V i s i o n2023

2024

2CO
2040
2030
CN を実現する
製鉄プロセスとは政府が 2050 年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする︑カーボンニュートラル︵CN︶を目 指 すことを 宣％を排出している鉄鋼業界14

言したのは 2020 年のことでした︒こ〜13れを実現するためには︑日本の CO 2排出量のの取り組みが必要不可欠です︒

例 え ば︑鉄 は リ サ イ ク ル 性 が 高 い ので︑CO 2排 出 量 が 少 ない﹁電 炉﹂でス ク

ラップを溶かして再利用すれば︑一気にCO 2排出量を減らせるのではないかという意見がありますが︑堀見泰資参与は﹁実は︑スクラップだけで必要な鉄を供給するのには量が足りません﹂と指摘します︒﹁2020 年 の 粗 鋼 生 産 量︑つ ま り 鉄億トンです︒すべての7鉱石から新たにつくられた鉄は世界で約19億トンです︒これに対して︑スクラップの発生量は約スクラップを有効活用するだけでは︑約12億トンの鉄が不足することになります︒

このギャップは 2050 年でもあまり変わらないと予想されているため︑鉄鉱石を高炉等で還元する製鉄プロセスが必要になるのです﹂︵堀見参与︶

スクラップの活用には量の不足以外に︑もう一つ︑﹁品質﹂についての課題があります︒不純物の多いスクラップから︑自動 車 の ボ ディに 使 用 さ れ るハ イ テ ン や︑モーターに使用される電磁鋼板などの高級鋼を大量に製造することは困難なのが実情です︒

2050

日本製鉄
カーボンニュートラルビジョン 2050

製鉄プロセスの未来図
カーボンニュートラル社会を実現するためには、鉄鋼業界の CO2 排出量削減の取り組みが必須です。日本製鉄は、「日本製鉄カーボンニュートラルビジョン 2050」を掲げ、経営上の最重要課題として取り組んでいます。高炉水素

世界のスクラップ発生量と粗鋼生産量のギャップ（億 t）

スクラップ発生30

粗鋼生産27251920151021502015 年

季刊

Vol.19ボンニュートラルを目指します。その実現に向けた製鉄

72020 年「量」の視点から92030 年2050 年

スクラップ発生量

粗鋼生産量

プロセス開発のロードマップについて、日本製鉄の堀見泰資

スクラップ循環の拡大に加え鉄鉱石からの生産・使用が不可欠
出典元：日本鉄鋼連盟「ゼロカーボン・スチールへの挑戦」
より

11（2013 年比）、2050 年のカー
CO2 排出を 30% 削減し（この状況は 2050 年においても同様）

1215126セット対策などを含めた複線的なアプローチで 2030 年に121610還元をはじめとする革新的プロセス開発と、カーボンオフスクラップだけでは世界の鋼材需要を満たせない参与に伺いました。
日本製鉄（株）グリーン・トランスフォーメーション推進本部
総合企画部

堀見 泰資 参与

季刊

Vol.1910

2050 年に向けた日本製鉄の製鉄プロセス開発ロードマップ

カーボンニュートラル生産プロセスの実現

2023﹁＋アルファ﹂の技術開発

カーボンニュートラルを実現するためにはどのような製鉄プロセスが必要なのでしょうか︒堀見参与は﹁現在︑① 大型電炉での高級鋼製造︑② 水素による直接還元鉄製造︑③ 高炉水素還元の つの技術開発に取り組んでいます︒さらにプラスアルファの技術として︑ＣＯ ２を分離・回収溶融する必要があります︒さらに︑使用題も解決する必要があります﹂︵堀見参与︶

できる鉄鉱石の品質が限られるという課

次世代の高炉﹂﹁ Super COURSE50
つ目の技術開発が︑高炉水素還元です︒

これは鉄鉱石の還元剤としてコークスに加えて水素を利用することで︑CO 2排出高 品 質 の 鉄 を 大 量 につく るこ と が で き﹁高 炉 は さ ま ざ ま な 品 質 の 鉄 鉱 石 か ら量を削減する技術です︒

ボンニュートラルを実現するためのロードる 優 れ た 方 法 で す︒ COURSE50︵ CO₂化すればよいというわけにはいきません︒

用できるからです︒ただし︑単純に大型るとともにさらに加熱した水素を用いる︶
プロジェクトでは常温で水素系
Earth50
ガスを用いることでＣＯ ２排出削減を進め

Ultimate Reduction System for Cool

高級鋼を可能な限り大量に製造する必要業が難しくなる中で︑鋼材品質の造り込参与︶

CO 2の発生量を実質ゼロにできる理想的

現在は鉄鉱石とコークスで行っている高炉による製鉄ですが︑コークスの一部をガスを使って行われています︒天然ガス﹁水素による還元鉄製造は︑現在︑天然きるようになります︒

えることで︑さらにＣＯ ２排出量を削減で技 術 に 加 えて︑原 料 の 鉄 鉱
COURSE50
石の一部を前述した直接還元鉄に置き換／ SuperCOURSE50を水素に代えることで CO 2発生量を削減﹁直接還元鉄の使用も視野に入れながら︑水素に置き換えるしようとする方法ですが︑そのためのシャ﹁どの 技 術 が ベス ト とい う こ と で は な

与は指摘します︒

そして技術開発の課題もある︑と堀見参

どの技術にもメリットとデメリットがあり︑ラルを実現するための製鉄プロセス技術ています︒日本製 鉄はカーボンニュート用が︑これらの技術開発の推進につながっ﹁グ リ ーン イノベー ション 基 金︵※の︶ 活る多彩な解析技術も格段に進歩しています︒

法です︒さらに現在では︑それを促進す

本製鉄が行ってきた確実な技術開発の手ながら実証していく手法はこれまでも日段階的に試験規模をスケールアップし計画を進めているところです﹂︵堀見参与︶間の規模の試験炉での実証が必要で︑現在︑を確実に実現するためには︑これらの中て利用するためには︑高炉・電気炉等で生産する還元鉄は固体なので︑鋼材としる場所に設置する必要があります︒また︑がら︑ つの技術開発を進めていきます﹂

うとしています︒大きな使命感を感じな歴史の中で︑大きな技術革新が行われよう側面もあります︒高炉技術 300 年の本の産業を新しい技術で再構築するといには︑さまざまな課題がありますが︑日﹁カーボンニュートラルを実現するためた取り組みが必要であることを強調します︒

ボンニュートラルの実現には官民をあげ設備が必要です﹂と話す堀見参与は︑カーで な く︑大 量の水 素 や CO 2を回 収 す るい製鉄所には︑新しい製鉄プロセスだけこれに CCUS を加えることで︑実質的うしても CO 2が発生してしまいますが︑きます︒コークスを使用する高炉ではどいきます﹂︵堀見参与︶

技術開発を後押しする
グリーンイノベーション基金
ここまで紹介した つの技術開発には︑

立方メー

カーボンニュートラルな高級鋼を世界︵堀見参与︶

3なカーボンニュートラルの実現を目指してく︑どのような組み合わせにも対応でき開発を担っていますが︑グリーンイノベー

た︑現在の試験炉の規模は約

日本製鉄はカーボンニュートラル実現にかかわる研究開発を加速するために、新たな研究設備を波崎研究開発センター（茨城県神栖市）に建設中です。

拠点の名称「Hydreams（ハイドリームズ）」は、Hydrogen

Direct Reduced Ironmaking and Electric Arc Multi-

電気アーク製鋼用多目的炉）から名付けられました。

purpose furnaces for Steelmaking（水素直接還元製鉄・の技術開発を行いますが、現在、そのための小型試験還元炉

Hydreams では、大型電炉とその原料となる還元鉄生産や小型試験電気炉を建設しています。小型試験電炉は 2024年度より、小型試験還元炉は 2025 年度より、運用を開始する予定です。

技術開発をこれからも続けていきます︒「Hydreams」に供給していく︒日本製鉄はそのための新たな CN 研究開発の拠点調達や輸送︑CCS などの開発も行われ

出典元：NEDO 製鉄プロセスにおける水素活用プロジェクトています︒カーボンニュートラルな新し試験炉の運用開始を目指し着々と建設が進む

トルで す が︑大 型 高 炉 は 約５０００立方12

メ ー ト ルで す︒ Super COURSE50
高炉ションへの 政 府 の 支 援 で︑水 素 の 製 造︑るように︑技術開発を進めています︒ま％以上の CO 2排出量削減を目指していフト炉は水素が安価に安定的に入手できな製鉄プロセスに見えます︒％のＣＯ ２削減を確認しています﹂︵堀見みを含め︑新たな電炉操業技術を開発しつ 目 の 水 素 に よ る 還 元 鉄 製 造 は︑ていく必要があります﹂︵堀見参与︶

33があります︒大型化することにより︑操の開 発 も 並 行 して 進Super COURSE50
めており︑これまで︑試験高炉において早い理由は︑従来からの電炉の技術を活﹁大型電炉での高級鋼製造の実現が最もマップを示します︒︶
技 術 も必dioxide Capture and Storage
要だと考えています﹂と︑２０５０年にカーして︑地中などに貯留するＣＣＳ︵ Carbon3350

2023

32CO2削減▽50％以上CO2削減▽33％確認

CO2削減▽22％確認3

実機化

12Vol.19
季刊
Vol.19季刊

13先進的CCS事業実施調査（JOGMEC）

CCS

Super
COURSE50 実機化
実機化技術確立
中規模試験（検討中）

君津試験炉でSuper COURSE50
試験開始

高炉
水素還元

COURSE50
実機化開始
2008〜〜2030〜2040頃

君津第2高炉で実機実証開始
2022

〜2030
COURSE50開発開始

2026

3八幡電炉転換

2実機化
技術確立
波崎研究開発センター
スケールアップ
小型試験還元炉実証試験開始設置・試験開始

水素による還元鉄製造

2024

波崎研究開発センター
小型試験電炉(10t/ch)
設置・試験開始〜2040頃
2027
2025
波崎研究開発センターで大型電炉とその原料となる還元鉄生産を一貫開発（日本製鉄 東日本製鉄所君津地区構内） 出典元：NEDO 製鉄プロセスにおける水素活用プロジェクト
Super COURSE50の開発が進められている試験炉とCO2 分離・回収装置

広畑電炉で電炉プロセス推進
電磁鋼板生産開始 プロジェクト設置

大型電炉での高級鋼製造

電炉転換
本格検討開始

広畑
電炉拡大
広畑電炉
商業運転開始12023

電炉での高級鋼製造の知見を蓄積

〜2050
〜2030
2022

※ グリーンイノベーション基金：総額 2 兆円でNEDOに創設された基金。研究開発・実証から社会実装までを見据え、官民で野心的かつ具体的な目標を共有し、企業などの取り組みに対して最長10 年間の継続的支援を行うもの。製鉄プロセスにおける水素活用プロジェクトには 4,269 億円が割り当てられている。