鋼鐵

鋼鐵是目前被應用最多元的材料，是支撐現代社會發展的重要基礎原料。科技發展迅速，再加上為因應國際淨零碳排(Net Zero Carbon Emissions)的呼籲，強化鋼鐵業運用數位科技以提升生產效率及控制碳排，成為近十年全球鋼鐵產業的重要趨勢之一。鋼鐵製造過程具高度專業性，卻也因作業環境的高溫高熱被視為高危工作場域的代表。過往煉鋼現場多倚賴具經驗的人員進行即時監測與品質控制，卻也讓作業人員暴露於高危險性的工作環境中或因人為疏忽而影響煉鋼品質，進而增添鋼廠營運成本，亦影響訂單交付的時程。在AI的輔助下，鋼鐵製程變得更為智慧且可管控，進而後端的銷售安排與需求預測也可一併進行管理。主要應用有幾大方向，分別為原料分析與管理、品質控制與缺陷檢測、能源效率與可持續性、生產調度和工作調度、產品開發與訂製、工藝優化與安全改進、市場分析與定價策略，以及研究與開發(RD)等。本文初步探討AI在鋼鐵行業中的應用概況及進展，作為後續進一步研究的參考資訊。

綠色鋼鐵被定義為以綠色能源和生態友好的方式生產的鋼鐵，運用太陽能、風能和水力發電等綠色能源作為煉鋼主要能源，以減少生產過程中的碳排放。伴隨越來越多人關注氣候變遷並意識到環保的重要性，願意花費較高昂費用來購買綠色鋼鐵產品的消費者也不斷增加，進而促進對綠色鋼鐵的需求不斷上升。2022-2023年雖受全球經濟成長趨緩、高通膨和高利率墊高鋼廠生產成本，導致整體製造業用鋼需求低迷，但對綠色鋼材的需求卻不斷上升。參考DataM Intelligence 2023年的研究，2022年全球綠色鋼鐵市場規模約為2億美元，預估2030年將快速成長至1404.4億美元，在2024-2030年間將以126.7%的年複合成長率快速成長，顯示下游各應用產業對綠色鋼鐵的需求潛力相當可觀。因應全球淨零減碳與下游用鋼產業與日遽增的需求，國內外主要鋼廠紛紛著手進行短中長期的綠色鋼鐵產製規劃，歐洲腳步相對較快，目前已有多個鋼廠處於示範量產階段。國內鋼廠雖起步較晚，也透過上下游協作模式，共同追求產製符合碳中和認證的綠色鋼鐵，期望可加速國內自主產製綠色鋼鐵的步伐。

在全球淨零碳排浪潮之下，全球氫能載具之推動受到關注，帶動燃料電池堆以及雙極板之需求上漲。雙極板為燃料電池堆關鍵零組件之一，目前常見的材料為石墨以及金屬材料。因金屬材料具有較佳之成本效益、加工性以及商業量產優勢，使其與石墨相比更適合應用於雙極板，其中又以不銹鋼材料為優選材料。我國不僅從政策面支持氫能巴士發展，產業面亦有業者已投入氫能巴士自製，未來我國產業可以金屬雙極板為布局方向，並以不銹鋼做為基材，再利用氮化鉻或碳層強化表面耐蝕性能，以提升我國在氫能車輛以及雙極板之技術量能。

歐盟碳邊境調整機制(CBAM)已正式上路試行，自2026年起進口商須繳交碳邊境稅。鋼線鋼纜產業係屬鋼鐵產業鏈中游中間產物，即在列管品項當中，故逐年推動減碳策略確有其必要性以及時間緊迫性。觀測國際標竿廠商多以能源轉換、循環經濟為主要減碳策略，例如全球最大之鋼線製造商韓商Kiswire集團以及比利時商Bekaer集團皆大力投入再生能源建置。而德國鋼棒供應業者Waelzholz公司則已與ArceloMittal等多家上游供應商簽署低碳盤元等原料之供應協議。建議我國業者在低碳轉型策略規劃上，初期可採用低碳電力、建置智慧能源管理系統等方式著手落實減碳，中長期而言我國業者可結合上游供應商建立綠色供應體系，偕同供應夥伴共同投入低碳轉型。

鋼鐵業低碳化發展的主要方向及策略有以下幾點：提高電爐煉鋼比重、氫冶煉技術與設備之研發與建置、碳捕捉再利用與封存技術研發、清潔能源利用。上述鋼鐵業持續研發與試點的低碳技術存在生產成本太高之缺點，持續探索低成本的新型清潔煉鐵技術是一項持續性的目標。除了淨零碳排和實現低成本的目標之外，新的煉鐵技術也必須提供可靠的技術途徑，以促成全球鋼鐵業的大幅度去碳化。

受中國大陸的動態清零政策及房地產市場的不振、美國FED快速升息以抑制通膨、俄烏戰爭爆發後歐美制裁等因素影響，2022年全球鋼鐵出口量較2021年同期衰退11.1%，回到約2020年相同的水平。此外，由於產品供過於求、廠商利潤下滑，鋼廠為求生存較可能對進口產品發起反傾銷控訴，也導致近年鋼鐵反傾銷案件有上升現象。展望未來，越來越多國家推動淨零碳排政策，可能更傾向於對鋼鐵產品課徵碳稅，或對進口鋼品徵收碳邊境稅，此一政策亦可能造成全球鋼鐵貿易量之萎縮。國內廠商可持續關注相關政策對鋼品出口之影響，並預做因應。

鋼鐵業是眾多產業重要的基本架構，是支撐起現代社會的重要材料，應用的範圍也非常廣泛。伴隨國際間淨零減碳的呼籲持續發酵，高碳排產業重要代表之一的鋼鐵業的減碳勢在必行，各國政府與國內外鋼鐵大廠也積極進行佈局與規劃，以應對日益增加的淨零管制與需求。目前關於鋼鐵的減碳路徑，主要有減碳製造、提高能源效率及循環再利用等幾項。鋼鐵的循環再利用，經理論證實是完全可行的，但實際上由於鋼鐵會與其他金屬合併使用，加上金屬需塗層而讓回收變得不容易，故找尋更具效率的循環利用鋼鐵方式成為鋼鐵業減碳之關鍵。鋼鐵業邁向淨零的機會在於原材料擁有優越的機械特性與應用價值，搭配合適的製程與配套，整個製程可實現完全回收再利用。挑戰卻在於，促進鋼鐵業淨零減碳的所需關鍵技術還有待持續精進，或是相應的基礎設施配套不夠完善而窒礙難行。凸顯出鋼鐵業欲邁向淨零，除需提升自我能量外，還需外部條件，如關鍵技術成熟、基礎設施與配套等相互配合，方有助於加速鋼鐵業之淨零轉型。

不銹鋼是鋼鐵中之高級鋼材，而我國擁有完整之不銹鋼產業鏈，自鋼胚煉製、軋延、加工至下游應用產業皆有成熟之產業技術。2022年受到俄烏戰爭和全球性通貨膨脹影響，導致終端市場需求萎縮，我國不銹鋼產業鋼胚產量、表面需求量，以及不銹鋼產業各類產品進出口貿易值皆顯著性衰退，尤其受到印尼青山集團低價進口之競爭優勢，我國鋼胚進口依存度更是創下新高。我國業者面對國際市場競爭激烈之挑戰，採取了多項策略，其中之一是切入高端產品市場，例如航太、汽車以及油氣產業等，以尋找更具利潤和發展潛力的領域。同時，我國業者也致力於開拓新鋼種產品，希望透過提供新產品來突破現有市場的競爭，以提升市場地位，並實現長期的可持續發展。

2022年全球鋼鐵需求放緩，但產能卻持續增加。2022年全球粗鋼產能回升到24.63億噸，較2021年增加1.3%，但產量下滑4.3%至18.3億噸，導致產能利用率由2021年的78.7%由下降至2022年的74.3%。 未來三年內，亞洲將繼續提高粗鋼產能，其新增的粗鋼產能有80%以上是屬於高爐/轉爐流程，這些煉鋼設備主要建置在印度、中國大陸，而亞洲以外地區的新增煉鋼設備類型是以電爐為主。本文針對2023~2025年全球煉鋼產能展望進行分析，以提供相關業者投資決策之參考。

不銹鋼可依照添加鎳與鉻合金比例，從金相分成五種不同構相的不銹鋼種，即奧斯田鐵型、肥粒鐵型、麻田散鐵型、析出硬化型及雙相型不銹鋼。以鋼種型號分不銹鋼產品則分成200系、300系及400系之不銹鋼產品。300系主要為含鎳不銹鋼(含鎳量約在6~22%之間)，400系不銹鋼是一種主要以鐵及鉻的合金，但仍有微量鎳含量(含鎳量約0~2.5%)。當國際鎳價高漲時，400系不銹鋼便成為市場詢問度高的鋼種。然而，400系不銹鋼特性具磁吸性，加工成型性及延展性不如300系不銹鋼，僅能做淺加工產品。但隨生產技術成熟，可應用層面也隨之增加，加上相對300系不銹鋼鋼種價格低，吸引各地區需求者紛紛採用，尤其歐美地區採用率有偏高趨勢。