背景
鋼鐵生產是全球二氧化碳主要排放來源，約佔 7-9%。傳統鋼鐵製造依賴燃煤高爐，故而導致高排放。工程師與研究人員正在開發煉鋼脫碳技術，透過氫基直接還原鐵 (H2-DRI) 以及電弧爐 (EAF) 來應對氣候變遷。這些技術採取更潔淨的能源與創新工程設計來取代高碳製程。
策略與內容
氫基直接還原法利用再生能源生產綠氫，取代高爐使用的煤或焦炭，將鐵礦石還原為海綿鐵。製程排放水蒸氣而非二氧化碳，大幅減少溫室氣體。搭配低碳或再生電力電弧爐，鋼鐵業者能利用極小排放量生產高品質鋼鐵。工程師致力有效整合這些製程，最佳化氫能電解裝置設計，同時開發基礎設施來支持大規模綠氫供應。
電弧爐利用電能熔化回收廢料或還原鐵，相較傳統高爐提供靈活操作與低碳足跡。現今電弧爐可以依據電網狀況快速啟停，有助配合再生能源的不穩定性。
面臨的挑戰包含綠氫的高成本與產能有限，需要提高電解裝置效率同時擴大再生能源產能。持續工程創新實現廣泛運用，解決擴充性、降低成本與系統整合問題。
影響
氫還原法與電爐可共同減少鋼鐵生產排放量高達 95％。這項轉型支持全球淨零排放目標，以永續循環生產模式重塑鋼鐵產業。SSAB 與 ArcelorMittal 等先行者已啟動試驗計畫來驗證可行性。歐盟與其他地區正投資數十億美元加速技術部署與基礎設施建設。這項轉變有利氣候與促進創新、創造就業機會及產業競爭力。
展望
未來鋼鐵減碳仰賴氫能、爐體設計與製程整合等工程持續進步。克服經濟與物流障礙、擴大再生能源及綠氫生產規模是優先事項。鋼鐵業可透過混合模式持續改進，一方面維持傳統方法，一方面逐步轉向綠氫與電爐技術。實施成功將使鋼鐵成為全球潔淨能源轉型的基礎產業。