鋼鐵

鋼鐵是支撐社會發展的重要基礎產業，伴隨全球對達至碳中和的呼籲日益重視，鋼鐵產業正加速向綠色、低碳、循環利用的生產模式發展。鋼鐵產業是全球碳排放的主要來源之一，2023年碳排放占全球總排放量的8%，以實現淨零排放為目標，發展循環經濟(Circular Economy)，尤其是以「4R原則」(4R Principles)，包括減少(reduce)、再利用(reuse)、再製造(remanufacture)和回收(recycle)為核心的策略被視為重要途徑。循環經濟雖可助力鋼鐵業減碳，但在全球推動過程中仍面臨多重挑戰，主要包括治理架構不完善、企業在產品設計階段缺乏全生命週期的考量、回收鋼材的品質不一、廢鋼的收集與分類基礎設施不足、回收數據缺乏透明度等，阻礙了鋼鐵業循環經濟的發展。有鑒於全球淨零排放的呼籲持續發酵，鋼鐵業的減碳勢在必行，主要產鋼經濟體和鋼廠也意識到循環經濟與廢鋼市場的重要性，紛紛推出相應政策或調整現有應用加速鋼鐵業的循環再利用。展望未來，有助於鋼鐵業減碳的關鍵技術或許還需要時間才能實現規模化供應的目標，但在支援政策、數位科技和關鍵技術日漸齊備下，可望讓鋼鐵業的循環經濟架構更為完善，亦可減少鋼鐵業在邁向淨零排放過程中所面臨的外部風險和挑戰，並讓後續的減碳效益更上一層樓。

鋼鐵是應用最為廣泛的金屬材料之一，也是支撐社會發展的重要材料。伴隨日益增多的外部挑戰，如全球產能過剩壓力加劇、大量傾銷導致貿易壁壘高築、日趨嚴格的淨零排放趨勢、地緣政治情勢變化等，不僅可能讓鋼需復甦滯延，也影響到鋼廠營運狀況，迫使廠商需調整經營布局來應對日益多元的外部挑戰。參考世界鋼鐵協會(WSA)的統計，2024年日本粗鋼產量為8,400萬噸，為全球第三大產鋼經濟體，而日本製鐵為全球第四大標竿鋼廠，僅次於中國大陸的寶武鋼鐵、盧森堡的安賽樂米塔爾及中國大陸的鞍山鋼鐵。基於因應多元外部挑戰及強化企業競爭力，日本製鐵運用重構國內鋼鐵業務、擴充/深化海外事業、應對碳中和挑戰、推進數位轉型戰略和強化集團各部門間鏈結等五大策略，讓其在逆境中維持營利成長。由於缺乏原料、市場規模較小，再加上外部挑戰日益多元化，臺灣鋼廠也面臨營利萎縮的困境，日本製鐵的布局調整或可作為我國鋼鐵業轉型升級的參考資訊。

不銹鋼箔材屬高端精密材料，具有可撓曲性、耐腐蝕性和長壽命等特性，全球市場需求強勁。2023年全球產量為10,794公噸，預計2030年增至19,375公噸，年複合成長率8.7%。目前市場主要集中在亞太地區，占全球需求量62%。國際標竿不銹鋼箔材供應商包含中國商寧波耀義新材料、美商Ulbrich Stainless Steels公司以及日商日鐵集團等公司在下游應用布局甚廣，包含於電子產業、汽車與航太產業、工業應用、能源產業、建築產業以及醫療產業皆有應用商機。全球泛用不銹鋼市場供過於求，我國業者應強化高值化產品開發，如不銹鋼箔材的產製與應用開發，並與下游客戶合作推動產品驗證。同時，應接軌國際減碳趨勢，探索氫能產業鏈應用，如燃料電池、電解槽與管線系統等材料發展機會。

車用鋼材意指製造與組裝汽車所使用的鋼材。基於安全考量，高強度、高彈性為車用鋼材最基本的要求。近年來，在國際淨零減排壓力日益發酵下，減輕鋼材重量以降低碳排成為新趨勢，國內外已有許多鋼鐵企業為了應對新材料的需求與衝擊，正積極與車廠開發能夠與鋁合金、塑料、碳纖維複合材料抗衡的輕量化高強度鋼。根據世界鋼鐵協會(World Steel Association)的研究，在不增加造價及犧牲汽車安全性能的情況下，使用先進高強度汽車用鋼取代一般碳鋼，可減輕車體重量25%及節省油耗5.1%，並減少5.7%溫室氣體的排放，達到「節能減碳」的目標，因此成為各生產汽車用鋼車廠追求的目標，也帶動了車用低碳排鋼材市場的發展。參考Fortune Business Insignts的報告，2024年全球綠色鋼材的市場規模為37.5億美元，預估至2032年將成長為1,290.8億美元，預測期間的年複合成長率為55.6%，顯示未來市場對綠色/低碳鋼材的需求相當可觀。從市場規模來看，以北美的15.2億美元(市占率55.02%)為最主要的需求區域；其中，又以車用鋼材為最大宗消費領域(佔據48.4%)。新型的車用鋼材除提高強度與安全性外，也可提供更高水準的運行效率和永續性。本文初步整理國內外車用低碳排鋼材產製與應用之概況，作為後續研究之參考依據。

全球不銹鋼產業供應鏈雖在歷經2023年全球通膨、地緣風險等因素干擾之後，產業動能稍有好轉，但2024年上半年全球經貿仍存在不穩定性，導致短期內需求難大幅提升。2024年上半年全球不銹鋼鋼胚產量合計為3,051噸，與2023年同期相比成長7.3%，中國大陸仍為全球最大之不銹鋼粗鋼供給國。價格部分，受到鎳礦產區暴動影響，LME鎳價顯著性上漲，對於不銹鋼價格帶來支撐力道。在我國產業部分，國內中下游供應鏈庫存已降至穩定水位，有利上游軋鋼廠出貨，2024年上半年市場略有回溫，帶動我國上游煉、軋鋼產量以及不銹鋼價格皆稍有回升，但電價上漲及中國大陸供應過剩等因素，導致業界信心不足。受惠於全球貿易復甦和本土強勁需求，我國工業活動轉趨熱絡，尤其在電子設備製造業，因此相關不銹鋼零組件上游供應業者預估將連帶受惠。隨著第四季將進入傳統旺季，預估市場動能將逐漸轉強，供應鏈接單力道將有機會反轉向上，帶動上游不銹鋼產能提升。

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。