日本綜合資源能源調查會第56次基本政策分科會議於6月6日辦理，會中討論鋼鐵產業未來減碳相關議題與電力需求
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日本綜合資源能源調查會第56次基本政策分科會議於6月6日辦理，會中討論鋼鐵產業未來減碳相關議題與電力需求，其中日本鋼鐵大廠JFE說明，未來鋼鐵業減碳技術的研發方向，包括超革新高爐、直接氫還原鋼鐵、革新電爐。為因應未來對於高品質綠色鋼鐵需求，預計2027年可能實現革新電爐裝設運轉，2030年全面開始使用氫還原鋼鐵；雖然以上措施具減碳之效果，對於電力需求也相應增加，仍建議政府應確保穩定供應脫碳電力、並確保合理的脫碳電力及非化石燃料的價格，以因應廠商轉型成本的增加。
一、日本鋼鐵業脫碳願景
(一)國際趨勢：國際鋼鐵企業正朝利用潔淨能源的綠色鋼鐵生產邁進，例如安賽樂米塔爾(規劃建造氫直接還原鋼鐵示範廠)、蒂森克虜伯(啟動直接氫還原鋼鐵計畫)、SSAB(推出首輛使用綠氫還原綠色鋼打造汽車)、美國鋼鐵公司(使用90%廢鋼鐵生產高強度鋼並減少75%碳排量)。
(二)日本目標：為日本2050碳中和目標，要將高品質鋼材轉型為綠色鋼材、提升鋼鐵業整體產業鏈的競爭力，以在經濟與社會綠化過程中做出貢獻。
(三)日本優勢：日本鋼鐵業過去已因高技術、開發能力、可供應高品質鋼材享譽國際；日本鋼鐵業在推動綠色鋼材的定義、認知程度上，處於世界領先地位。
二、日本鋼鐵業特性
(一)供需：
1、隨社會綠色轉型，對於電磁鋼板、高張力鋼板等高品質與高機能鋼材需求增加，也成為鋼鐵產業成長的契機。包括：電動車的無方向性電磁鋼板、車體輕量化用之高張力鋼板、離岸風電使用之厚鋼板、電力調度用之方向性電磁鋼板等。
2、鋼材需求總量現已較1990年下降，外需增加、內需減少：
(1) 1990年共約1,110萬噸：
內需：建設業430萬噸、製造業330萬噸
外需：直接輸出170萬噸、間接輸出180萬噸
(2) 2021年共約890萬噸：
內需：建設業200萬噸、製造業150萬噸
外需：直接輸出340萬噸、間接輸出200萬噸
(二)技術革新：依日本「新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)」所提的「氫應用於鋼鐵製程計畫」，推動開發超革新技術：
1、超革新高爐：透過結合碳循環與CCUS技術，加入氫氣使其甲烷化，持續用於高爐；預計可較傳統高爐減碳50%以上。
2、直接還原製鐵：在還原爐中透過氫氣還原低品質鐵礦，產出之還原鐵再利用電氣爐溶融，還原爐副產氣則可繼續於廠內循環利用，也可與氫氣驅動渦輪發電，供電氣爐用電所需、或對外輸出。
3、高效大型電爐：以電弧爐熔鋼，排氣的熱源也可用於預熱還原鐵。新型電爐每噸鋼鐵碳排量約0.5噸CO2以內，可較傳統高爐法(2.0~2.5噸CO2)減少約1.5~2.0噸碳排放(※)，如JFE倉敷煉鋼廠預計汰換電爐後，將可年減260萬噸碳排，且可規模化生產既有電爐無法達到的高品質鋼材，供運輸與能源等製造業所需，並可產出大量綠色鋼材，提高日本製造業在綠色領域的國際競爭。若結合脫碳電源，則製程可實現碳中和。
(※碳排計算範疇一與範疇二)
(三)預計時程：
1、預計2030年之前，研發高爐法的氫還原(煤改氫)、氫直接還原法(天然氣改氫)，並在2030年之前開始實際將高爐改為使用電爐以產製大型與高級鋼材。預計2030年可減量30%。
2、在2050年之前全面使用氫還原，直接還原法產出之還原鐵可供投入新型高爐與電爐，有助2050年碳中和之目標。
3、案例：JEF倉敷製鋼廠
預計2027年裝修時期汰換其中一座高爐為電爐，
預計於2030年汰換為新技術。為盡快投入生產，將在政府支持下，於2024年度內作出投資決定，以於2027年度開始運轉。
(四)面臨挑戰：
1、因綠色鋼材之價值被認可的市場(GX市場)尚未成熟，向脫碳轉型的投資決策難以做出。
2、向脫碳轉型的製程將使成本大幅增加，需制定具國際競爭力之工業用零碳電力及非化石燃料價格。(日本工業電價約美國兩倍)
3、汰換為革新電爐，將大幅提升電力需求，除了電爐本身的用電量以外，也包括原本高爐製程的副產氣減少所產生的能源缺口，係因原有自發自用與共同火力之產能下降，需要導入氫、氨等非化石燃料替代，而這也需要基礎設施的整備與調度。
4、承上，不同情境下每噸鋼鐵生產所需的用電量(度電)：
傳統方式：532度電（外購33度電／比較基準、自發499度電）
傳統方式搭配CCS：801度電（外購302度、自發499度電）
SC50情境（高爐法氫還原以減少50%碳排）：521度電（外購271度電、自發250度電）
SC50搭配CCS：706度電（外購456度電、自發250度電）
氫還原鋼鐵：752度電（100%外購）
電爐法：645度電（100%外購）
5、綜上，以倉敷製鐵所為例，汰換一座傳統高爐、改用電爐，預計需要約半座核電廠所提供的穩定電力；若在2030年前引進碳循環高爐並搭配CCUS系統，可能需要一座核電廠所提供的穩定電力。
三、政策建議
(一)除透過支持措施因應資本投資與營運成本增加，亦須制定政策推廣環境價值、刺激需求。
(二)積極制定政策以因應脫碳電力需求增加，穩定提供脫碳電力。
(三)實現可提升國際競爭力之產業用零碳電力電價、非化石燃料價格。
(四)脫碳燃料(如氫、氨)供應鏈所需之基礎建設。
(五)推動CCUS之支援措施。
