澳洲力拚綠色金屬轉型 再生能源驅動產業鏈重塑
商傳媒｜葉安庭／綜合外電報導
在氣候變遷壓力與碳定價機制推動下，金屬製造業正迎來一場由再生能源整合所引領的轉型。澳洲憑藉其豐富的太陽能和風能資源，有望在這波被業界分析師稱為「礦業史上最大供應鏈重組」的浪潮中佔據領先地位，在滿足全球對永續材料需求之際，也為國內產業創造前所未有的價值。
這項技術融合恰逢全球基礎設施需求加速增長之時。電動車的銅用量是傳統汽車的四倍，而離岸風力發電設施每兆瓦的容量消耗高達 15 噸鋼材。要在 2050 年前達成淨零碳排目標，勢必將目前的銅產量提高三倍，鋼鐵產量也需翻倍，同時還要在製造過程中實現近乎零排放。
傳統煉鋁工藝若使用化石燃料發電，每噸鋁會產生約 12 至 16 噸的二氧化碳當量。相較之下，若採用水力或太陽能發電，以再生能源驅動的電解過程理論上可將排放量降至每噸 1.5 至 2.0 噸二氧化碳當量。傳統高爐煉鋼每噸粗鋼排放約 1.8 至 2.2 噸二氧化碳當量，而以再生能源電力驅動的氫基直接還原系統，理論上每噸排放量可降至 0.5 至 1.0 噸二氧化碳當量。
鋰是電池技術的基石，在淨零情境下，全球需求預計將從 2023 年的 11 萬噸，大幅增加到 2040 年的 130 萬噸。澳洲控制著大量的鋰輝石礦藏，尤其是 Greenbushes 礦場，該礦場供應全球約 40% 的鋰精礦。
受再生能源基礎設施的推動，銅需求正面臨前所未有的增長。國際銅業協會預計，在淨零轉型情境下，到 2050 年需求將增長 160%，因為電動車和電網基礎設施所需的銅，遠遠超過化石燃料替代品。
稀土元素對於風力渦輪機和電動機中的永久磁鐵仍然至關重要。儘管中國在加工方面佔據主導地位（控制著全球 85% 至 90% 的煉油產能），但澳洲擁有大量的礦藏，可以支持國內的加工計畫。
鉑族金屬可實現氫燃料電池技術，並在電化學過程中充當催化劑。主要生產集中在南非 (70%) 和俄羅斯 (20%)，這造成了供應鏈的脆弱性，而澳洲的營運有可能解決這個問題。
澳洲的礦產儲量與再生能源潛力相結合，為國內增加價值創造了前所未有的機會。澳洲擁有世界上最大的可採鋰儲量、大量的銅礦藏和新興的稀土業務，同時也提供地球上最好的太陽能和風能資源。
截至 2024 年 12 月，澳洲的再生能源裝置容量已達到約 60 吉瓦，其中包括約 40 吉瓦的太陽能和 12.5 吉瓦的風力發電。 2022 年至 2024 年間，年均新增容量為 6 至 8 吉瓦，加速發展的態勢表明將持續呈現指數級增長。
不過，在高滲透率地區，3% 至 8% 的棄電率表明傳輸限制可能會限制工業應用。綠色金屬生產需要穩定的基本負載電力，這為電網整合策略帶來了挑戰和機遇。澳洲政府的倡議包括 20 億美元的「氫能啟動」計畫和 150 億美元的「國家重建基金」，這兩項計畫都為清潔技術示範計畫提供了融資機制。
直接使用綠色氫氣的還原技術，是鋼鐵生產脫碳最成熟的途徑。不同於傳統高爐使用焦炭作為燃料和化學還原劑，在超過 1,200°C 的溫度下運作，氫基系統在 650 至 750°C 的溫度下運作，並產生水蒸氣，而非二氧化碳作為副產品。
瑞典的 SSAB HYBRIT 專案展示了工業規模的氫能煉鋼，在其試點階段每年處理 3 萬噸直接還原鐵丸。與傳統高爐煉鋼相比，該操作實現了約 95% 的排放量減少，同時利用了瑞典電網的水力發電。自 2024 年以來運營的 ArcelorMittal H2GreenSteel 工廠，目標是到 2030 年每年生產 250 萬噸綠色鋼材。該工廠對汽車和建築行業中具有氣候意識的客戶採用溢價定價策略，證明了市場對低碳鋼產品的接受度。
低能量直接電化學還原 (LEDER) 和類似的直接提鋰方法聲稱，與傳統的蒸發池處理相比，可減少 90% 的用水量。截至 2024 年，目前的試點專案的規模為每年 100 至 500 噸，預計在 2026 年至 2030 年間具有商業可行性。在擴大規模用於工業用途之前，技術準備程度仍停留在 TRL 5-6 級，這需要大量的資本投資和性能驗證。
傳統煉銅每提煉一噸精銅消耗約 13 至 15 兆瓦時的電力，而電化學替代方案的目標是 8 至 12 兆瓦時，具體取決於礦石品位和加工配置。能源節省來自於消除高溫焙燒和冶煉步驟，而採用環境溫度電化學過程。
工業金屬生產需要穩定的基本負載電力，這對整合變動的再生能源發電提出了挑戰。澳洲已安裝的電池儲能容量到 2024 年底達到約 4.5 吉瓦，持續時間為 18 至 20 吉瓦時。大型專案管道包括計畫到 2030 年新增 15 吉瓦以上的電池儲能，但工業應用所需的儲能持續時間遠長於目前電網規模的裝置所能提供的時間。
低碳鋁的平均溢價高於傳統鋁現貨價格的 5% 至 15%，而綠色鋼在歐洲市場的溢價為 10% 至 20%。透過直接萃取法生產的電池級鋰，比傳統濃縮物的價格優勢高出 15% 至 25%。
歐盟的碳邊境調整機制 (CBAM) 於 2026 年實施，為進口鋼鐵、鋁和水泥設定了強制性的碳定價。超過指定排放閾值的產品將面臨額外關稅，而低碳替代品將獲得優惠待遇。
澳洲綠色金屬的國際市場開發，是透過雙邊夥伴關係和多邊貿易框架進行的，這些框架有助於技術轉讓、投資合作和長期供應關係。德國的產業脫碳戰略強調進口低碳中間材料，而不是國內生產能源密集型金屬。與澳洲機構的研究合作，證明了澳洲提供加工過的綠色鐵，而德國則專注於專業製造應用的互惠互利。
綜觀澳洲發展綠色金屬產業的案例，台灣在推動能源轉型的同時，也能借鏡其經驗，思考如何結合自身優勢，在綠色供應鏈中尋找定位。例如，台灣在半導體產業的領先地位，可望在綠色金屬的需求增加下，帶動相關材料與技術的發展。此外，台灣也可透過與國際夥伴建立合作關係，共同開發綠色金屬的應用市場，為產業轉型注入新動能。