鋼鐵業因應淨零減碳趨勢之策略：以電爐煉鋼為例

^＊黃佳寗

* 金屬中心產研組產業分析師

一、前言

　　根據國際能源總署的統計，全球鋼鐵業一年平均會造成 30億噸的二氧化碳，約佔全球總排放的7%左右。由於製造過程需仰賴高溫產生的熱進行淬煉，再加上所使用原料中也包含大量的「碳」，讓鋼鐵業成為高耗能、高排放的產業代表之一。鋼鐵為眾多產業的重要支柱，舉凡公共建設、交通運輸、食衣住行都無法不使用鋼鐵。預估未來30年中，全球對鋼鐵的需求量預計將增加1.5倍，也凸顯出鋼鐵業的減碳勢在必行。

二、鋼鐵業因應淨零減碳趨勢：電爐煉鋼

　　減碳對鋼鐵業而言，是挑戰也是契機。挑戰在於，鋼鐵製造從原料到製程，排碳無可避免。但也可視為契機，若可尋求合適的替代材料與改善製程，鋼鐵業也可為全球減碳做出可觀貢獻。

　　鋼鐵製造基本可區分為高爐一貫煉鋼和電爐煉鋼兩種型態。高爐一貫煉鋼的原料以鐵礦砂為主，化石燃料則為主要燃料(近年來逐漸以天然氣為主)；電爐煉鋼的原料以廢鋼為主，電力為主要燃料。由於原料已為鋼，製程也毋須高溫燃燒，其碳排量為高爐煉鋼的1/4(高爐煉鋼排碳為2噸CO₂e/噸鋼；電爐煉鋼排碳為0.5噸CO₂e/噸鋼)，也讓電爐煉鋼被視為鋼鐵業減碳的重要策略之一。

　　電爐煉鋼的碳排雖已較低，但為促進整體鋼鐵業的減碳，電爐業者也積極尋求減碳方式，期望可透過原料與製程的升級改造，強化整體鋼鐵業的減碳效益。國際主要的鋼鐵業者，如盧森堡的安賽樂米塔爾( ArcelorMittal S.A.)、德國的蒂森克虜伯(ThyssenKrupp AG)、奧地利的奧鋼聯(Voestalpine)、日本的新日鐵(Nippon Steel)、韓國的浦項鋼鐵(POSCO)，乃至於中國大陸的寶武鋼鐵(Baowu)近幾年皆有宣布其減碳路徑，並將高爐汰換為電爐及電爐升級改造作為未來減碳策略。

　　國內鋼鐵業者，如東和鋼鐵、豐興鋼鐵、建順鋼鐵等，基於因應鋼鐵業減碳趨勢，亦積極規劃升級既有電爐並汰換老舊耗能設備，期望更進一步的降低煉鋼過程的總碳排量。電爐全名為電弧爐，主要運用電能來進行鋼鐵熔煉與製造。傳統電爐煉鋼平均需使用450度電/噸鋼，雖碳排相對較低，卻需使用可觀的電力，因此近年來業者積極導入環保型電爐，搭配提升原物料品質管理和廢熱循環再利用，汰換廠區內老舊耗能設備，提升整體效能外，新型電爐也可節省用電量(390度電/噸鋼)，進而降低電爐業者的營運成本。

　　隨著設備不斷的改造升級，未來電爐使用電量將會逐漸減少(降至300度電/噸鋼)，但設備升級與汰換也需耗費相當可觀的資本投資，因此，電爐煉鋼雖可能讓鋼鐵業的整體碳排顯著降低，卻也因資本投資龐大，讓鋼鐵業者不得不分階段投資與汰換，以降低營運風險與分攤成本。

　　除升級與汰換設備，國內業者也規劃增添自有廠區內的再生能源應用比例，追求發電自發自用、藉助儲能設備將多餘的電力儲存，以及善用製造過程產生的餘熱回收再利用，以強化電爐煉鋼業者的用電彈性調度；而在原料方面，則透過尋求高品質原料供應無虞管道，搭配嚴謹的原物料品質管理系統，降低後續製程高溫熔煉的比例，進一步降低電爐煉鋼過程的碳排量。

三、對臺灣產業發展的影響

　　因應國際淨零減碳趨勢，不僅高爐一貫煉鋼廠透過設備汰換、製程升級、改變能源結構來減碳，碳排較低的電爐煉鋼廠也積極尋求讓電爐更節能、更高效運轉的技術，進一步強化鋼鐵業的減碳效益。

　　國際上推動高爐汰換為電爐的呼聲不斷發酵，台灣同時擁有高爐一貫煉鋼廠和電爐煉鋼廠，且電爐煉鋼廠的比例高於國際主要煉鋼國家的配比(目前國際上仍以高爐煉鋼為主)，卻也隱含了未來鋼鐵業的用電量勢必較現階段高出許多的隱憂。建議有必要針對鋼鐵業因應淨零減碳趨勢的轉型升級研擬相應的配套措施，如用電調度、完善輸配電基礎建設等，確保產業用電的供給無虞，進而鼓勵業界更積極的投入減碳行列。

參考資料

1.吳冠伶(2023)，換電爐、蓋儲能廠，東鋼為減碳砸逾150億元，MoneyDJ理財網，2023.04.19，https://today.line.me/tw/v2/article/XYWRyO9。

2.呂威逸(2021)，「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?ESG今週刊，2021.10.06，https://reurl.cc/aLYlQ9。

3.建順鋼鐵(2020)，「電爐煉鋼」建順煉鋼友善環境，傳統高爐與環保電爐煉鋼分析比較，建順鋼鐵新聞稿，2020.02.20，https://reurl.cc/rrqlz4。

4.經濟部工業局(2023)，製程減碳、替換設備、採用綠電　豐興鋼鐵三策略邁向2050淨零，2030要減排25%｜淨零行不行？CSR@天下，2023.01.31，https://csr.cw.com.tw/article/42984。