綠色鋼鐵是什麼？未來鋼鐵廠的生產模式會如何改變？
未來鋼鐵廠的生產模式會大幅轉變來達到減碳的目標，進而刺激對於相關設備與技術的投資需求，對於能提供相關新興技術的廠商來說，鋼鐵廠就是一個大客戶來源。
2024年11月17日 (優分析產業數據中心)-
隨著全球對減碳需求的重視，鋼鐵產業正加速向「綠色鋼鐵」生產模式轉型，傳統的高碳排放製造方式將逐步被取代。未來，鋼鐵產業的競爭力將不僅取決於產量與成本，更取決於其碳排放量。這場轉型不僅是技術的革新，更是產業結構的重塑。
傳統鋼鐵生產主要依靠煤基焦炭作為還原劑，這種高碳方式每生產一噸鋼就排放約1.8噸二氧化碳，對環境造成極大負擔。而綠色鋼鐵則以氫氣取代焦炭，利用可再生能源生產氫氣，實現接近零排放的製造流程。這種低碳技術的應用，將是未來鋼鐵生產的核心。
綠色鋼鐵技術的需求與潛力
推動綠色鋼鐵技術，對相關設備的需求將大幅增加。其中，製氫設備是關鍵。大規模的氫氣生產需要高效的電解水系統，例如碱性電解槽（Alkaline Electrolyzers）和質子交換膜（PEM）電解槽，這些設備能高效運行於可再生能源供電的環境下。
此外，碳捕捉與儲存技術（CCUS）在鋼鐵轉型過程中也至關重要。傳統鋼廠短期內仍需要使用煤基技術，CCUS技術能有效捕捉生產過程中的碳排放並加以儲存或再利用，減少轉型過渡期的碳足跡。為取代傳統的焦炭燃燒爐，高溫氫氣燃燒爐是另一個重要的技術創新。氫氣燃燒爐能提供穩定的熱能需求，同時避免高碳排放。這些設備需求的增加，將催生相關產業的快速成長。
再生能源的角色
再生能源是被各行各業所推動，從鋼鐵業就可以看到具體的需求。綠色鋼鐵生產依賴可再生能源的支持，傳統製造氫氣的方法仍是高污染，所以必須用再生能源來生產才能真正減碳。根據優分析產業數據中心，一座典型的歐洲鋼廠需要約1.2吉瓦的再生能源來生產足夠的氫氣。這不僅促進了風能、太陽能等再生能源設施的建設，也加速了儲能技術的發展。
為確保鋼廠電力供應穩定，鋰電池和氫儲能設備的需求也將同步提升。由此可見，只要政府開始對鋼鐵業施加更多壓力，再生能源的需求就會被驅動，鋼鐵業只是其中一個案例。
澳洲大廠如何因應？
全球鋼鐵產業正加速減碳步伐，包括中國在內的主要鋼鐵消費國正在重構供應鏈，尋找符合減碳標準的替代供應來源。作為全球最大的鐵礦石出口國，澳洲目前正受到一些影響。
傳統的高爐煉鋼需要使用焦炭和鐵礦石，而新的綠色鋼鐵生產方法，例如使用氫氣進行直接還原（Direct Reduced Iron, DRI），可以降低甚至取代焦炭的使用。氫氣還原技術對鐵礦石的品位要求更高，需要更純淨的鐵礦石，例如球團礦或高品位的精礦。澳洲主要出口的是粉礦，品位較低，而巴西則是高品位鐵礦石的主要供應國。
另外，隨著綠色能源的發展，電弧爐（Electric Arc Furnace, EAF）煉鋼將更廣泛地被採用。電爐主要使用廢鋼作為原料，這將減少對原生鐵礦石的需求。
全球對循環經濟和資源再利用的重視，將促進鋼材的回收和再利用，進一步降低對鐵礦石的需求。
根據估計，若未能及時適應低碳鋼鐵的需求，澳洲每年可能損失690億澳元（約450億美元）的收入。然而，若成功實現綠色鋼鐵生產，預計每年收入可翻倍至2,500億澳元，成為全球綠色鋼鐵市場的領導者。
澳洲的主要礦業公司如BHP、Rio Tinto和Fortescue已經積極投入綠色鋼鐵的技術研發。例如，Fortescue計劃在明年啟動試點工廠，測試以氫氣為基礎的鋼鐵生產，這將成為全球低碳技術的重要範例。
客戶在哪裡？
過去幾年日本、歐洲和美國等傳統鋼鐵生產大國的產量逐漸下降，原因包括能源價格高漲、綠色鋼鐵轉型及環保政策的加強。而中國和印度的鋼鐵生產量在過去20年中迅速增長，尤其是中國在全球鋼鐵供應鏈中的主導地位進一步鞏固，但是這些新興的國家仍以傳統高爐煉鋼為主，未來可能在綠色鋼鐵上與歐美日廠商競逐。
2023年，全球粗鋼生產量達到約19億噸，中國作為全球最大的鋼鐵生產國，2023年的粗鋼產量為10.19億噸，佔全球總量的54%。歐盟27國在2023年的粗鋼產量為1.26億噸，呈現自2008年以來逐漸減少的趨勢。
總結
未來鋼鐵廠的生產模式會如何改變？
氫基還原技術的應用： 傳統高爐煉鋼將逐步被氫氣直接還原鐵礦石（Direct Reduced Iron, DRI）技術取代。這種方法使用綠色氫氣作為還原劑，減少甚至消除二氧化碳的排放。
電弧爐煉鋼的普及： 電弧爐（Electric Arc Furnace, EAF）將更多地被採用，利用廢鋼作為主要原料，並以可再生能源供電，大幅降低碳足跡。
先進設備與工藝的引入： 鋼鐵廠將投資於高效的製氫設備、碳捕捉與儲存技術（CCUS）以及智能化生產系統，以提高能源效率和環保性能。
整合再生能源： 鋼鐵廠將更多地依賴風能、太陽能等可再生能源，並配備儲能技術，如鋰電池和氫能儲存，確保生產過程中的能源穩定供應。
哪些商機會被刺激出來？
製氫設備和技術： 大規模生產綠色氫氣需要先進的電解水設備，如碱性電解槽（Alkaline Electrolyzers）和質子交換膜（PEM）電解槽，相關製造商將迎來市場需求的激增。
可再生能源產業： 鋼鐵廠對可再生能源的巨大需求將推動風力發電、太陽能發電等產業的快速發展，帶動相關設備製造、安裝和運維服務。
碳捕捉與儲存技術（CCUS）： 在傳統鋼鐵生產過渡到綠色技術的過程中，CCUS技術將被廣泛應用，相關技術供應商和服務商將獲得商機。
儲能技術： 為了平衡可再生能源的間歇性，鋰電池和氫能儲存設備的需求將增加，促進儲能技術的研發和市場拓展。
高品質鐵礦石供應： 氫基還原技術需要高品質的鐵礦石，這將刺激對高品質鐵礦石的需求，相關礦產開採和加工企業將受益。
廢鋼回收與循環經濟： 電弧爐煉鋼對廢鋼的需求將提升，推動廢鋼回收和再加工產業的發展，促進循環經濟。
智能製造和自動化解決方案： 鋼鐵廠為提高效率和降低成本，將更多地採用智能製造和自動化技術，相關軟硬件供應商將迎來機遇。
專業服務與諮詢： 轉型過程需要大量的技術支持和專業知識，工程諮詢、技術服務和培訓機構將獲得新的市場需求。