中鋼拚轉型3》歐洲碳捕捉、日本攻氫能 中鋼的下一步怎麼走?

by 李 孟璇

全球鋼鐵業的減碳競賽,正從技術研發走向實際鋼廠測試,歐洲鋼鐵龍頭安賽樂米塔爾(ArcelorMittal)10月底宣布,已在比利時鋼廠完成超過4,500小時的碳捕捉試驗,先導設備捕捉率超過九成;日本製鐵則持續推動氫還原煉鐵,準備將相關技術導入實際高爐示範。相較之下,中鋼近期也宣布投入10.79億元布局燃料電池及碳捕捉技術,但在全球鋼廠積極尋找低碳製程之際,如何讓研發成果走向大規模應用,仍是下一階段的考驗。

歐洲鋼廠捕碳率破九成 仍未走到全面商轉

鋼鐵業是全球主要碳排放產業之一。根據世界鋼鐵協會統計,2024年全球鋼鐵業溫室氣體排放量約41億公噸二氧化碳當量,占全球人為溫室氣體排放約7%至8%,由於傳統高爐需要利用含碳還原劑從鐵礦砂中提煉鐵,即使提升能源效率,也難以完全消除製程排放。

面對減碳壓力,各國鋼廠選擇的技術路線並不相同。歐洲鋼鐵龍頭ArcelorMittal選擇從既有高爐副產氣體著手,試圖在保留傳統煉鋼設備的情況下,透過碳捕捉技術降低排放。

ArcelorMittal於10月28日宣布,與日本三菱重工及礦業公司BHP等合作,在比利時根特鋼廠完成第一階段碳捕捉試驗,累計運轉超過4,500小時,先導規模設備的二氧化碳捕捉率超過90%。

根據公司評估,若將這項技術擴大應用至高爐燃燒前的副產氣體處理,根特鋼廠的二氧化碳排放強度最多有機會降低24%,下一階段也將測試熱軋加熱爐等其他排放來源,評估技術在不同製程的應用可能性。

不過,先導設備捕捉率超過九成,並不代表整座鋼廠已減碳九成,24%也屬全面應用情境下的推估成果。ArcelorMittal目前仍須透過後續工程評估,確認大規模建置的技術與經濟可行性,距離全面商業化仍有挑戰。

日本氫還原煉鐵加速 韓國走向電弧爐

除了碳捕捉,日本製鐵則從既有高爐減碳著手,透過向高爐噴吹氫氣,取代部分傳統含碳還原劑,降低煉鐵製程的二氧化碳排放。

日本製鐵持續推動COURSE50及Super COURSE50技術,前者利用鋼廠內部產生的含氫氣體,減少傳統高爐對焦炭的依賴,後者則進一步導入外部氫源,挑戰更高的減碳幅度。兩項技術均以既有高爐製程的低碳化為發展方向,與利用氫氣直接還原鐵礦砂的氫直接還原煉鐵技術有所不同。

根據日本製鐵公開資料,Super COURSE50已在小型試驗高爐達成最高43%的二氧化碳減排成果;COURSE50則規劃於2026年度在君津製鐵所二號高爐進行實際高爐示範,逐步驗證技術能否擴大至商業規模。

韓國浦項鋼鐵則同時布局電弧爐與氫還原煉鐵,今年6月完成光陽鋼廠年產能250萬公噸的大型電弧爐建置,並持續發展自主HyREX技術,希望降低傳統高爐對煤炭的依賴。

從歐洲碳捕捉、日本高爐混氫到韓國電弧爐,可以看出鋼鐵業並沒有單一的減碳解方,碳捕捉有機會延續既有高爐設備的使用價值,氫還原技術則涉及氫氣來源與供應成本,電弧爐除了需要大量電力,也受到廢鋼供應及鋼品品質要求限制,不同路線都需要投入龐大資金,並面對技術規模化的挑戰。

全球鋼鐵業加速減碳,中鋼、日本製鐵、浦項及歐洲鋼廠各採不同技術,力拚低碳轉型。(AI製圖)

中鋼捕碳能耗降至2.79 GJ 商業化仍待驗證

相較國際鋼廠持續推動技術示範,中鋼也已累積碳捕捉及低碳製程研發成果。根據2025年年報,中鋼持續執行經濟部產業技術司A+企業創新研發淬鍊計畫,開發低能耗碳捕捉與利用技術。

中鋼透過參數最適化、級間冷卻及燒結熱回收等技術,已將捕碳程序再生能耗降低5%,並完成二氧化碳濃度介於6%至28%的不同煙氣能耗與成本分析。

其中,先導工場透過操作優化,已將捕碳再生能耗進一步降低至每公噸二氧化碳2.79十億焦耳(GJ),同時持續開發低能耗、長壽命及低成本吸收劑,改善設備操作與維護問題。

此外,中鋼也在工業爐混氫技術取得進展,2025年已完成超過60爐次的混氫40%示範應用,鋼捲產品合格率達100%,逐步累積低碳燃燒技術的實際操作經驗。

不過,中鋼所公布的每公噸二氧化碳2.79 GJ,指的是碳捕捉程序的再生能耗,並非整套設備的總能源消耗或單位捕碳成本;ArcelorMittal揭露的捕捉率超過90%,則是先導設備對處理氣流中二氧化碳的捕捉效率,兩者衡量指標不同,無法直接比較技術優劣。未來仍須進一步觀察設備擴大建置後的實際捕碳量、能源消耗及處理成本,才能評估商業化可行性。

中鋼11月6日董事會通過的10.79億元投資案,涵蓋固態氧化物燃料電池與碳捕捉利用,預計2028年底完成。由於公司尚未揭露捕碳規模及新計畫與既有先導工場的銜接方式,目前仍無法確認這筆投資是否代表碳捕捉技術正式進入商業化階段。

面對全球鋼鐵業減碳競賽,中鋼除了規劃最遲2029年第一季除役一號高爐,也持續探索高爐低碳煉鐵、混氫燃燒及碳捕捉技術。對仍須維持傳統高爐生產的中鋼而言,如何在既有設備上降低排放,同時控制新增投資與生產成本,將是2050年碳中和目標能否逐步落實的重要考驗。

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