リアルグリーンスチールの進歩

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英国のシンクタンク ReThink Energy は、鉄鋼業界の変遷に関する最新レポート「Green Steel Premium, Myth or Reality」を作成しました。 本物のグリーンスチールは可能であり、今ではその可能性が高いです。 彼らは、ロシアのウクライナ侵攻による影響とその後のエネルギー価格への影響、さらには米国のインフレ抑制法の影響を検討している。

鉄鋼産業の電化。 グラフは ReThink Energy の提供による。

彼らは、今後 10 年半ばに世界の鉄鋼産業が急速に電化されると予測しています (上のグラフを参照)。 業界は脱炭素化に不便を強いられるだろうが、グリーン水素のおかげで不可能ではない。

鉄鉱石、石炭、天然ガス、水素、電気などの投入コストが、鉄鋼の安さや高さを左右します。

鉄鋼の主な製造方法には、「BF/BOF（高炉/塩基性酸素炉経路）とDRI/EAF（直接還元鉄/電気炉）経路」の2つがあります。 BF/BOF経路は「世界の生産量の69%を占めており、原料として鉄鉱石が必要であり、これは空気のない状態でコークス炭の助けを借りて摂氏1,000度の高炉で還元される。除去された酸素は鉄鉱石と反応する」溶鉄は高炉の主生成物であり、その後塩基性酸素炉に移送され、そこで酸素が液体に吹き込まれて炭素含有量が低下し、最終的に溶融粗鋼が製造されます。これらは、現在使用されている 2,500 種類の異なる鋼種の 1 つを製造するために、粗鋼 (この場合はステンレス鋼を形成します) に添加できる多くの元素や化合物の 1 つです。」

鉄鋼1トンあたり1.9トンのCO2排出量が発生します。

DRI/EAF 手順では、「第 1 段階は鉄の直接還元であり、鉄鉱石を水素または天然ガスと二酸化炭素で 800 ℃ で還元して海綿鉄を作成します。次に、これを電気炉で溶解します。アーク炉で液体粗鋼を作ります。」

DRI/EAF 経路経由で 1 トンの鉄鋼を生産するには、3.5 MWh ～ 5.0 MWh の総エネルギー投入量が必要です。 現在、これにより、生産される鋼材 1 トンあたり 1.15 トンの CO2 が排出されます。 還元プロセスでグリーン水素のみを使用し、電気炉の運転に再生可能エネルギーを使用することで、BF/BOF 経路よりも DRI 経路の方が脱炭素化できる可能性がはるかに高くなります。 排出ガスを完全にゼロにすることも可能かもしれません。

その後、鋼は色によって指定され、灰色の鋼はメタンから生成された水素を使用して製造され、緑色の鋼は水の電気分解から生成され、再生可能エネルギーによって供給された水素を使用して製造されます。

スクラップのリサイクルから生産された鉄鋼は、鉄鋼二次生産と呼ばれます。 現時点では、これは生産量の 20% にすぎません。 ReThink Energy は、より多くの鉄鋼がリサイクルされるため、この割合は 2050 年までに約 35% に増加すると予想しています。

鉄鉱石は約 50 か国で採掘されていますが、その大部分はオーストラリアとブラジルから来ています。 輸送コストも、鉄鉱石と石炭の両方の鋼材の生産コストに考慮する必要があります。 短期的には天然ガスの価格が鉄鋼の価格を決定し、長期的には水素の価格が決定します。

現在進行中のエネルギー危機により、石炭の価格が高騰しています。 これにより、グリーンスチールと従来の鋼材のコストの差が縮まり、グリーンスチールが従来のライバルを下回る時期が少し近づいたようです。

欧州の炭素国境税は2026年に導入されるが、鉄鋼ユーザーはグリーンスチールに対して割増料金を支払わなければならないのだろうか？ これは税金を回避し、目の肥えた消費者に製品が持続可能な方法で生産されていることを伝えることができるようにする価値があるかもしれません。

ReThink Energy は、今後 12 か月以内にグリーン スチールが米国で生産される最も安価な鉄鋼になると予測しています。 水素はすでに米国でかなり安価に生産されている。 これに IRA で発表された補助金が加わり、グリーン水素の供給があれば、グリーンスチールが最も安価なスチールとなるでしょう。 「現在、北米で鉄鋼を生産する最も安価な方法は、ガス-DRI/EAFプロセスによるもので、836.15ドルです。」

欧州連合はおそらく、継続的な鉄鋼輸入について北米に注目することになるだろう。 ロシアはEUへの鉄鋼輸出第2位だったが、通商関係を解消しようとしている。 その他の輸入品は引き続きアジアや他の非 EU 諸国からのものとなる。 炭素税が導入され、サプライヤーは製鉄においてより環境に優しい選択肢を求めるようになる。

ReThink Energyは、「グリーンスチールが魅力的な事業提案となるだけでなく、競合する製造方法を大幅に弱体化させ、鉄鋼産業におけるアメリカのシェアを完全に変える道筋が整っているようだ」と結論付けている。

EU はもう少し複雑です。 すべての原材料を輸入する必要があるため、EU での製鉄は米国よりも高価になる傾向があります。 さらに、「欧州炭素取引制度により、鉄鋼業界は少なくとも2032年までは無料のCO2汚染許可を受け続けることができ、したがって欧州諸国は外部の輸出業者がEUに販売する際に支払わなければならないのと同じ種類の税金を免れることになる」としている。 。」

グラフは ReThink Energy の提供による。

EU では、グリーン水素はオーストラリアから輸入する必要があるため、1kg あたり 10 ドルで販売されています。 身近なところで大量に生産できるようになれば、価格は下がります。 EUもIRAに対抗してグリーン水素補助金を検討している。 これは早ければ来年末にも業界に影響を及ぼし始める可能性があり、その時点でグリーンスチールは従来のBF/BOFを除く他のすべてのプロセスを弱体化させることになる。

「グリーン水素は今後もますます安価になるため、2028年にはグリーンスチールが現在の最も安価なBF/BOF法を下回り、持続可能な製品1トンのコストが889.24ドルになると予測しています。」

中国は世界の鉄鋼の 50% を生産しており、その生産量の大部分を中国が使用しているため、業界を脱炭素化するという外部からの圧力はありません。 中国の2060年のネットゼロ目標には、十分に蠢く余地がある。 RE は、地元のグリーン水素産業の成長により、2026 年までにグリーン スチールが他のほとんどの鉄鋼生産方法よりも安価になると予測しています。

グラフ提供：ReThink Energy

経済面では、ヨーロッパが投資競争をリードしており、民間投資が政府補助金によって補われている。 中国と韓国はアジアのリーダーであり、ドイツの自動車メーカーとグリーンスチール取引を行っている。 米国では少数の研究開発プロジェクトしか進行していないが、カナダには 2 つの本格的なグリーンスチールプロジェクトがある。

ここオーストラリアでは、Fortescue Metals などが製造方法を模索しています。 アフリカ、チリ、ブラジルでもプロジェクトがあります。

REは、補助金や炭素税によるグリーン水素のコスト低下により、グリーン鋼材価格が下落すると予想している。 そうなると、グリーンスチールのプレミアム価格は長くは続かないでしょう。 パイロットプロジェクトがどんどん実施されれば、さらに価格が下がるというプラスの効果があるだろう。 市場は真のグリーンスチールへと移行するでしょう。

デビッド ウォーターワースは退職した教師で、孫の世話と、彼らが生きていける地球を確保することに時間を割いています。 同氏はテスラ[NASDAQ:TSLA]をロングしている。

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