鋼材循環使用與高機能鋼生命週期減碳效益

吳致呈 中鋼公司新材料研究發展處研究員

鋼鐵材料能無限循環使用

發展低碳經濟、推展綠能產業須要仰賴優質的鋼鐵材料。而鋼鐵具有強度高、耐久及易著磁等特性，因此易篩選回收，可無限次地100%回收使用，由於採高溫熔煉製程，回收的鋼鐵可重製成高品級的產品，故鋼鐵有很長的生命週期。目前全球廢鋼使用量每年6.5億公噸^[1]，具有高經濟價值，「廢」鋼早已不能再視為廢棄物。依國際鋼鐵協會統計^[1]，每使用1噸廢鋼，能減少1.5噸CO₂排放，節省1.4噸鐵礦、0.74噸煤與0.12噸石灰石。廢鋼的循環利用，搭配新產鋼材的補充，鋼鐵能做為低碳循環經濟的載體^[2]。

高機能鋼材促進社會減碳

高機能鋼材指的是鋼鐵本身材料性質提升外，更可增進用鋼產品使用時之社會減碳效益，避免僅於生產製造階段低度排碳，卻在產品長期使用階段大幅排碳之情形。例如，高強度汽車用鋼可使車體減重而降低能耗、高效率電磁鋼提升馬達效率而省電、免調質鋼讓加工業省下熱處理與噴砂等製程^[3]，諸如此類高機能鋼材是中鋼公司長期致力開發的精緻鋼品，也是幫助產業減碳的最佳利器。

中鋼公司與工研院綠能所合作以用鋼產品「生命週期評估方法」量化高機能鋼材的減碳效益，建立高強度汽車用鋼、高效率馬達電磁鋼、高強度H型鋼、免調質鋼、耐蝕橋梁用鋼與高強度船舶用鋼等鋼材的外部減碳計算方法學^[4]。如以2019年中鋼公司高機能鋼材的銷售量估算，整體減碳效益達250萬公噸。

從個別高機能鋼材之減碳效益來看，如以汽車10年生命週期評估，高強度汽車用鋼可減碳6.04公噸/噸鋼；以馬達20年生命週期評估，高效率電磁鋼則減碳4.33公噸/噸鋼；高強度H型鋼能使建築減少建材用量，可減碳2.64公噸/噸鋼；汽車用扣件免調質鋼能節省退火等程序及使汽車減重降油耗，減碳可達2.80公噸/噸鋼，以中鋼公司與金鍛公司合作案例顯示，鋼材碳足跡降低32%，年減碳達3.8萬公噸。此外，耐蝕用鋼因可延長橋梁使用年限，以關渡大橋(濱海環境)與新發大橋(山區)為個案分析的結果，兩座橋梁整體用鋼的減碳效益分別為8,964公噸與5,408公噸；另，以船舶整體生命週期及2019年所有高強度船舶用鋼銷售量估算，共可減碳達9.6萬公噸^[5]。 近年來世界各國積極制定減碳期程，並加大減碳力度，中鋼公司除了戮力規劃執行內部減碳專案、積極投入太陽能光電及離岸風電等再生能源事業外，也將持續開發高機能鋼材與進行相關減碳研究，例如已展開快削鋼與冷打螺絲螺帽用鋼之減碳方法學，以協助國內用鋼產業提升減碳效益，相關研發成果可作為用鋼產業減碳策略與路徑之參考，進而提升鋼鐵產業永續競爭力，為臺灣經濟及環保減碳貢獻心力。

參考資料

1. World Steel Association, Scrap use in the steel industry, 2021.
2. World Steel Association, Steel in the circular economy – A life cycle perspective, 2015.
3. 吳致呈、陳俊達，綠色鋼材在生命週期之減碳效益，永續產業發展季刊，61期，2012。
4. 工研院，H型鋼、扣件及橋樑之綠色鋼材外部減碳方法學建立，2018。
5. 工研院，建立高強度船舶用鋼外部減碳方法學暨電動車LCA研析，2020。