NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      日本制鐵（簡稱日鐵）和JFE鋼鐵等日本大型鋼鐵企業已轉向去碳化。日本環境省的數據顯示，2020年度日本國內排放的工業部門二氧化碳的約佔4成來自鋼鐵業。要推進從根本上重新審視擁有100多年曆史的高爐生産法這一去碳化戰略，還需要超越鋼鐵行業這一框架的措施。

  電爐有極限

      日鐵5月表示，正式開始討論在九州制鐵所八幡地區(北九州市)和瀨戶內制鐵所廣畑地區(兵庫縣姬路市)設置電爐。力爭在2030年之前建設。JFE鋼鐵早在去年就提出了將西日本制鐵所倉敷地區(岡山縣倉敷市)2027～2030年迎來翻修期的高爐轉換為電爐這一方針。

      鋼鐵的製造方法大致可分為以鐵礦石為原料的高爐和以鐵廢料為原料的電爐。高爐利用以碳(煤)去除(還原)鐵礦石中的氧的原理來製造鐵。氧氣與碳結合生成二氧化碳。由於産量很大，所以背負著排放量膨脹的宿命。

氫氣煉鐵的門檻很高(試驗高爐、新能源産業技術綜合開發機構提供圖片)

      日本兩家鋼鐵企業之所以相繼加緊引進電爐，是因為製造階段排出的二氧化碳量可以控制在高爐的4分之1左右。但是，並非只要把高爐全部換成電爐，鋼鐵業的去碳化就一蹴而就這麼簡單。

      如果僅僅依靠電爐來製造鋼鐵，作為原料使用的鐵廢料將在全世界出現短缺。鐵廢料是回收以高爐製造的産品，加以再利用。鋼鐵産品將作為汽車和建築物而積累起來，但僅憑這些無法滿足新興國家的增長需求。

      如何在減少二氧化碳排放的同時確保原料供應？一種方法是利用通過天然氣去除(還原)鐵礦石中的氧的“還原鐵”。JFE鋼鐵計劃在2025～2026年開始生産還原鐵。還原鐵將在天然氣資源豐富的阿拉伯聯合大公國(UAE)製造，然後進口到日本。該國還具有便於將製造時産生的二氧化碳埋藏在油田的優勢。

      但還有其他課題。以目前的技術，製造還原鐵只能使用高品位的鐵礦石，其比例只佔到全球産量的小部分。需要開發能夠使用低品位鐵礦石的技術。

      電爐將消耗大量電力。與美國等國相比的電費的差距直接關係到電爐的國際競爭力。日本的高爐通過回收和利用製造過程中産生的氣體與熱量，實現了世界上最高的能源效率。JFE鋼鐵的經營企劃部主任部員鹿子島毅表示，從高爐向電爐的轉換“意味著將破壞到目前為止建成的高效系統”。在改變日本電力結構的同時，如何高效運轉電爐？需要重新構建系統。

  氫氣煉鐵必須降低成本

      日鐵和JFE鋼鐵都計劃保留高爐。啟動的技術開發是利用氫代替煤炭的“氫氣(還原)煉鐵”,門檻非常高。如果使用氫氣，會發生奪走熱量的“吸熱反應”(如果是碳，則是發熱反應)，導致高爐內的溫度下降。目前正在通過新能源産業技術綜合開發機構(NEDO)的試驗高爐進行研究。