4 創新科技以解決無碳的鋼鐵生產
先進各國希求在2050年前達到70%無碳鋼鐵生產，應傾愚公移山之力以赴，這最後30%的挑戰實在超過了熱力學的極限，只有靠創新的科技或許能在2060年前完整實現，目前能預測的僅有碳捕獲與氫氣冶煉鋼鐵兩項:
碳捕集、應用與儲存 (CCUS)
各國進行中的模型建立及及實體測試有許多方法，如下列附件3 Cal-LP (Calcium Looping, 鈣迴路石灰生產利用於鋼鐵長製程的CO2捕集法) 是作者讀了許多公開發表的論文中最具說服力的一篇，願與讀者分享:
附件3簡要說明: 由高爐和煉焦爐排出的高溫廢氣，利用於動力場產生蒸氣發電後，成為CO2含量高的rich off gas，將其導入增添的窯爐 (Add-on kiln) 加入氧氣後，與石灰窯 (Lime kiln) 互動形成Cal-LP的循環，產生的石灰做為高爐的熔劑， 而排出的高純CO2 (High-purity CO2) 可通過加壓管道，以超過1500公里的長距離輸送他處，再予應用或封存於地下洞窟。於2018/10/24公開的原著論文篇幅很大，並不宜刊載於此，讀者可在下述的網頁詳閱: Inherent potential of steelmaking to contribute to de-carbonization targets via industrial carbon capture and storage (煉鋼具有通過工業碳捕獲和儲存為脫碳目標做出貢獻的內在潛力)。
氫氣直接還原冶煉
氫是煉鐵的最佳還原劑，而能夠大規模綠色可持續製氫的方式僅有電解水一途， 就當前的技術來看，電解水製氫冶煉的發展前途也最廣闊。根據瑞典HYBRIT項目2018年運行的結果，其成本較傳統BF冶煉高20～30%，噸鋼CO2排放僅為26Kg，較傳統冶煉減碳達98.5%，噸鋼電力消耗則達4051度，與傳統BF冶煉主要區別如下: 1. 電力用量大幅增加，一半以上的成本用在電解水製氫的耗電，不同於CO還原放熱，僅以氫還原鐵是吸熱反應，冶煉出來的海綿鐵需經電爐加熱融化，這是另一項耗電，但因不需要焦碳，故大幅減少CO2的發生。2. 氫還原的速度可達CO還原的4倍以上，在1000ﾟC的狀況下，以氫還原鐵礦石，98%的還原發生於20分鐘內，如以CO還原，80%的還原需要60分鐘的時間。
以氫氣冶煉的清潔電力由何而來？從瑞典、德國和奧地利已有的項目來看，不外乎光伏、風電或超高壓電網，中國各鋼鐵集團也在研究風、光電乃至核能及布設超高壓電網，以擴展綠電製氫還原冶煉的前程，期許減碳的最大化。
未來清潔電力的成本下降及碳交易價的上升，將有助於氫能冶煉的發展，以光伏為例，其成本每年以10%的速率降低，基本可望與煤電平價，但光電、風電都需要廣闊且具陽光與風場的陸地與海域，這有利於美、中幅員巨大的國家，但並不利於台灣，除非能接受核電冶煉。
氫能冶煉是最清潔的方式，其碳足跡 (Carbon footprint) 可予降低95%，根據研究分析，BF-BOF鋼鐵業平均噸鋼排碳1765 Kg，若採用天然氣 (甲烷) 冶煉製程，可將排碳降為940 Kg，若採用80%氫氣與20%天然氣混和冶煉，可將排碳降為437 Kg，若完全採用氫氣冶煉，則可實現幾乎「零排放」的目標，寄望在2060年前達標。
＊作者為工程專業經理人
