永續科技｜「綠化」鋼鐵業的挑戰：貢獻全球 9% 碳排放的產業如何邁向淨零？

鋼鐵，是建築的基本架構，是支撐起現代社會的重要材料。鋼鐵的應用範圍相當廣泛，然而鋼鐵的生產過程會產生大量的溫室氣體，是導致氣候變遷的一大原因。

根據非政府組織 ​​Global Energy Monitor 的調查，全球的鋼鐵產業一年約會產生 30 億的二氧化碳排放量，佔全球二氧化碳排放量的 9%。在減碳呼聲越來越大的潮流下，鋼鐵產業也面臨更大的減排壓力。

以中國為例，鋼鐵產業是中國製造業中碳排放最高的產業，佔全國比例 15%；而美國的鋼產業也以總碳排放 24% 的比例占據第二，僅次於水泥。鋼鐵產業高碳排的生產過程，也都使鋼鐵業被列入中國、美國減碳政策的首要目標之一。

此外，專家預測，若全球要在 2050 年達成淨零排放的目標，鋼鐵產業必須要在 2050 年時減碳 90%，才沒能控制全球升溫幅度在 1.5 度內。

由於這個材料的重要性，人們不太可能完全停用鋼鐵，因此我們該思考的是：如何鼓勵鋼鐵這類高碳排的產業導入低碳技術，讓我們能夠以更永續的方式生產製造這種必需的原料。

在鋼鐵的煉造中，會需要相當高溫的環境才能製造鋼鐵，因此會消耗大量的化石燃料，並且會使用大量電力；而在鋼鐵的回收中，儘管理論上鋼鐵回收是完全可行的，但實際上鋼鐵會與其他金屬合併運用，以及金屬塗層的「污染」而變得難以回收。因此，找出其他煉造鋼鐵的方式、能源與原料的使用、以及更有效率的循環利用鋼鐵方式變得相當關鍵。

面對鋼鐵的減碳要求趨勢，越來越多工廠嘗試導入減碳技術或是新型的鋼鐵鍊造流程，以減少電力的使用與溫室氣體的排放，如：更高級高效率的冶煉技術、生質鍛造（Biobased steelmaking）、碳捕捉與碳封存技術，甚至有更先進的氫能煉鋼、電解技術等。這些技術對於減碳都有一定的成效，不過他們仍然不能完全取代化石燃料；此外，就算在生產過程中不產生任何碳排放，但仍不能確保煉鋼所用的能源也是零碳排，仍需要更多的技術研發投入。

目前為止，全球有 30% 的鋼鐵產業採用電弧爐煉鋼，主要以廢鋼鐵作為原料，並以電能加熱進行鋼鐵的鍛鍊。雖然可以重複利用鋼鐵原料，然而所使用的能源大多仍來自於燃煤電廠，因此還是會造成鋼鐵產業的高碳排量。而其他使用乾淨能源、再生能源的煉鋼技術，也仍然面臨能源生產、運輸的成本過高、還有能源提供穩定性的問題。

那，有機會完全不用鋼鐵嗎？有越來越多廠商在尋找更環保的原料，如鋁或塑膠；然而在近期內，鋼鐵仍然是無法取代的重要原料，尤其在建築、製造生產業中。因此，鍛造更「綠色」的鋼鐵，就必定會成為未來趨勢。

倫敦劍橋的研究單位（Cambridge Econometrics）針對鋼鐵業低碳轉型的政策進行分析，發現不同的政策與措施會對鋼鐵的製造方法產生不同的發展效果。

Cambridge Econometrics 總結，碳稅政策將會大大降低碳密度最高的生產方式，並刺激業者尋找可以避免額外碳成本的新技術，不過就有可能排擠其他發展未完全的創新技術；而若以產業補貼的方式，則可能加速推廣採用更新能源的技術等。

而若綜合碳稅與補貼政策，並再加上技術的淘汰與退場機制，則會更快地淘汰碳密集型的技術，更容地達成鋼鐵產業的低碳轉型。

隨著全世界的碳稅、碳定價制度範圍越來越大，產業低碳轉型的需求越來越明確，也有越來越多創新技術能夠幫助產業更加永續地經營。《香港 01》報導，「近幾個月，世界排名前三的鋼鐵製造企業，包括歐洲最大的制鋼企業安賽樂米塔爾（ArcelorMittal）、中國的寶武鋼鐵集團以及日本制鐵公司（Nippon Steel）的均配合政府的減碳要求設定目標，在氫氣、核能等多種領域探索、嘗試。」

台灣的中鋼佔全國工業總排碳量的 14%，是台灣第排碳大戶第三名，近期也積極因應世界的減碳趨勢做出因應。根據報導，中鋼今年 2 月設置了節能減碳及碳中和推動小組，並宣布將在 2025 年減排 7%、2030 年減排 22%、2050 年達成淨零排放。為達成淨零排放的目標，中鋼也訂出「提升能源效率、高爐噴吹富氫氣體、增用廢鋼、鋼化聯產/碳捕捉利用與封存（CCUS）、使用熱壓鐵（HBI）、再生能源」六大目標，以有效實施減碳。

其中，鋼化聯產整合鋼鐵產業與石化產業，搶佔碳中和商機。中鋼的鋼化聯產策略是與台灣中油公司等石化廠合作，整合鋼鐵廠與石化廠的跨產業資源，將鋼鐵廠產生的廢棄物轉換成石化業者的原物料，達成降低原料成本與固碳效益，實踐循環經濟。中鋼預計在計畫中期「建置台灣第一套鋼化聯產示範產線，預計每年減碳 24 萬噸」；第三階段則將擴大應用，預計每年可以減碳 290 萬頓，等同於 7,450 座大安森林公園的吸碳量，還可以為石化產業創告每年 800 億元以上的產值。

此外，中鋼也宣布明年起（2022 年）將徵收「碳附加費」，促使相關用鋼產業正面面對碳排放問題，聯合產業上下游一起節能減碳，刺激進國內鋼鐵業的低碳轉型。中鋼表示，將針視外銷廠商的碳足跡決定碳附加費的多寡，並期望中鋼的措施能帶起示範效果，鼓勵更多業者與上下游夥伴跟進。

正如中鋼執行副總黃建智所言，「全球碳中和、低碳經濟的壓力愈來愈大，一定要有動作因應，鋼廠與相關供應鏈早晚都要共同面對，尤其外銷美國、歐洲等地更是如此。」鋼鐵產業向來是製造業中的排放大戶，也是各國實施碳排放管制的首重產業之一，因此不管是在鋼鐵生產、能源使用、原料選擇等都需要有所突破，並促進更多的異業合作，才有機會大幅降低鋼鐵產業的碳排放，以及帶動相關產業的共同減碳。減碳不只是商機，也是產業的未來競爭力。

《camecon.com》Carbon-neutral steel production: is it a possibility?
《Carbon Brief》Guest post: These 553 steel plants are responsible for 9% of global CO2 emissions
《CSRone》歐盟碳關稅2023年上路 衝擊四大產業
《香港01》降低碳排放的關鍵：「綠化」鋼鐵業

（首圖來源：Photo by Ant Rozetsky on Unsplash ）