Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

鉄鋼部門における CO2 削減ポテンシャル推計（転炉鋼）
平成 24 年 12 月 18 日
RITE システム研究グループ

RITE は、平成 24 年 9 月 25 日に「2010 年時点のエネルギー原単位の推計（鉄鋼部門–転炉鋼）」のレポートを web (http://www.rite.or.jp/Japanese/labo/sysken/about-global-warming/dow
nload-data/Comparison_EnergyEfficiency2010steel.pdf）にて掲載した[1]。この中で、2000 年以降、日本を含めた各国のエネルギー原単位がどのような推移をしてきたかを示した。また 2010 年時点で各国のエネルギー原単位に差異がある諸要因についても考察を行った。
本レポートは、この 2010 年時点のエネルギー原単位推計値を基に、鉄鋼部門（転炉鋼）において現在利用可能な最優良技術（BAT）が理想的に普及した場合の CO2 削減ポテンシ
ャルを算定したものである。世界を広く見ると、鉄鋼生産規模、エネルギー原単位など多様であり、このような中での BAT 普及による CO2 削減ポテンシャル推計は、世界全体で実効性のある CO2 削減策を検討し実行していく上でも重要な基礎データである。
IEA は従来から省エネポテンシャル、CO2 削減ポテンシャルを示しているが、その算定根拠は十分明らかにされているとは言えない。また欧州地域は一地域に集約し提示しているため、例えばドイツのポテンシャルを参照することはできない（[2]-[4]）。RITE の分析は、CO2 削減ポテンシャルの算定方法を明示し[5]、かつエネルギー原単位と整合的であり、欧州地域内の国（例えばドイツ）との比較も可能となっている。

１． CO2 削減ポテンシャルの推計方法の概要
CO2 削減ポテンシャルの推計にあたって、主に次のような前提を置いた。
転炉鋼生産量と BAT レベル
・ 転炉鋼生産量は 2010 年値[6]とした。これにより、将来の生産規模が変化した場合のCO2 削減ポテンシャルも容易に計算できる。
・ BAT レベルを 21.2GJ/t 粗鋼とした。これは 2010 年エネルギー原単位推計時にも用いた[1]。21.2GJ/t 粗鋼という数値は事実上かなり高いレベルであり、コークス乾式消火設備（CDQ）、高炉炉頂圧発電（TRT）の乾式タイプ、転炉ガス（LDG）回収装置などの BATが 100%普及した場合に初めて到達できるレベルである。BAT として約 20 種（ほぼ全ての省エネ技術）を想定したが、その詳細については小田・秋元[7]を参照のこと。

1Research Institute of Innovative
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各国の燃料消費構成と系統電力 CO2 原単位・ 鉄鋼部門における各国の燃料構成をそれぞれ参照する（燃料構成は IEA エネルギーバ
ランス表[8]に基づき算定）。石炭が主であるが、米国、ロシアなどは天然ガス比率も高い（図 1 参照）。
・ 各国の系統電力 CO2 原単位（kgCO2/kWh）をそれぞれ参照する（同じく IEA エネルギーバランス表[8]に基づき算定）。

鉄鋼部門燃料構成比 (%)

100%
80%

バイオマスなど

60%

天然ガス40%

石油20%

石炭0%
米国

ロシア

ドイツ

日本

中国

ブラジル

図 1 主要国の鉄鋼部門燃料構成比（熱量換算, %）[2010 年]
出典）IEA[8]を基に RITE 算定
銑鋼比補正などについての扱い
・ 銑鋼比（本分析では「銑鉄生産量／転炉鋼生産量」と定義）が基準の 1.025 を下回る地域はその銑鋼比をそのまま利用する。一方、銑鋼比が RITE 設定基準値 1.025（=2005年世界平均値）を上回る地域は 1.025 に補正し CO2 削減ポテンシャルを算定する（表1 にて太字で示したエネ原単位をそれぞれ参照する）。
・ この想定を行うことにより、銑鋼比が小さい地域でも域内製鉄所での対策に応じた CO2削減ポテンシャルを提示でき、同時に、銑鋼比が大きい地域でも粗鋼生産当たりのエネルギー原単位に見合った CO2 削減ポテンシャルを提示できる。
表 1 鉄鋼主要国のデータ（2010 年）
世界

中国

ｳｸﾗｲﾅ

ｲﾝﾄﾞ

ﾌﾞﾗｼﾞﾙﾛｼｱ

米国

EU(27)

ﾄﾞｲﾂ

韓国

日本

ｴﾈ原単位(注 127.027.3

29.8

37.5

31.8

30.3

26.1

24.9

23.1

23.8

21.7(GJ/t 粗鋼)

27.1

26.8

33.2

28.3

28.3

31.1

30.3

27.2

25.7

23.8

22.9

銑鋼比(%)

1.02

1.04

0.86

1.43

1.23

0.98

0.86

0.94

0.93

1.03

0.96

銑鉄(Mt)

1026

590

2739

3148

2795

293582

転炉鋼(Mt)

1007

565

32

27254931100

313486

全粗鋼(Mt)

1417

627

3368

3367801734458110

注1)

エネルギー原単位の上段＝銑鋼比などの補正なし、下段＝銑鋼比などの補正あり（文献2Research Institute of Innovative
Technology for the Earth[1]を参照）、太字とした方を CO2 削減ポテンシャル算定のため参照（EU(27)及び世界平均のエネ原単位は直接参照しないため、太字としていない）
注2)

各生産量は worldsteel 統計[6]による

２． CO2 削減ポテンシャルの推計結果
以上の想定の下、CO2 削減ポテンシャルの推計を行った（図 2）。図 2 を考察すると次の通りである。
・ エネルギー原単位は世界的に見て改善の傾向があるが、それでもなお世界的に見ると世界の様々な地域に CO2 削減ポテンシャルが広く存在する。
・ 世界合計の CO2 削減ポテンシャルは 4.2 億 tCO2 である（図 2 左軸）。量的に見ると、世界の転炉鋼生産の 56%を占める中国が 2.8 億 tCO2 の削減ポテンシャルを持つ。
・ 転炉鋼当たりの削減ポテンシャル原単位（右軸）を見ると、自明ながらエネルギー原単位に劣る地域の削減ポテンシャル原単位が大きい。中でも、石炭使用比率、及び系統電力の CO2 原単位が共に高い中国、インドは削減ポテンシャル原単位が大きい。
・ 一方、銑鋼比が小さく天然ガスも併用する米国は、削減ポテンシャル原単位が比較的小さい。ブラジルはバイオマスも 2010 年時点で併用しており（図 1 参照）、削減ポテンシャル原単位が比較的小さい。
・ ドイツ、韓国、日本を比較すると、CO2 削減ポテンシャル原単位が大きい順に、韓国、ドイツ、日本となる。韓国の方がドイツより銑鋼比が大きく石炭主体の燃料構成のため CO2 削減ポテンシャルが大きい。日本は BAT 普及による CO2 削減余地がかなり小さく、本推計では転炉鋼生産による全 CO2 排出の 1%程度に留まる。
0.9420削減ポテンシャル(MtCO2/yr)

0.8

削減原単位(tCO2/t粗鋼)
350

0.70.66277

300
2500.60.57

0.59

0.50.49
0.42

200

0.39

0.40.36

1500.30.27

1000.20

0.20.13
19181028

112747韓国

ドイツ

EU (27)

米国

ロシア

ブラジル

インド

ｳｸﾗｲﾅ

中国

0

図 2 CO2 削減ポテンシャル RITE 推計値（2010 年）

320.020.10.0日本

50

世界

CO2削減ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ (MtCO2/年)

400

転炉鋼生産当りの削減ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ (tCO2/t粗鋼)

450

Research Institute of Innovative
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注1）

参照した転炉鋼生産量とエネルギー原単位は共に 2010 年値

注2）

EU(27)の削減ポテンシャル 27(MtCO2/年)には、ドイツ分も含む

３． IEA 分析と RITE 推定の比較
IEA は CO2 削減ポテンシャルについて ETP 2008[2]に、省エネポテンシャルについて ETP
2010[3]や ETP2012[4]に提示している。ここでは比較のため ETP 2008[2]、ETP 2012[4]を図3、図 4 にそれぞれ示す。また以上説明した RITE 推計結果について図 5 に 2005 年時点、図6 に 2010 年時点のものを示した（図 5、図 6 は共通の推定方法による）。

図3IEA ETP2008[2]に示された CO2 削減ポテンシャル（2005 年時点を評価）

注）右軸の CO2 削減ポテンシャル原単位は「全粗鋼当たり」である点に注意が必要

図4IEA ETP2012 [4]の Fig 12.7 に示された省エネポテンシャル（2009 年時点を評価）

注1）

右軸の省エネポテンシャル原単位は「全粗鋼当たり」である点に注意が必要

注2）「2 割の削減ポテンシャル」と本文中に明記されていることから推測すると、本図は「最終エネルギー削減ポテンシャル」ではなく「一次エネルギー削減ポテンシャル」である。

4Research Institute of Innovative
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4000.72

350
300

0.8

削減原単位(tCO2/t粗鋼)

0.7
0.6

0.57

0.57

250

0.5

200

0.40.33

150

0.33

0.29

100

0.3

0.29

0.22

0.18
0.13

0.18

500.100.10.04

Japan

Korea

USEU (27)CanadaAfricaRussiaBrazilIndia

Ukraine

China0World0.2

全粗鋼生産当りの削減ポテンシャル(tCO2/t粗鋼)

0.9

削減ポテンシャル(MtCO2/yr)

0.0

Other

CO2削減ポテンシャル(MtCO2/yr)

450

図 5 CO2 削減ポテンシャル RITE 推計値（2005 年時点を評価、参考図）
注1）

IEA 分析との比較のため、IEA 分析と同様に CO2 削減ポテンシャル原単位（右軸）を「全粗鋼あたり」で表示した（ただし RITE 分析では電炉でのエネ効率改善は考慮していない点に注意が必要）
粗鋼生産量、エネルギー原単位は 2005 年値

0.9

400

削減ポテンシャル(MtCO2/yr)

0.8

350

削減原単位(tCO2/t粗鋼)

0.7

300

0.60.56250

0.50.44

2000.410.4

0.30

1500.26

1000.30

0.30.26

0.24

0.14

0.16

500.110.12

0.10.01

Japan

Korea

USEU (27)CanadaAfricaRussiaBrazilIndia

UkraineChina

0World

0.20.0Other

CO2削減ポテンシャル(MtCO2/yr)

450

図 6 CO2 削減ポテンシャル RITE 推計値（2010 年時点を評価、参考図）
注1）

本図は図 2 と同じデータを用いつつ、右軸を「全粗鋼当たり」で示した

注2）

粗鋼生産量、エネルギー原単位は 2010 年値

5全粗鋼生産当りの削減ポテンシャル(tCO2/t粗鋼)

注2）

Research Institute of Innovative
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世界合計のポテンシャルの比較
図 3（ETP 2008[2], 2005 年時点評価）による世界計の CO2 削減ポテンシャルは 3.4 億 tCO2である。一方、2005 年時点 RITE 推計による CO2 削減ポテンシャルは 3.8 億 tCO2 である（図5）。地域別に見ると、RITE 推計と比較し IEA ETP 2008[2]の方が中国、ロシアでの CO2 削減ポテンシャルが小さい。RITE 推計では後付対策のみならず既存設備も全てリプレースされ、各 BAT が理想的に省エネ性能を発揮する場合を想定している（つまり地域に差異を設けず一律に 21.2GJ/t 粗鋼を適用）。IEA 分析では、中国やロシアの既存設備の残存を前提としている可能性が示唆される。とりわけ 2005 年時点では中国の小型高炉比率が高く[9]、この扱いについて RITE 推計と IEA 分析の間に差異があるものと考察される。
2009 年及び 2010 年時点の結果について比較する。図 4（ETP 2012[4], 2009 年時点評価）
による世界計の省エネポテンシャルは 5.4EJ である。5.4EJ がどの程度の CO2 削減量に相当するか明記されていないが、EPT2012[4]の本文中に「400MtCO2 より多くの CO2 排出が回避されうる」との記載がある。そのため世界計に関して、IEA ETP 2012[4]は RITE 推定の 4.2億 tCO2（図 6）とほぼ同じ水準の削減ポテンシャルを示していると言える。
また中国についても、図 4 と図 6 の間で比較的近い水準を示している。
地域別のポテンシャルの比較
・ IEA 分析の方がインドの削減ポテンシャルを大きく見込んでいる。RITE 推計ではインドの銑鋼比を 1.025 へ補正し評価しているが、この補正による影響が大きいと考察される。
・ IEA 分析の方がロシアの削減ポテンシャルを小さく見込んでいる。これは 2005 年時点のみならず 2009 年及び 2010 年時点の分析においてもそうである。上述の通り RITE 推計では後付のみならず既存設備も全てリプレースされる場合を想定しているためと考察される。
・ 上記中国、インド、ロシアを除くと、IEA 分析と RITE 推計の間での地域差異は、比較的小さい。
以上をまとめると、IEA 分析と RITE 推計は元となる諸前提に差があると考えられるため、細かい点では差異がある。その一方、世界全体の CO2 削減ポテンシャルは、近いレベルの水準を互いに示している。個別の地域について見てみると、インド、ロシアで差異があるがその一定程度は前提の差異で説明されうる。
IEA は分析の諸前提を明らかにしていないが、RITE 推計と比較することで IEA 分析が持つ意味についても考察が可能となる。このように各国の鉄鋼部門の現状や BAT 普及による効果を定量的に示した基礎データの厚みを増すことは、データの信頼性を確認し説得力を増すためにも重要である。

6

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４． まとめ本レポートでは、2010 年時点の地域別転炉鋼エネルギー原単位[1]に基づき、BAT 普及による CO2 削減ポテンシャルを推計した。世界の CO2 削減ポテンシャルは 2010 年時点の転炉鋼生産量を前提に 4.2 億 tCO2 と推計された。削減ポテンシャル原単位は、世界に広く分布している。2010 年時点では既に生産規模が大きい中国の削減ポテンシャルが目立つが、今後、鋼材需要の増加が見込まれる東南アジア、南アジア（例えばインド）など含め、省エネ技術普及を加速することがとりわけ重要である。
日本については BAT 普及により 2 百万 tCO2 程度（鉄鋼部門 CO2 排出の 1%程度）の削減ポテンシャルにとどまった。本分析では省エネ技術のみを BAT として扱っており、廃プラ利用など CO2 削減に特徴を持つ技術は扱っていない。より高い削減を目指す場合は、廃プラ利用のさらなる拡大といった対策も求められる。
以上の RITE 推定は IEA 分析とおよそ整合的な結果と言える。IEA は分析の諸前提や欧州内の国別データを提示していないが、RITE 推定はこれらを提示しているという差異がある。
このような厚みのある基礎データを基に、BAT 普及による CO2 削減を世界全体で検討し実行していくことが重要である。

参考文献
[1]

RITE, 「2010 年時点のエネルギー原単位の推計（鉄鋼部門–転炉鋼）」, 平成 24 年 9 月 25
日. http://www.rite.or.jp/Japanese/labo/sysken/about-global-warming/download-data/Comparison_
EnergyEfficiency2010steel.pdf[2]

IEA, Energy Technology Perspectives 2008, 2008.

[3]

IEA, Energy Technology Perspectives 2010, 2010.

[4]

IEA, Energy Technology Perspectives 2012, 2012.

[5]

Junichiro Oda, Keigo Akimoto, Toshimasa Tomoda, Miyuki Nagashima, Kenichi Wada, Fu
minori Sano, International comparisons of energy efficiency in power, steel, and cement ind
ustries, Energy Policy, 44, pp.118-129, 2012.

[6]

worldsteel, Steel Statistical Yearbook, 2006-2011.

[7]

小田潤一郎, 秋元圭吾, 「鉄鋼部門の地域別エネルギー効率の評価」, Short Paper, 日本エネルギー学会誌, 88(11), pp.1009-1016, 2009.

[8]

IEA, Energy Balances of OECD/Non-OECD Countries 2012, CD-ROM, 2012.

[9]

小田潤一郎, 秋元圭吾, 和田謙一, 長島美由紀, 佐野史典, 「中国における中小規模製鉄所の存続理由の考察」 , 第 31 回エネルギー・資源学会研究発表会, 11-5, (2012)7