パソコンや、自動車、電車のレールなど、さまざまな製品に使われている鉄。その鉄を作る鉄鋼業界が、脱炭素への取り組みを加速させていることはご存じだろうか。

世界鉄鋼協会（World Steel Association）によると、同業界は世界全体のCO2排出量の7～9％を占めるという（※1）。また、日本に目を向けると、鉄鋼業は2016年時点で、産業部門全体のCO2排出量の約40％を占めた（※2）。このようにCO2排出量の多い業界であるため、その削減が急務となっているのだ。

同業界はCO2排出量を削減するために、CO2を回収し貯留するCCSなどに取り組んでいるが、これらの取り組みだけでは限界があると認識している。脱炭素に向けた、抜本的な対策はないだろうか。

スウェーデンの鉄鋼メーカーSSABは、2021年8月、化石燃料を使用しない世界初の鉄鋼を製造し、同国の商用車大手ボルボ・グループに納品したと発表した。製鉄プロセスにおいて化石燃料を使わないことで、CO2排出量を大幅に削減できると期待されている。

そもそも、なぜ従来の製鉄プロセスでは、多くのCO2が発生するのだろうか。それは、高炉と呼ばれる炉の中で、鉄鉱石（Fe2O3）に含まれる酸素（O）と、コークス（C）を反応させて、鉄（Fe）とCO2に変えているからだ。こうして、鉄鉱石から酸素を取り除くことにより、素材として利用できる丈夫な鉄が作られる。

SSABが新たに開発した技術「HYBRIT」では、上記のプロセスにおいて、炭素の塊であるコークスの代わりに、水素（H）を使う。これにより、水素と酸素が結びついて水（H2O）に変わり、CO2は発生しない。また、このプロセスにおいて、高炉の代わりに電炉を使っている。同社は、HYBRITの技術を使うことにより、スウェーデンの総CO2排出量を約10％、フィンランドでは約7％削減できる可能性があるとしている。

Image via SSAB

同社はもちろん、日本でも近年取り組みが進んでいる水素還元製鉄技術は、鉄鋼業界におけるCO2排出量削減の切り札として注目されているが、まだ課題も残されている。それは、この技術に必要な、カーボンフリー電力およびカーボンフリー水素の安定供給だ。SSABは、水の電気分解により水素を生成するとしており、CO2排出量をより一層削減するには、この電力もCO2フリーである必要がある。また、水素による鉄鉱石還元では吸熱反応が起こるため、ここでもCO2フリーの加熱が必要となる。

このように、社会インフラの整備という面での課題は残るものの、従来の製鉄プロセスでは高炉にコークスを投入して燃やしていることを考えると、HYBRITの技術は画期的だ。これを機に、鉄鋼業界にダイナミックな変化が起きることを期待したい。

※1　STEEL’S CONTRIBUTION TO A LOW CARBON FUTURE AND CLIMATE RESILIENT SOCIETIES
※2　経済産業省 資源エネルギー庁

【参照サイト】The world’s first fossil-free steel ready for delivery
【参照サイト】鉄鋼業における水素利用
Edited by Kimika