Research Institute of Innovative
Technology for the Earth2010 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
RITE システム研究グループ

RITE では、平成 21 年 10 月 5 日に「2005 年時点のエネルギー効率の推計（鉄鋼部門–転炉鋼）」のレポート(http://www.rite.or.jp/Japanese/labo/sysken/about-global-warming/download-data/Comparison_EnergyEfficiency2005steel.pdf）において、2005 年時点における鉄鋼部門の転炉鋼のエネルギー効率の国際比較に関する分析を行った。そしてこの分析については、国際学術誌の査読論文としても採用されるに至っている[1]。
本レポートは、最近入手可能になった各種データに基づき 2010 年時点の鉄鋼部門–転炉
鋼のエネルギー原単位の推計を行い、それについてまとめたものである。実効性のある排出削減を促すためにも、ここで行った技術レベルをできる限り正しく反映した世界各国のエネルギー原単位の推計は、大変重要性の高いものであると考えている。

１． 推計方法の概要
鉄鋼部門は、鉄鉱石を主な鉄源とし製鉄を行う高炉転炉法、鉄スクラップを主な鉄源とする電炉法で特性が異なる[2]。電炉法は CO2 排出量が少ないといった優位性があるものの、世界全体で見て鉄スクラップの入手可能性に制約がある。転炉鋼でなければ製造が難しいとされていた高級材の一部については、技術改良に伴い電炉鋼での製造が可能になりつつあるが、依然として多くの高級材については転炉鋼からの製造が技術的経済的に不可欠である。そのため世界全体の CO2 排出抑制という観点からも、高炉転炉法と電炉法のエネル
ギー原単位を分けて推計することが必要である。しかしながら、IEA エネルギーバランス表（[3], [4]）では、高炉転炉法と電炉法を分けてエネルギー消費量が計上されていないため、それぞれの消費量を推計するには工夫が必要である。鉄鋼部門は各種エネルギーの受入・外販も盛んである（例えば、コークスの輸出入、副生ガスの外販）。これらを考慮しつつ、バウンダリーの調整を適切に行った上で、エネルギー原単位の推計を行う必要がある。
本レポートでは、以上のような点を踏まえ、次のような複数の手法を相互に比較しながらアプローチすることによって、世界主要国別に 2010 年の転炉鋼生産のエネルギー原単位の推計を行った。

1

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

世界統計に基づく手法
・ IEA エネルギーバンランス統計（[3],[4]）と worldsteel 集計の粗鋼生産量（[5], [6]）に基づく手法
データ積み上げによる手法
・ 企業の環境報告書、各国鉄鋼協会報告に基づく手法
・ 技術普及率を参照する手法
・ IEA[7]が推計した地域別省エネポテンシャルを参照する手法
・ 地域別還元材比を基に算定する手法
なお、本推計の主な前提は次の通り。
・ トン粗鋼当たりの一次エネルギー投入量（GJ/t 粗鋼）で提示、低位発熱量ベース（LHV）
・ 電 力 は 、 IEA 統 計 の 一 次 エ ネ ル ギ ー 換 算 方 法 に 従 い 全 地 域 で 1MWh=3.6GJ ÷
0.333=10.8GJ として換算
・ 熱（IEA 統計での“Heat”）は、地域別の効率で一次エネルギーへ換算
・ コークス、副生ガス、電力など含め、鉄鋼部門において正味で消費したエネルギー量をカウント
・ 転炉鋼生産量当たりの銑鉄生産量をここでは「銑鋼比」と呼び、この銑鋼比の値を 2005
年世界平均値である 1.025 へ補正
銑鋼比の補正係数については、文献[8]に基づき 20.64GJ/(t 銑鉄/t 転炉鋼)とした。例えば、
転炉鋼 1t 当たりの銑鉄生産が 100kg 増加した場合、見かけ上 2.064(GJ/t 粗鋼)エネルギー原
単位が悪化したと考え、2.064(GJ/t 粗鋼)を差し引く補正を行う。銑鋼比の補正により、電炉
企業や鋳物企業へ外販される銑鉄の影響も適正に評価でき、より妥当な国際比較が可能となる1。
以下、「世界統計に基づく手法」及び「データ積み上げによる手法」について具体的にそれぞれ述べる。

２． 世界統計に基づく手法(1) IEA（[3], [4]）に基づくエネルギー投入量とバウンダリーの調整
IEA エネルギーバンランス表（[3], [4]）において、鉄鋼生産のために投入したエネルギー1

高炉一貫製鉄所における溶銑比(hot metal ratio)について、企業が技術開発を行い溶銑比の低減を図る例も見られる。この溶銑比低減に伴い転炉鋼当たりのエネルギー原単位は大きく改善される[9]。銑鋼比補正の有無によりエネルギー原単位が見かけ上どの程度変化しうるかについては、
文献[1]にて示した。

2

Research Institute of Innovative
Technology for the Earthは、表 1 に示す”Iron and Steel”のみならず、エネルギー転換部門の中の”Coke Ovens”や”Blast
Furnaces”にも記載されている。また、生産したコークスや副生ガス、電力などは一部、他産業や他地域で使用されており、バウンダリーの調整が必要となる。
そこで本推計では 2005 年推計と同様、バウンダリーについては図 1 の通りとした。図 1
では、鉄鋼製造上流側の工程を図上部に記載し、図下部へ移動するに従い下流工程となるよう記載した。本分析では、鉄鋼製造の各工程に対し次のようにバウンダリーを設定した。
・ 上流側については、コークス、焼結鉱、ペレット製造に要したエネルギーからカウン
ト・ 下流側については、加熱炉や熱間圧延工程まで含み、冷延、メッキ類、特殊鋼などに要した追加的なエネルギーは除く
表 1

IEA[4] に記載されている鉄鋼関連部分のエネルギーバランス表[日本、2010 年] （一部抜粋）
Coke Oven(PJ/yr)

Coal
Coke

Blast

OxygenFurnace

Steel

Coke

Electric
ity
Gas

Coke Ovens-1,6001,241

Blast Furnaces

-319

-917

Iron and Steel

79

116

注1)

Total

Oven Gas
286

150

Furnace Gas

-62

-4

449

73

152

31

-6

-109
-714

229

911

ここで記載した ”Coke Ovens”、”Blast Furnaces”、 ”Iron and Steel”は、IEA エネルギーバ
ランス表[4]に記載されている項目を指す。この”Iron and Steel”は、本資料で定義した鉄鋼部門のバウンダリーとは全く異なるため注意が必要。

注2)

PJ とは 1015J を意味する

また図 1 ではエネルギーが左から右へ流れるよう記載した。図 1 左側に記載した一次エネルギー投入分とは、製鉄所に持ち込まれた原料炭や、高炉吹き込み用一般炭などを意味する。図 1 左側に記載した二次エネルギー投入分とは、購入した電力、コークスなどを意味する。図 1 右側の製鉄所外へ持ち出したエネルギーとは、外販されたコークス、副生ガ
ス、電力などを意味する。
鉄鋼生産の複雑なエネルギー収支に対し、このように世界の全ての地域で共通のバウン
ダリーを設定することにより、技術レベルを反映したエネルギー原単位の国際比較を可能にした。
IEA エネルギーバンランス表（[3], [4]）に記載された数値を、上記図 1 のバウンダリーに基づき、鉄鋼生産のために投入した正味エネルギー量を換算した。その結果を表 2 に示す。なお、表 2 の段階では高炉転炉法に要したエネルギーと電炉法に要したエネルギーの3

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

合計である点に注意が必要である。
上流側



石炭採掘、鉄鉱石採掘、製鉄所までの輸送の各工程
本分析で定義した鉄鋼部門のバウンダリー

一次エネルギー投入分



コークス製造、焼結鉱製造、ペレット製造 の各工程

(原料炭、一般炭など)



直接還元鉄(DRI)製造工程



高炉製銑工程

二次エネルギー投入分



自家発設備、酸素製造の工程（一次エネルギー換算）



転炉製鋼工程、電炉製鋼工程



鋳造工程、加熱炉及び熱間圧延工程



冷間圧延、メッキ加工、特殊鋼製造の各工程(電力、コークスなど)

製鉄所外に持ち出したエネルギーなど(副生ガスなど)

下流側

図 1 本分析で定義した鉄鋼部門のバウンダリー概略図
注1)

概略図では分かりやすさを優先し、エネルギーのループ構造を省いて図示している。実際には、副生ガス、蒸気、電力など複雑なループ構造を持つが、本推計ではこれらエネ
ルギーの正味の消費分をカウントしている。

表 2 鉄鋼生産のために投入した一次エネルギー（IEA[4]に基づき RITE 算定）[2010 年](PJ/yr)US
UK
FranceGermany
Japan
Korea
China
India
Russia
World

非電力
911
184
224
537
1,370
693
11,7201,305
2,351
24,059

電力
828
37
110
296
703
532
4,981
0
601
10,985

合計
1,739
221
335
833
2,073
1,226
16,701
1,305
2,953
35,044

注1)

非電力 = 正味で投入した電力を除くエネルギー量（実際には石炭が多くを占める）

注2)

電力= 正味で投入した電力量 (一次エネルギーベースへ変換済; 1[kWh]=3.6÷0.333[MJ]=10.8[MJ])

注3)

PJ とは 1015J を意味する

注4)

主要地域のみ記載（以下、同様）

4

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth(2) 生産方式別の粗鋼生産量の調整
次に世界鉄鋼協会（[5], [6]）の資料を基に、粗鋼生産量などの物量データを表 3 の通り整理した。転炉鋼は転炉及び平炉による粗鋼量とした。電炉は、スクラップを主な鉄源とする炉が多いが、地域によっては直接還元鉄や銑鉄も幅広く利用される。ここでは、鉄源の 100%がスクラップである電炉鋼と、鉄源の 100%を直接還元鉄と所内屑が占める電炉鋼に区分し整理した。
表 3 生産方式別の粗鋼生産量[2010 年](Mt粗鋼/yr)
US
UK
FranceGermany
Japan
Korea
China
India
RussiaWorld

スクラップ 直接還元鉄
電炉鋼
電炉鋼
31
49
0
7
2
0
10
6
0
31
13
0
86
24
0
34
24
0
565
61
0
27
14
27
49
13
5
1,007
339
72

転炉鋼

合計
80
10
15
44
110
58
627
68
67
1,417

注1)

転炉鋼には、平炉(OHF)による粗鋼生産量を含む

注2)

直接還元鉄（DRI）生産国において、直接還元鉄電炉鋼を生産したものとみなして計算(3) 生産方式別の標準的なエネルギー原単位の導入
表 3 に示した通り、地域により生産方式の比率が国により大きく異なる。例えば、米国、
インドは電炉率が高い（順に 61%、60%）。その一方、英国、ドイツ、日本、中国などは電炉率が低い（順に 25%、30%、22%、10%）。
このような差異をより適切に考慮するため、生産方式別に標準的なエネルギー原単位を
表 4 の通り導入した。
表 4 生産方式別の標準的なエネルギー原単位(GJ/t粗鋼)
転炉鋼
スクラップ電炉鋼
直接還元鉄電炉鋼
注1)

非電力
22.3
2.5
15.9

電力
4.8
6.3
7.6

合計
27.1
8.8
23.5

基本的に世界平均のエネルギー原単位（2010 年）を想定（RITE 推計値）

5

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth(4) 世界統計に基づく手法のまとめ
表 5 は、表 2 から表 4 を用いて転炉鋼のエネルギー原単位を推計したものである。いくつかの地域では、合理的な説明が困難なエネルギー原単位となっている。例えばインドの電力消費は、IEA[4]にそもそも計上されていないため（表 2）、表 5 の左右の数値に大きな隔たりがある。また、ロシアはかなり大きな数値を示している。このように地域によって統計上の不備が含まれることは、IEA 自身も認めている[2]。
表 5 世界統計に基づく転炉鋼のエネルギー原単位[2010 年](GJ/t粗鋼)
US
UK
FranceGermany
Japan
Korea
China
India
Russia
World「非電力」エネ
ルギー消費を参照
34.7
30.5
25.9
22.0
20.0
22.8
24.5
27.5
55.4
26.8

「合計」エネルギー
消費を参照
40.2
28.1
28.6
25.2
23.2
29.1
28.1
20.7
53.1
29.8

仮に統計上の不備が存在しないということを前提に考えると、電炉率の低い地域では非電力を基に推計した転炉鋼の原単位（表 5 左項）及びエネルギー合計を基に推計した転炉
鋼の原単位（表 5 右項）の両者が共に参考になる。
電炉率の高い地域では、電力消費量が電炉鋼のエネルギー原単位に左右されるため、非電力を基に推計した表 5 左項がより参考になる。
なお、多くの地域で表 5 の左項よりも右項の方が大きな数値になっているが、これはバ
ウダンリー（図 1）外の下工程での電力消費の影響による。
これまでエネルギー原単位の絶対値について見てきたが、IEA エネルギーバンランス表（[3], [4]）から時系列的な変化についても情報を得ることができる。主要地域の時系列的推移を図 2 に示す。鉄鋼需要が急激に変化した 2008 年、2009 年においてエネルギー原単位の悪化が観察されるが、これは製鉄所の稼働率低下による影響によるものと考察される。
ここで 2010 年までの 5 年間の変化率を、RITE2005 年推計値[1]に適用し求めたエネルギ
ー原単位を表 6 に示す。IEA エネルギーバンランス表（[3], [4]）は、国によって固有の傾向も観察され、この傾向が実態を反映したものであるのか、あるいは統計の不備によるものか判断は容易でないため、その絶対値だけではなく表 6 に示した時系列的変化率に着目する手法も有効な手段の一つである。

6

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth「非電力」エネルギー消費を参照「合計」エネルギー消費を参照

転炉鋼一次エネルギー消費原単位 (GJ/t粗鋼)

32.5

32.5 France

France30 Germany

30

Germany

Belgium, Luxembourg,
27.5 Netherlands, Denmark

27.5

Belgium, Luxembourg,
Netherlands, Denmark

EU (27)EU (27)

Japan

Japan

Korea

Korea

20 China

China

World
17.5
2005

World

25

25

22.5

22.5

20

17.5
2005

2006

2007

2008

2009

2010

2006

2007

2008

2009

2010

図 2 世界統計に基づく転炉鋼エネルギー原単位の推移
表 6 IEA エネルギーバランス表([3],[4])の 5 年間の変化率に基づく転炉鋼のエネルギー原単位[2010 年](GJ/t粗鋼)
US
UK
FranceGermany
Japan
Korea
China
India
RussiaWorld

IEAエネバラ5年間の変化率を参照
30.8
28.8
28.4
26.6
22.9
23.8
26.2
26.1
34.0
27.0

３． データ積み上げによる手法
世界統計に基づく手法は、地域網羅的であり時系列的変遷についても情報を得ることができるという優位性がある。一方、高炉転炉法、電炉法で消費したエネルギーの合計値が示されており、これら区分が必要である、地域別のエネルギー原単位の実態を反映しているのか統計上の不備によるものかの見分けが容易でない、といった課題がある。
そのため、IEA エネルギーバランス表（[3], [4]）に頼らないデータ積み上げによる手法も合わせて整理・参照する必要がある。本推計にあたっては、次のような幅広い複数の手法を参照した。

7

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth(1) 企業の環境報告書、協会報告に基づく手法
この手法では、企業や各国の鉄鋼協会が報告したエネルギー原単位などを参照する。企業別のデータとしては、日本の高炉五社、韓国 POSCO、インド大手企業のデータが特に参考となる。各国の鉄鋼協会が発表した数値としては、American Iron and Steel Institute、ドイツ鉄鋼協会、及び中国鋼鉄工業協会（CISA）発表のデータが特に参考になる（詳細は後述）。
ただし、提示されるエネルギー原単位や CO2 原単位は、企業別・国別にそれぞれ独自のバウンダリーや計算方法に基づいて算定されているため、相互に比較可能なエネルギー原
単位を算定するためには補正が必要となる。例えば、電力を二次エネルギーベースでカウントしている場合は一次エネルギーへの換算を行う必要がある。また転炉鋼生産当たりの銑鉄生産量（ここでは銑鋼比と記載）についても補正が必要である。バウンダリーに関しては、中間生成物（例えばコークス、副生ガス、蒸気など）の購入・外販について調整が必要である。
入手整理したデータは多岐に渡るが、参照した主要データを地域別に見ると次の通りである。

[I] 日本図 3 に、日本の高炉五社が環境報告書などで示しているエネルギー原単位、及び高炉五社の粗鋼生産量により加重平均したエネルギー原単位を示す。加重平均値は 2005 年度から
2010 年度にかけて若干改善した数値となる。

28

エネルギー原単位の報告値(GJ/t粗鋼)

日新鋼製
27
神戸製鋼

26
25

住金

24

JFE

23

新日鉄

22

高炉五社平均
21
2005

2006

2007

2008

2009

2010

年度

図 3 日本高炉五社のエネルギー原単位報告値、及び加重平均値
注1)

単位は、高炉五社の粗鋼 1 トン生産当たりのエネルギー消費量[GJ/t 粗鋼]

注2)

企業間の製品差異に加え、企業によっては関連電炉会社生産分も含むため、企業間の単純比較はできない8Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

転炉鋼エネルギー原単位(GJ/t粗鋼)

28
27
26
25

24.8

24.7

25.1

25.4

銑鋼比1.025へ補
正

25.1

24.6

24
23

23.2

22

22.8

22.6

2006

2007

23.4

23.3

2008

2009

銑鋼比補正なし

23.0

21
2005

2010

年度

図 4 日本高炉五社のエネルギー原単位加重平均値、及び銑鋼比補正後の原単位
一方、これら高炉五社の「銑鉄生産量に対する粗鋼生産量」はこの 5 年間でやや低下の傾向にある。図 4 はこのような銑鋼比の補正を実施した場合のエネルギー原単位についても示した。銑鋼比補正により、5 年間で 1.2%のエネルギー原単位の悪化とのデータを得た。
以上から、5 年間で省エネ設備普及、さらなる高炉集約化などが進んだが、結果的に稼働率低下などの影響の方がより卓越した可能性が図 4 からは示唆される。

[II] 韓国POSCO は、2008 年まで Sustainability Report[10]を、2009 年からは Carbon Report[11]を毎年発表している。2010 年までの 5 年間で CO2 原単位は 2.06tCO2/t 粗鋼から 2.13 tCO2/t 粗鋼
へ 3.4%悪化との数値が記載されている。この数値に対し、銑鋼比補正 0.6%相当、系統電力
CO2 原単位悪化の影響 0.4%相当を差し引き、結果 2.4%の悪化とのデータを得た。
現代製鉄は、第一高炉、第二高炉の火入れを 2010 年 1 月及び 10 月にそれぞれ行っている。しかし、今回、現代製鉄のエネルギー原単位について十分な情報を入手できなかった
ため2、上記 2.4%の悪化を韓国全体の数値として採用した。

[III] インド
インドについては、国営の SAIL、RINL に加え、民営の TATA、JSW などのエネルギー原単位が従来から示されている。これらデータ（[12]-[16]）を年度別、企業別に整理したのが
図 5 である。インドでは従来から単位（Gcal/t 粗鋼）を用いて示しており、図 5 では元文献との対比を容易にするため、同じく（Gcal/t 粗鋼）にて図示した（1Gcal=4.1868GJ）。
2

現代製鉄の高炉一貫製鉄所については、CDQ 導入を回避しているといった情報に基づくと、
POSCO よりもエネルギー原単位に劣る可能性があるが、これ以上の情報については入手できていない。そのため、今回、明示的なデータ反映には至っていない。

9Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

インドでは、粗鋼生産の 40%が直接還元鉄由来であり（表 3 参照）、図 5 提示の内、一部企業は直接還元鉄生産のエネルギー原単位が反映されている。高炉一貫製鉄所が主軸の 4社（SAIL、RINL、TATA、JSW）のエネルギー原単位を粗鋼生産量で加重平均し、2010 年
までの 5 年間で 6.5%の改善とのデータを得た。

9.0
SAIL

エネルギー原単位 (Gcal/t粗鋼)

8.5

8.40

8.17
8.0

RINL

8.03

7.96
7.74

7.5

TATA

7.59

7.54
7.35

7.24

ESSAR

7.16

7.0

6.95

6.74

6.72

6.81

ISPAT

6.5

JSPL
6.0
JSW
5.5
1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

図 5 インドの大手製鉄企業のエネルギー原単位報告値
注1)

参考のため、SAIL のみ数値を記載。

[IV] 米国
米国 American Iron and Steel Institute は、全粗鋼（電炉鋼含む）当たりのエネルギー原単位を示している（[17], [18]）。示された原単位をそのまま単純計算すると 2010 年までの 5 年間
で 2.8%の改善となる。ただし、これは全粗鋼当たりの銑鉄生産量の減少を考慮していない数値である。銑鋼比補正などにより 1.6%の悪化とのデータを得た。

[V] ドイツ
ドイツ鉄鋼協会は、従来からエネルギー原単位、CO2 原単位を示している[19]。エネルギ
ー原単位の報告値をそのまま単純計算すると 2010 年までの 5 年間で 3.0%の悪化となる。ただし、銑鉄生産量の比率が上昇しており、銑鋼比補正により 1.7%の悪化とのデータを得た。

10

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

図 6 ドイツ鉄鋼協会による報告
引用：文献[19][VI] 中国
中国鉄鋼業は、重点企業とその他企業の 2 区分がなされてきた経緯がある。重点企業のほとんどは中国鋼鉄工業協会（CISA）に加盟しており、エネルギー消費量などのデータを
CISA へ報告している。
文献（[20],[21]）には、CISA がまとめた重点企業のエネルギー原単位が記載されている。
ただし、エネルギー原単位の計算方法が 2005 年に変更され、2005 年データと 2006 年デー
タは連続しない。その他企業については情報が極めて限られるものの、2005 年時点については Oda et al の推計[1]、2010 年については CISA 提示の数値が得られている[22]。
以上を基に、2005 年、2010 年の重点企業・その他企業別の比較可能なエネルギー原単位を整理したのが図 7 である（銑鋼比補正前）。図 7 において中国平均値は 5 年間で 12.6%の改善となる。この期間、中国は銑鋼比が低下しており、銑鋼比補正により 8.9%の改善と評
価できる。

11

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

転炉鋼一次エネルギー消費原単位 (GJ/t粗鋼)

40
5年間で12.6%の改善

30

20

39.0
28.3

25.9
10

32.3
24.8

23.9

0
重点

その他

中国平均

重点

2005

その他

中国平均

2010

図 7 中国のエネルギー原単位の推計（銑鋼比補正前）
出典：中国鋼鉄工業協会（CISA）発表のデータや Oda et al の推計[1]などを基に RITE 整理(2) 技術普及率を参照する手法
技術普及率を参照することにより、地域間でエネルギー原単位差異が生じている理由を本質的に説明することができる。ここでは、技術の特性に注目し次の 3 区分別にそれぞれ積み上げ的に推計を行った。
・ 副生ガスの回収有効利用率
・ 省エネ技術（主要 5 種）普及率
・ 旧技術（平炉、造塊分塊）利用率[I] 副生ガスの回収有効利用率
副生ガス（コークス炉ガス COG、高炉ガス BFG、転炉ガス LDG）は発生量が大きく、どの程度回収されるか、回収されたガスがどの程度有効利用されるかは、転炉鋼のエネルギ
ー原単位を大きく左右する。
典型的な発生量は、t コークス当たり COG 7.45GJ、t 銑鉄当たり BFG 5.45GJ、t 転炉鋼当たり LDG 0.85 GJ である。t 銑鉄当たり 398kg のコークス投入（2010 年世界平均 RITE 推計値）、t 転炉鋼当たり 1.025t の銑鉄生産（本分析の基準値）とすると、t 転炉鋼当たりでCOG3.0GJ、BFG5.6GJ、LDG0.9GJ、合計 9.5GJ となる。
IEA エネルギーバンランス表（[3], [4]）に副生ガスの利用量が記されており、本推計では
主にこのデータを参照しつつも、IEA[7]による副生ガス回収による省エネポテンシャルにて確認を行い、国別の副生ガス回収による省エネポテンシャルを図 8 の通り算定した。なお、

12Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

中国については文献[20]記載の回収率や有効利用率も参照した。

副生ガス省エネﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ (GJ/t粗鋼)
0

1

2

US
Germany
EU (27)
Japan

COG

BFG

LDG

Korea
China
India
RussiaWorld

図 8 副生ガスの回収有効利用による省エネポテンシャル[II] 省エネ技術（主要 5 種）普及率
ここでは、省エネ効果が一定以上あり、かつ普及率データが相対的に入手しやすい技術
として、CDQ、TRT、焼結機ｸｰﾗ排熱回収、熱風炉排熱回収、微粉炭吹込みの 5 技術を参照
する。
これら技術普及率について、例えば中国は文献（[24], [25]）を、インドは文献[26]を、韓国は文献（[8], [10], [11]）をそれぞれ参照した。また、微粉炭吹込みについて、吹き込み量が少ない範囲ではコークスを熱量ベースで見て 1 対 1 で追い出すことができコークス生産
段階でのエネルギーロスを削減できる[2]と想定し、ここでは微粉炭吹込みによる省エネポ
テンシャルを策定した3。

[III] 旧技術（平炉、造塊分塊）利用率
ロシア、ウクライナ及びインドなどでは、平炉や造塊分塊技術が 2010 年時点でも広く利用されている。これらは 2005 年以降、それぞれ転炉、連続鋳造へ転換されつつあるが、2010年時点でも一定量利用されている[5]。これら旧技術削減による省エネポテンシャルを図 10に示す。
3微粉炭吹込みは、180kg/thm（t 溶銑当たりの石炭吹込み kg 重量）を超える水準になると、追加的なコークス追い出し効果が観測されない[2]。ここでは単純化を行い、韓国データ 174kg/thm
まではコークス追い出し効果が熱量ベース 1 対 1 で維持されるとの前提により算定を行った。

13

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

省エネ技術普及ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ (GJ/t粗鋼)
0

1

2

3

US
Germany
CDQ

EU (27)

TRT

Japan

焼結機ｸｰﾗ排熱回収

Korea

熱風炉排熱回収China

微粉炭吹込みIndia
RussiaWorld

図 9 省エネ技術（主要５種）普及による省エネポテンシャル
注1)

ドイツで CDQ の普及はごく一部にとどまるものの、advanced coke wet quenching 普及に
より還元材比の低減が図られていること[2]を前提に、その省エネ効果を差し引き図示した。

旧技術削減による省エネﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ (GJ/t粗鋼)
01USGermany
EU (27)
Japan

平炉

造塊分塊

Korea
China
India
RussiaWorld

図 10 旧技術削減による省エネポテンシャル(3) IEA[7]が推計した地域別省エネポテンシャルを参照する手法
IEA[7]は高炉転炉法の BAT 技術普及による省エネポテンシャルを図 11 の通り示している。この省エネポテンシャル(GJ/t steel)は、電炉鋼含めた全粗鋼を分母としている点、欧州など地域集約し表示している点などに注意が必要であるが、重要な情報の一つであり本推14Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

計においても参照した。

図 11 IEA[7]が示した高炉転炉法の BAT 技術普及による省エネポテンシャル
引用：文献[7](4) 地域別還元材比を基に算定する手法
還元材比（t 溶銑当たりのコークス、微粉炭吹込み(PCI)、天然ガスなど）のデータについて、基本的にドイツ鉄鋼協会が推計したデータ[27]を参照した。ただし、米国については文献[28]を、中国については文献[20]をそれぞれ参照した。

600

還元材比 (kg/thm)

550

545

528
497

500

497

505

494

552

514

天然ガス, 石油
系など

450
PCI
400
350

コークス

300

250
US

Germany

EU (15)

Japan

Korea

China

India

Russia

図 12 還元材比の推計値
注1)

単位は、トン溶銑(thm)あたりの還元材投入量(kg)４． まとめ以上の各手法によって推計されるエネルギー原単位を相互に比較しつつ、整合性や相対的な信頼性に基づき地域別の転炉鋼エネルギー原単位の推計を行った。結果を図 13 に示す。

15

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth

また、図 14 にこれまでの推計値も合わせて示す（2010 年の値は再掲）。

35

33.2

転炉鋼一次エネルギー消費原単位(GJ/t粗鋼)

30

31.1

2010

30.3

28.2

27.7

25.7

27.2

26.8

25

22.9

28.3

28.3

India

Brazil

27.1

23.8

20
15
10
5
0
US

UK

France Germany EU (27)

Japan

Korea

China

Russia Ukraine World

図 13 今回推計した転炉鋼エネルギー原単位（2010 年）

転炉鋼一次エネルギー消費原単位(GJ/t粗鋼)

35

2000

2005

2010

30
25
20
15

10
5
0
US

UK

France Germany EU (27)

Japan

Korea

China

India

BrazilRussiaUkraineWorld

図 14 転炉鋼エネルギー原単位（2000 年、2005 年、2010 年）
図 13 及び図 14 から（また以上の全分析を基に考察すると）転炉鋼のエネルギー原単位について次のことが示唆される。
・ 世界平均を見ると、エネルギー原単位がゆるやかに改善している・ 日本、韓国がとりわけ優れたエネルギー原単位となっている

16

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth・ これは、副生ガスの回収有効利用率、各種省エネ設備の普及率の差異などに起因する
・ 2008 年から 2009 年にかけて稼働率低下を余儀なくされた地域もあり、一時的なエネル
ギー原単位の悪化要因の一つと考えられる（2005 年比で見て 2010 年のエネルギー原単位が悪化した地域も観察されるが、このような稼働率低下による影響が考えられる）・ 中国などの Non-OECD 諸国は、新規設備導入や省エネ技術普及に伴いエネルギー原単位の改善がみられる・ ロシア、ウクライナは、2000 年から 2005 年にかけてエネルギー原単位の改善があまり見られなかったが、2005 年以降、エネルギー原単位の大幅な改善がみられる（これは2005 年以降の旧技術削減による影響が大きいと考えられる）

参考文献
[1]

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

[2]

IEA, Tracking Industrial Energy Efficiency and CO2 Emissions, 2007.

[3]

IEA, Energy Balances of OECD/Non-OECD Countries 2011, CD-ROM, 2011.

[4]

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

[5]

worldsteel, Steel Statistical Yearbook, 2006-2011.

[6]

worldsteel, World Steel in Figures, 2002- 2012.

[7]

IEA, Energy Technology Perspectives 2012, 2012.

[8]

新日本製鐵株式会社, ＪＦＥスチール株式会社, 住友金属工業株式会社, 株式会社神戸製鋼所, 社団法人日本鉄鋼連盟, 「中華人民共和国における鉄鋼産業に係る省エネルギー・
環境対策に関する基礎調査」, NEDO 委託, 管理番号 100011639, 2008 年 3 月.

[9]

Alliance for American Manufacturing (AAM), An Assessment of Environmental Regulation of theSteel Industry in China, 2009.

[10]

POSCO, Sustainability Report 2005-2008 (2005-2008).

[11]

POSCO, Carbon Report 2009-2012 (2009-2012).

[12]

Supreme Audit Institution of India, Report no-27 of 2010-11 for the period ended Mar
ch 2010. Annexures. http://saiindia.gov.in/english/home/Our_Products/Audit_Report/Gover
nment_Wise/union_audit/recent_reports/union_performance/2010_2011/Commercial/Report_
no_27/Report_no_27.html[13]

SAIL, Environmental Performance Report 2010-2011, 2011.

[14]

TATA. http://www.tatasteelindia.com/sustainability/2011/17

Research Institute of Innovative
Technology for the Earth[15]

TATA. http://ecocitizen.tatasteelindia.com/eco-management/energy.asp[16]

JSW. http://www.jsw.in/companies/JSWSteel_Sustainibility_Report0911.pdf[17]

American Iron and Steel Institute. http://www.steel.org/Sustainability/Energy%20Reduction.

aspx
[18]

American Iron and Steel Institute. http://www.steel.org/en/Making%20Steel/Technology/Energ
y%20Intensity.aspx[19]

Steel Institute VDEh, http://www.icrf2012.com/files/0900_hans_juergen_kerkhoff.pdf[20]

中国鋼鉄工業年鑑編集部編, 「中国鋼鉄工業年鑑」中国鋼鉄工業年鑑編集部, 2005-2011.

[21]

中国鋼鉄統工業協会編, 「中国鋼鉄統計」中国鋼鉄統計編集部, 2005-2011.

[22]

Huang Dao, Energy Efficiency in China Iron and Steel Industry, International Workshop on
Industrial Energy Efficiency, China Iron & Steel Association, New Delhi, January. 27-28, 2010.
http://www.iea.org/work/2010/india_bee/dao.pdf[23]

Junichiro Oda, Keigo Akimoto, Fuminori Sano, Toshimasa Tomoda, Diffusion of energy efficienttechnologies and CO2 emission reductions in iron and steel sector, Energy Economics, Volume 29,
Issue 4, pp.868–888, 2007.

[24]

王維興,「 2010 年重点鉄鋼企業能耗述評」, 世界金属導報, 3 月 8 日, 2011.

[25]

王維興, 「鉄鋼工業能耗現状和節能潜力分析」, 中国鉄鋼業, 4 月, 2011.

[26]

新日本製鐵株式會社, ＪＦＥスチール株式会社, 住友金属工業株式会社, 株式会社神戸製鋼所, 社団法人日本鉄鋼連盟, 「インド共和国における鉄鋼産業に係る省エネルギー・ 環
境対策に関する基礎調査」, NEDO 委託, 管理番号 20090000000887, 2009 年 3 月.

[27]

Steel Institute VDEh, http://www.stahl-online.de/english/documents/Increased_Efficiency_eng.pdf[28]

Association for Iron & Steel, 2011 AIST Industry Roundups, North American Blast Furnace
Roundup, 2011.

18