廢鋼再利用。
- 鋼鐵業電氣化，使用再生能源電弧爐
直接還原鐵(direct reduced iron, DRI)或廢鋼是電弧爐生產鋼材的主要原料。電弧爐煉鋼是利用高壓供電系統，將電流通過人造石墨電極與廢鋼原料，使其間產生高溫電弧，利用此高溫電弧將廢鋼熔解，完成冶煉鋼鐵。電弧爐的使用可使鋼鐵業邁向綠色鋼鐵。
目前電弧爐在三個關鍵領域面臨技術挑戰，包含爐子尺寸小、需要高度能源供應以及品質限制。但這些問題目前正取得進展，例如使用氫氣生產的直接還原鐵(H-DRI)和低雜質廢料、再生能源供應的增加，這些都在推動電弧爐的成長。而日本製鐵公司(Nippon Steel)宣布開發超大型電弧爐的計畫，以解決電弧爐擴展性問題。
因此，估計到2050年，電弧爐在全球鋼鐵產量中的使用占比將從目前的28%增加至近50%，意味著需要新增至少5.5億噸電弧爐產能。
預估2050年綠色金屬的需求成長以及生產中心
（圖片來源：Wood Mackenzie）
- 綠色直接還原鐵(DRI)的興起
該報告預估到2050年，直接還原鐵(DRI)在金屬總需求中的占比將從目前的6%上升到13%，其中有50%為使用氫能生產的，產量成長速度是金屬總需求的五倍。未來有競爭力的綠氫將改變鋼鐵產業，考量氫氣運輸和儲存的不穩定性，未來綠色DRI生產中心的競爭力將取決於它們與低碳氫氣生產的距離。
- 廢鋼的興起
透過回收並增加廢鋼的使用是鋼鐵脫碳拼圖的最後一部分。透過回收再利用，鋼廠可減少約60%的碳足跡，並節省1.5噸鐵礦石、0.9噸冶金煤和0.3噸其他添加劑。
過往廢鋼的主要問題是無法去除雜質，限制了高品質鋼的生產。未來可透過以下方式簡化廢鋼供應鏈和解決雜質問題：
- 促進鋼鐵業和政府之間的合作，制定法規減少廢鋼的污染並提高可用性。
- 提高標準，確保產品設計易於拆卸。
- 鼓勵廢棄物處理中心紀錄廢鋼來源、污染和類型。
- 確保處理中心設立在收集中心附近。
- 透過提供退稅或其他獎勵措施來鼓勵使用低雜質廢鋼。
- 廢棄物處理中心：促使供應成長、確保電力來源和雜質含量。
參考連結：environmentenergyleader、Wood Mackenzie