鉄鋼の脱炭素化を実現する4つの画期的な行動

• 鉄鋼は、脱炭素化を実現する技術に不可欠な重要素材です。

• しかし、鉄鋼生産は世界の温室効果ガス排出量の7%を占めています。

• First Movers Coalition（FMC）は、2050年までにネットゼロ排出を達成することに取り組んでいます。

石炭は鉄鋼生産に不可欠な要素であり、そのため鉄鋼・鉄の分野は、約世界の温室効果ガス（GHG）排出量の7%を占めています。電力部門の脱炭素化が進むにつれ、鉄鋼生産は産業部門における単一の最大の排出源になると予想されています。

鉄鋼は、風力タービン、電気自動車、先進的な製造プロセスなど、脱炭素化を実現する多くの技術に不可欠な、世界で最も重要な工学・建設材料です。

鉄鋼の脱炭素化には、電化による熱発生、効率性の向上、スクラップ鋼の活用など多くの手段があります。しかし、深い脱炭素化とネットゼロの実現には、製鉄における還元剤としての石炭の役割に伴う排出に対処する更なる措置が必要です。これを達成し得る画期的技術には、水素direct還元（石炭の代替）、炭素回収・利用・貯留、電気分解ベースの生産プロセスが含まれます。

COP26以降、世界の大手企業25社がFMC鉄鋼セクターに参加し、次の目標を設定しています：2030年までに年間鉄鋼調達量の少なくとも10%が、以下の基準を満たすこと。

• ブレークスルー技術の生産設備で製造された粗鋼について、IEAのガイダンスに従い、鋼材は粗鋼1トン当たりのCO2 e排出量が、0.4 t未満（スクラップ投入0%）から0.05 t未満（スクラップ投入100%）であること。排出量の分析境界はゆりかごから出荷までとし、次の報告書に基づくIEAのガイダンスに沿うものとします：『Achieving Net Zero Heavy Industry Sectors in G7 Members』。

First Movers Coalitionは、購買力を活用して革新的なクリーン技術の初期市場を創出する企業の連合体であり、鉄鋼排出に対処するための一連のソリューションを開発してきました。エネルギー、自動車、建設の各分野におけるトップリーダーが、これまでに導入した取り組みの一部を以下に紹介します。

エネルギー部門

風力タービンのタワーは約80%が鋼板で構成されており、鋼材は基礎部分にも使用できるため、大型の洋上タービン1基で3,000トンを超える鋼材を使用する可能性があります。

低排出鋼材製タービンタワー

世界最大の洋上風力開発企業であるØrstedは、低排出技術への投資を可能にするため、サプライチェーン全体でパートナーシップを構築しています。同社は、タービンメーカーVestasとの共同洋上プロジェクトすべてにおいて、低排出鋼製タービンタワーを25%調達することを約束しています。タワーは、オンサイトの再生可能電力で製造されたスクラップ鋼から作られ、重鋼板からの炭素排出を最大70%削減します。

同社はまた、洋上風力タービン基礎用の重鋼板の長期サプライヤーであるDillingerとも提携し、炭素フットプリントの低い基礎用鋼材を史上初めて開発しています。

Ørstedの気候・自然部門ディレクターであるVirginia Dundasは次のように述べています：「低排出ソリューションのオフテイクを約束することで、パートナーは投資に必要な確実性を得られます。このように、サプライヤーと協力することで、業界をネットゼロへと導くことができます。」

大規模水素貯蔵

HYBRIT（Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology：水素ブレークスルー製鉄技術）は、鉄鋼メーカーSSAB、鉱山会社LKAB、電力会社Vattenfallの協業であり、2017年に始まりました。ゼロカーボン電力と水素を活用して、鉄鋼生産におけるエネルギー使用および工程からの排出を排除することを中心としています。2021年7月、SSABはHYBRIT技術で製造した最初の鋼材を圧延しました。

2022年9月、HYBRITは水素貯蔵施設の稼働開始を発表しました。大規模水素貯蔵は、化石燃料フリー鋼材の製造に必要な前提条件である水素の変動コストを大幅に削減する可能性を秘めています。大規模水素貯蔵により、利用可能性や価格が変動するシステムにおいて電力消費を調整できるとともに、産業界に水素をより安定的かつ費用対効果高く供給することが可能になります。最近の試験では、水素貯蔵により水素製造の変動コストを25～40%大幅に削減できることが示されました。

「これらの優れた成果は、化石燃料フリーの電力から得られる水素が産業の移行の鍵の一つであるため、非常に重要です」と、Vattenfallの最高サステナビリティ責任者であるAnnika Ramsköldは述べています。

自動車部門

車やトラックに使用される鋼材の正確な量は車種やモデルによって異なりますが、米国鉄鋼協会は次のように報告しています：平均的な車両は重量の54%が鋼材で作られている。

化石燃料フリー鋼材

平均して、生産される鋼材1トンにつき1.85トンのCO2が排出されており、そのため商用車を構成する素材を検討することがますます重要になっています。2021年、Volvo GroupはSSABとともに、化石燃料フリー鋼材で製造された世界初のプロトタイプ車両を発表しました。化石燃料フリー鋼材は、鉄鉱石の還元工程において石炭を水素に置き換えるため、二酸化炭素ではなく水を排出します。2022年以降、同社はSSAB、LKAB、Vattenfallが所有するHYBRITパイロットプラントからの化石燃料フリー鋼材の市場投入を加速させています。Volvoは、化石燃料フリー鋼材で製造されたアーティキュレートダンプトラックを顧客に引き渡して業務で使用してもらうだけでなく、電動トラックの部品の量産にも導入しました。どちらも世界初です。

必要な量の化石燃料フリー鋼材およびほぼゼロ排出鋼材を確保するため、Volvo GroupはH2 Green Steelなどの他のパートナーとの協力を拡大しています。H2 Green Steelはグリーン鋼を製造し、従来の製鉄と比較してCO₂排出量を最大95%削減します。

Volvo Groupの最高調達責任者であるAndrea Fuderは次のように述べています：「これは、最も賢い形で加速されたイノベーションであり、FMCが求めているような、よく調整された協力の証です。」

2022年、Scaniaは非常に野心的なサプライチェーン脱炭素化目標を導入し、現在ではそれが要件として具体化されています。2030年までに、同社は欧州事業において、鉄鋼、バッテリー、アルミニウム、鋳鉄の100%グリーン調達を目指しています。これら4つのホットスポットは、Scaniaの生産材料から生じる炭素排出量の約80%を占めています。Scaniaの「グリーン」の定義では、新技術、グリーン電力、リサイクル素材のいずれかを活用して主要な排出源を排除することが求められます。平鋼の生産では、石炭をグリーン水素に置き換えることが鍵となります。

今春、ScaniaはH2 Green Steelからグリーン鋼の最初の注文を行いました。11月中旬には、SSABと共同で、2030年までに現在のすべての鋼材納入を脱炭素化するという目標が発表されました。グリーン鋼の供給は2026年に開始される予定です。

「グリーン購買要件の実施は、持続可能な輸送を現実のものとすることと、急速に激化する競争の中で低炭素素材へのアクセスを確保することの両方の問題である」と、Scania CEOのChristian Levinは述べています。

建設部門

建設は最も重要な鉄鋼利用産業の一つであり、世界の鉄鋼需要の50%以上を占めています。鋼材を含む建築物の建設に使用される素材は、世界のエネルギー関連CO2排出量全体の約9%を占めています。

よりグリーンな選択肢

新技術は導入されなければ意味がなく、化石燃料フリー鋼材のようなソリューションは新規プロジェクトに組み込まれる必要があります。MENA地域では、Consolidated Contractors Group（CCC）が、2030年までに土木および機械プロジェクトにおいてほぼゼロ排出鋼材を10%組み込むことを目指しています。このコミットメントには、より環境に優しい動力源と生産プロセスを適用する現地メーカーの鋼材で従来の鋼材製品を置き換えることが含まれ、2030年までに炭素排出の大幅な削減につながるものです。このコミットメントは、CCCの新規開始プロジェクトにも適用されており、各チームは、現地メーカーが炭素排出を削減して製造したほぼゼロ排出鋼材で、必要な鋼材量の10%を置き換えることの技術的および商業的な実現可能性を検証しています。

Consolidated Contractors Groupのビジネスデベロップメントマネージャーであるサジ・クーリーは次のように述べています：「CCCは、MENA地域における鉄鋼の脱炭素化を牽引しています。」

今後の展望

ネットゼロへの移行には、必要な水素と電力の投入が大幅に増加する一方で、石炭が急激に減少するという、大きな資源面での影響が伴います。

今後10年間の重要な取り組みは、ほぼゼロ排出の製鉄プロジェクトのパイプラインを拡大することです。これを実現するため、政策立案者は公平な競争条件を整え、最初の一連のプロジェクトを支援する必要があります。産業界は、ほぼゼロ排出鋼材の供給と需要を拡大させる必要があり、金融機関は、新たな資金調達およびリスク低減の仕組みを活用して、ほぼゼロ排出プロジェクトに資本をより効果的に振り向けなければなりません。