低炭素鋼について語るときの意味
May 31, 2023
私たちの業界の歴史はさまざまな点で私たちが事業を行っている社会を反映しており、産業革命以来、鉄鋼の生産は石炭によって支えられてきました。
これは現在変化しつつあり、鉄鋼業界は他の社会と同様に、二酸化炭素やその他の温室効果ガスの排出が大幅に削減される将来に向けて製品やサービスを提供できるよう変化しつつあります。
この変化に関連する言語はまだ発展途上にあり、その結果、さまざまな関係者によってさまざまな表現が使用されています。
これらの表現は多くの場合同じ意味で使用されますが、場合によっては大きく異なる意味になることがあります。 グリーンスチールという表現がますます多様化していることについて、私たちは何を理解すればよいでしょうか? 一部の人にとって、それは定義や境界のない単なるマーケティング用語です。
逆に、これは持続可能性の領域全体をカバーする認定が必要な用語であると考える人もいます。
そして問題はグリーンスチールだけではありません。 私のグリーン スチールはクリーン スチールですか、それともゼロカーボン スチールですか? そして、ネットゼロ鋼、ゼロ炭素鋼、低炭素鋼の間の線引きはどこにあるのでしょうか?
worldsteel では、これらのトピックについて話すときに何を意味するのかを明確にするために、いくつかの定義を導入しています。
私たちの業界とそのメンバーは、従来よりもはるかに低い炭素負荷で生産される新しい鉄鋼製品ファミリーの開発と発売に取り組んでいます。
これ低炭素鋼は、従来の製造よりも排出量が大幅に削減される技術と実践を使用して製造されています。
2021 年には、ほとんどの鉄鋼は化石燃料ベースの還元剤を使用して製造されます。 しかし、多くの鉄鋼メーカーは、中核となる製鉄プロセスからの排出量を大幅に削減する技術を導入、または開発中です。 例としては次のものが挙げられます。
- アソ ヴェルデ ド ブラジルは 100% 木炭を使用して低炭素鉄鋼製品を製造しています。
- アルセロールミタルはベルギーのゲントに製鉄所の廃ガスをエタノールに変換する大規模施設を建設中。エタノールは合成燃料の製造など幅広い用途に使用できる。 同様の商業施設は2018年に開業した。寿鋼鋼中国では、操業初年度に販売用のエタノール 3,000 万リットルを生産しました。
- でエミレーツ・スチール アラブ首長国連邦では、年間最大 800 千トンの CO2 が、製鉄工場からの CO2 豊富なガス流から回収され、その後、成熟した油田に注入されて永久貯蔵されます。
- Eヴラズコロラド州の Rocky Mountain Steel は石炭から太陽光発電への移行を進めています。 EVRAZ工場は、単一顧客専用の国内最大の敷地内太陽光発電所となる。
- HBIS中国の大手鉄鋼メーカーは、120万トンの容量の水素冶金DRI実証プロジェクトを構築しています。 このプロジェクトでは、グリーン水素技術とブルー水素技術を使用して、製鉄プロセスからの CO2 排出ゼロへの道を模索します。
- ニューコアミズーリ州セダリアにある のマイクロミルは、風力エネルギーで稼働する米国初の製鉄所です。 この発電所は鉄鋼会社と地元電力会社とのパートナーシップであり、両社間の電力購入契約を経て電力会社が発電所に電力を供給することになる。
- タタ・スチールは、HIsarna プロジェクトを通じて革新的な新しい製錬技術を開発しています。 HIsarna テクノロジーは、コークス炉や凝集施設を使用せずに鉄を生産でき、CCS に最適な CO2 豊富な排ガス流を生成します。
- ティッセンクルップスチール と日本製鉄株式会社は、製鉄中に発生するCO2排出量を大幅に削減することを目的として、稼働中の高炉での水素の使用に関する一連の試験を開始した。
これらすべての技術を用いて製造された鋼は、次のように考えられます。低炭素鋼ただし、現在低炭素鋼と考えられているものは、規制、社会の期待、技術が完全に変化する 2050 年までに変わる可能性があります。
これらの次世代生産技術を使用して生産された鉄鋼を指すために、業界内および関係者によって他にも多くの表現が使用されています。
worldsteel は、「低炭素電気」と同様、直感的に理解しやすく、その意味が明確であると考えているため、低炭素鋼を好んで使用しています。
グリーンスチール多くの場合、より環境に配慮した新しい製品をマーケティングする文脈で、さまざまな関係者によってさまざまな意味で使用および解釈されています。 これは、画期的な技術を使用して製造された鋼材、スクラップから製造された鋼材、再利用および再生された鋼材、炭素単位または排出枠の廃棄によって排出量が相殺された従来の鋼材を指すために使用されてきました。 この本質的な明確さの欠如と意味の多様性を考慮すると、「グリーン スチール」はワールドスチールが使用する表現ではありません。
本当にゼロカーボン、鉄鋼はCO2を全く排出せずに生産される必要がある。 これは非常に高いハードルであり、2021 年にこれを達成できる生産技術を考えるのは困難です。
多くの人がこれに向かって動いているかもしれませんが、ゼロは絶対的なものであり、おそらく残留炭素排出量のオフセットを使用しない限り達成することは不可能です。 これらの残留排出物は、炭素含有電極の使用または関連プロセスでの天然ガスの使用により、サプライチェーン内で発生する可能性があります。
最終的には鋼にはある程度の炭素が含まれている必要があり、これが純鉄との違いです。 この必須の合金化炭素は非化石源からも調達できますが、その存在により「ゼロカーボン」鋼は誤った呼び名になります。
しかし、鉄鋼の製造時に大気中に放出される温室効果ガスと、吸収源によって大気中から取り出される排出量とのバランスを達成できれば、得られる鋼材は「鉄鋼」と呼ぶことができます。ネットゼロ、 またカーボンニュートラル鋼.
の生産ネットゼロスチール真の中立性を達成するには、他の分野でのオフセットが必要になる可能性があり、カーボンニュートラルを主張する場合、生産者がその境界、会計手法、使用されるオフセットの品質と信頼性について透明性を保つことが重要です。
いくつかの鉄鋼会社が市場に参入し始めている化石を含まない 鋼。 無化石鋼とは、石炭や天然ガスなどの化石燃料や化石燃料由来のエネルギーを一切使用せずに製造される鋼材のことです。
化石を含まない鋼はすべて低炭素になりますが、すべての低炭素鋼が化石を含まないと表現できるわけではありません。 たとえば、炭素回収・貯蔵 (CCS) を採用した施設で生産される低炭素鋼は、依然として天然ガスまたは石炭を使用している可能性がありますが、大気中への CO2 の排出は防止されます。 バイオマスが役割を果たす場合、責任を持って調達されることが重要になります[1]。
クリーンスチールは、金属中に低レベルの不純物、酸化物、介在物、または低レベルまたは超低レベルの炭素が溶解している鋼を指すために鉄鋼分野で使用される技術表現です。 このフレーズは、worldsteel による 2004 年の「クリーン スチールに関する研究」を含め、一般的に使用されており、特定のものを意味します。 そのため、ワールドスチールは気候変動の文脈における「クリーンスチール」を指すものではありません。
カーボンフリーこれも鋼に関連する難しい表現です。結局のところ、炭素を含まない鋼は鉄であり、鋼の炭素含有量は特定のバッチで要求される特性を達成するために正確に制御されます。 精製プロセスを通じて水素還元鉄を鋼に変えるには、炭素を添加する必要があります。
気候変動に関する議論は、多くの場合、以下の必要性という観点から行われます。脱炭素化する社会。 worldsteel では、プロセス自体ではなく、GHG/CO2 を除去する必要があるのは鉄鋼生産からの排出であるため、通常、鉄鋼生産を指すこの表現は使用しません。
有望な画期的な技術の多くは依然として炭素を化学還元剤として使用しますが、有害な GHG が大気中へ放出されるのを防ぎます。 したがって、私たちの業界からの排出は最終的には脱炭素化されるでしょうが、製鉄プロセス自体は脱炭素化されない可能性があります。
画期的なテクノロジー従来の高炉、DRI、または EAF 技術とは根本的に異なる方法で低炭素鋼を製造します。 開発されている画期的な技術の例には、水素還元、CCS の応用、鉄鉱石の電気分解、一連の炭素回収利用・貯蔵 (CCUS) 技術、新しい製錬還元プロセスなどがあります。
水素は鉄鋼部門からの GHG 排出量を大幅に削減できる重要なベクトルであり、ワールドスチールのメンバーの多くがこの技術オプションを検討しています。 水素は、その低炭素性の証明に応じて、色に起因することがよくあります。
ワールドスチールが低炭素水素について語るとき、私たちは次のことを意味します。
- グリーン水素再生可能電力を利用して水の電気分解によって生成されます。
- 青い水素CCS と組み合わせた水蒸気メタン改質プロセスを通じて天然ガスから作られます。
- 水素原子力や CCS などの他の低炭素電力源を使用した電気分解を使用して生成することもできます。 私たちはこれも低炭素であると考えています。
- 化石水素は、主に次のような、衰えていない化石燃料から作られています。
- 灰色の水素CCS を使用せず、水蒸気メタン改質プロセスを通じて天然ガスから製造されるため、CO2 が大気中に排出されます。
- 茶色または黒色の水素石炭のガス化によって製造され、他の色よりも大幅に高い GHG 排出量につながります。
ステップアップこれは、worldsteel の4-ステージ効率レビュー プロセスです。 step up は、鉄鋼生産の効率を向上させ、メンバーが世界で最も効率的なサイトに匹敵するパフォーマンス レベルでサイトを運営できるよう支援することを目指しています。 ステップアップは過渡的なプログラムであり、鉄鋼業界の気候変動の課題に対する解決策を提供すると見なされるべきではありません。
[1] 責任あるバイオマスを認証するための多くの制度が存在します。たとえば、森林管理評議会などがあります。
