Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
において、粗鋼生産に占める電炉鋼の割合（「電炉鋼シェア」）は2030年まで2010年レベルにとどまるという想定で分析を実施した。なお、CO₂回収・貯留（CCS）については、2030年時点での商用化の見通しが不確実なため、両分析において検討していない。

### 3.2 海外における鉄鋼部門の低炭素化政策の事例調査研究

本コンポーネントでは、日本同様に先進国でありながら転炉鋼生産量が大きく、気候変動対策分野でも世界をリードしている欧州連合（EU）や、日本の主要競争国である中国および韓国における、鉄鋼部門の低炭素化に関する政策や鉄スクラップのリサイクル政策の最新動向について、ヒアリングを含む調査研究を行った。上記3カ国・地域について、主に次の3つの項目に関するヒアリングを含めた調査研究を実施した（1）排出量取引制度（ETS）や炭素税など、炭素価格付け政策の現状と今後の展開、（2）鉄スクラップ回収および利用の拡大へ向けた方策、（3）革新的製鉄技術の研究・開発。その上で、分析・評価した諸政策について、日本へのインプリケーションと日本における適用可能性についても検討した。

### 3.3 鉄鋼部門の低炭素化へ向けたインセンティブ付け施策の評価

鉄鋼部門におけるインセンティブ付け施策について、温暖化対策政策の産業競争力への影響と炭素リーケージについて包括的なレビューを行ったZhang（2012）にて引用されている文献や、多国間政策協調について分析したその他の文献について、（1）炭素リーケージ率の規模、（2）インセンティブ付け政策の一国実施と多国間共同実施による国内鉄鋼部門への影響の差、（3）炭素リーケージ対策の効果、を中心に論点整理を行った。

#### 4. 結果及び考察 ※4. のうち、結果についてはサブテーマごとに記載すること。

### 4.1 国内鉄鋼部門からのCO $ _{2} $ 排出に関する削減ポテンシャル分析

#### 4.1.1 分析A

国内鉄鋼部門の2030年における総CO₂排出量と各種対策による排出削減量を図1に示す。REFシナリオとBATシナリオでは2030年のCO₂排出量はそれぞれ基準年比1400万トンと1000万トン増加している。しかし、廃プラスチック利用およびPCIを拡大するとそれぞれ約400万トンと約300万トンの追加的CO₂排出削減につながる。さらに、転炉でのスクラップ利用拡大により約900万トンの追加的CO₂排出削減が可能であることが示された。本分析では、粗鋼生産量が2030年まで1億2000万トン/年という高いレベルで推移する場合、電炉鋼シェア拡大やCCSに依存することなくCO₂排出量を基準年レベル以下に低減させるには、転炉でのスクラップ利用の拡大が必要なことが示唆された。また、本分析で想定した2030年の老廃スクラップ回収量の下では、転炉のスクラップ配合比を最大化するだけで、電炉鋼シェアを拡大せずとも回収老廃スクラップのほぼ全量を国内で消費することができるが示された。

なお、日本鉄鋼連盟の「対炭素社会実行計画フェーズII」(日本鉄鋼連盟 2014)では、CCSを除いた場合、2030年にベースライン比でCO₂排出量を640万トン削減するとしている。本分析はBAT導入およびコークス代替還元材利用最大化だけでも、日本鉄鋼連盟の見積もりを大きく上回る1100万トンの削減が可能であることを示した。

図 1: 国内鉄鋼部門からの2030年におけるCO $ _{2} $ 排出量
ERシナリオについて2030年における対BATシナリオ比での追加的CO₂排出削減に係る費用を図2に示す。高炉へのPCI拡大と転炉でのスクラップ配合率拡大の2つの追加的対策について、PCI拡大は300万トン以上のCO₂排出削減をマイナスのコストで実現できることが示唆された。この結果はRibbenhed et al. (2008)などの先行研究の結果と一致しており、近年高炉メーカーがPCI関連の設備能力を強化していることの説明がつく。

一方、転炉でのスクラップ配合率拡大によるCO₂排出削減費用は1トン当たり約US$110（約9,700円）という結果を得た。この結果はスウェーデンの一貫製鉄プロセスにおけるスクラップ利用拡大に関する先行研究の結果（$38/t-CO_{2}$）（Wang et al. 2009）よりは高くなっているが、その理由として各種前提条件の違いや、我が国の一貫製鉄プロセスのエネルギー効率が非常に良いために銃鉄の代替による省エネ効果が小さいことが挙げられる。また、この結果は「エネ環」策定にあたり4つのモデルにより算出された（NPU 2012）、GHG排出量を2030年に1990年比20-25％削減させる場合の限界削減費用のレンジ（5886-56183円/t-CO₂:原子力の割合0-20%）と比べても、十分検討するに値するレベルであるといえる。

図 2:2030年におけるERシナリオの追加的CO₂排出削減に係る費用(対BATシナリオ比)

転炉でのスクラップ利用拡大による転炉鋼中の平均銅濃度の変化を図3に示す。高級鋼材とされる製品の中で最も基準が厳しい製品では銅混入率を0.06質量％以下に抑える必要があるが(Takeuchi 2009)、本分析では老廃スクラップが転炉で多く消費される場合でもそのレベルには達しないことが示唆された。

図 3: 転炉スクラップ利用拡大による転炉鋼中の銅濃度(混入源別)の変化

#### 4.1.2 分析B

2030年時点での最低限必要な高炉およびコークス炉能力の試算に関して、高炉については、2010年の90 Mt/年から1割弱減の82.9 Mt/年と算出された。一方、コークス炉については2010年の44 Mt/年（鉄鋼業消費分相当）から約3割減の29.1 Mt/年と算出された。コークス炉設備能力の減少幅が大きいことについては主に2つの
理由が考えられる。一つは現状でコークス炉の設備利用率が70-80%程度で推移しているなど、設備能力が余剰になっていることが挙げられる。二つ目は、コークス消費の削減は代替還元材の利用拡大のみならず、転炉スクラップ利用の拡大によっても実現可能であるなど、削減の余地が大きいことである。

必要最低限の高炉およびコークス炉の設備能力の下での操業可能性を考慮した、各シナリオの主要結果を表1に示す。粗鋼生産量が120 Mt/年と高レベルで推移する場合、設備能力の制約から、転炉でのスクラップ利用の拡大やコークス代替還元材の利用拡大は、CO₂排出削減に関係なく最大化させる必要があることが明らかになった。一方、粗鋼生産量が90 Mt/年まで低下する場合、最低限の設備利用率（本分析では85％に設定）を維持するために転炉でのスクラップ利用を最小に抑える必要があると同時に、コークス不足とならないようコークス代替還元材の利用は最大化させる必要があることが明らかになった。その結果、2030年に想定しうるCO₂排出量は2010年比でマイナス4-21%であることが明らかになった。なお、粗鋼生産量が105 Mtの場合のCO₂排出量は、2010年比でマイナス11-16%となると算出された。同時に、粗鋼生産量が90 Mt/年レベルまで低下する場合、電炉鋼シェアを上げない限り国内スクラップ余剰が17.4 Mt/年まで増加する可能性が示唆された。

表 1: 必要最低限の高炉およびコークス炉の設備能力の下での各シナリオの主要結果

粗鋼生産量/シナリオ	120 Mt	105 Mt	90 Mt
ER	High Emission scenario	Low Emission scenario	High Emission scenario	Low Emission scenario
転炉スクラプ投入(t/t-粗鋼)	0.221	0.155	0.221	0.104	0.104
PCI(t/t-銑鉄)	0.200	0.174	0.200	0.140	0.196
コークス炉設備利用率	100%	100%	87.1%	100%	85%
高炉設備利用率	100%	94.1%	87.7%	85%	85%
一次エネルギー原単位(GJ/t-粗鋼)	18.7	19.5	18.7	20.2	19.9
CO₂排出量(Mt)	168	156	147	143	138
CO₂排出量(2010年比)	-4%	-11%	-16%	-18%	-21%
CO₂排出原単位(t/t-粗鋼)	1.67	1.78	1.67	1.91	1.84
国内スクラプ余剰(Mt)	0.4	10.1	4.8	17.4	17.4

要設備の寿命パラメータ設定がCO₂排出削減量と2030年までに必要な設備導入量にどのような影響を与えるかについて、感度分析を行った。設備寿命を5年（コークス炉は10年）延長させた場合の、2010年から2030年の間に必要な設備導入量（新設・更新）の変化を図4に示す。寿命延長により2030年までに必要な設備導入量が、高炉については72 Mt/年から46 Mt/年に、コークス炉については26 Mt/年から4 Mt/年に、それぞれ減少することが明らかになった。

一方、主要設備の寿命延長によるCO₂排出削減量の減少は、いずれのシナリオにおいても1 Mt-CO₂/年以下にとどまることも明らかになった。この理由としては主に2つが考えられる。1つ目は、省エネの大きい発電設備の大半の更新時期が2025年以前に集中しているため、5年の寿命延長を実施しても2030年の結果にほとんど影響しないことである。2つ目は、他の主要設備においては設備更新による省エネ効果がもともと小さく、寿命延長による影響が限定的なことである。

図 4: 高炉およびコークス炉の設備寿命を既定値よりそれぞれ5年と10年延命させた場合の、2010年から2030年の間に必要な設備導入量(新設・更新)の変化
### 4.2 欧州およびアジアの鉄鋼業における、低炭素化へ向けた政策事例研究

● ETS や炭素税については、中国や韓国などのライバル鉄鋼生産国でも本格導入の流れができつつある。これら炭素価格付け政策が直ちに両国の鉄鋼部門に影響を及ぼす可能性は低いが、これまで省エネ技術普及でリードしてきた国内高炉メーカーも低炭素化の国際ルール作りでは主導権を握られる可能性がある。EU ETS からは、本来推進されるべき電炉メーカーが高炉メーカーより経済影響を受けたことが明らかになっており、日本で炭素価格付けが実施される際は十分留意せねばならない。

● 低炭素製鉄技術開発においては、日本は比較的規模の大きい CCS 技術開発支援を継続しており、できるだけ早い時期の実用化に向けて今後一層の支援拡大が求められる。一方、韓国はスクラップ配合率 50% 以上が可能な転炉技術を開発していることは注目に値する。日本も JFE スチールなどが 2030 年 30% 配合を目指して技術開発を行っているが、今後の東アジアでの鉄スクラップ供給の急増を考えると技術開発をより強化すべき分野であるといえる。

● 2030 年に向けては東アジアで鉄スクラップ回収が急増し、日本・中国・韓国がいずれもスクラップ（大）輸出国となる可能性が示唆される。地域的なスクラップの需給ミスマッチを回避するためにも、東アジア諸国はできる限り地域内で鉄スクラップ消費を拡大するよう政策協調すべきであり、同時に東アジアの余剰スクラップが確実に需要地に届けられるよう、遠隔地への輸出インフラ整備でも協調していく必要が出てくるかもしれない。

● EU、韓国ではスクラップ回収および利用拡大を目的とした政策は特に実施していない。一方、中国では大規模な政策展開を行っているのは中国であり、老廃スクラップ回収率にもまだ改善の余地があるとみられることから、今後日本による技術やインフラ面での協力が期待される。

### 4.3 鉄鋼部門の低炭素化に向けたインセンティブ付け施策の評価

炭素価格付けによる産業への影響分析の文献レビューを実施したZhang（2012）によると、リーケージの影響については、一般均衡モデルと鉄鋼部門に特化した部分均衡モデルの間で結果が異なることが示唆されている。具体的には、一般均衡モデルを用いた場合、経済全体での炭素リーケージ率はパラメータ設定によっては100%を超える（世界全体での総排出量が増加する）結果もみられたものの、全体的には鉄鋼部門に特化した部分均衡モデルにおけるリーケージ率の結果より低かった。その一方で、部分均衡モデル分析においても100%以上の炭素リーケージ率を報告する文献はなかった。

鉄鋼部門に特化した分析における炭素リーケージ率については、10−25$/tCO_{2}と比較的低いレベルでも35−45%の高いリーケージ率が報告されており、100$/tCO_{2}を超える場合は70%以上に達する可能性が示唆されている。低炭素化のインセンティブ付け政策を一国で実施した場合と先進国が協調して共同実施した場合では、共同実施の方が国内鉄鋼部門への影響は小さいことが示唆されている。

炭素価格付けによる産業競争力低下や炭素リーケージへの対策としては、生産量ベースの還付（output-based allocation）や国境税調整などが挙げられる。これら対策の効果については、文献によって見解が分かれるため、どちらの対策がより効果的かについては、目的や対象となる部門および国・地域によって異なる。鉄鋼部門における国境税調整については、炭素リーケージ率を大幅に抑制する効果が報告されている。両政策を比較した場合、炭素価格付けの対象となる部門全体として見ると、生産量低下を抑制するのが主目的であれば生産量ベースの還付、炭素リーケージの抑制が主目的であれば国境税調整の方が効果的であることが示唆されており、税収還流と国境税調整の効果を比較した別の研究論文も、同様の結果を示唆している。

### 4.4 日本およびアジアの鉄鋼部門における低炭素化実現へ向けた提言

## 国内鉄鋼業からの中長期的な GHG 排出削減

「エネ環」および日本鉄鋼連盟の想定である2030年の粗鋼生産量120 Mt/年において、2010年時点での操業条件での生産が可能な設備能力を2030年まで維持することを前提とした分析Aでは、転炉でのスクラップ利用拡大を通じたCO₂排出削減の費用は$110/t-CO_{2}$と算出された。しかし、120 Mtという生産量想定は、既往研究における想定の中でも最大値であることが明らかになった。将来粗鋼生産量の不確実性が大きい中（90-120 Mt/年）で大型の設備投資を最小化させるべく、必要最小限の設備能力の維持を想定した分析Bでは、転炉スクラップ利用の最大化しない限り、120 Mt/年の粗鋼生産を実現することができないことを示している。この2つの結果からは、CO₂排出削減費用として算出された$110/t-CO_{2}$の一部または全部が、2030年頃における国内鉄鋼業の立ち位置が不透明な中、経営上の各種リスクを最小化するための必要コストとして見なしうることが示唆される。同様のことがコークス代替還元材利用の拡大についても言える。今後スクラップやコークス代替還元材の利
用拡大について検討する際には、単にCO_{2}排出削減の効果だけではなく、中期将来に向けた経営リスク分散への貢献についても十分に考慮すべきであるといえる。一方、分析Bでは国内高炉の改修・更新に係る設備費用等について信頼性の高いデータがなかったことから詳細な経済性分析を実施することはできず、今後の課題である。

また、分析Bより、2030年における粗鋼生産量が90−120 Mtの幅の中で必要最小限の設備能力の維持を想定した場合、CO₂排出量は2010年比で4−21%削減の幅に収まると算出され、粗鋼生産量105 Mt/年ではCO₂排出量は2010年比11−16%削減と算出された。近年の粗鋼生産量はおおよそ105−110 Mt/年で推移してきたことから、2030年まで国内鉄鋼業が現在と同レベルの国際競争力を維持するならば、この値は今後日本の2030年GHG排出削減目標案を精査するに当たって一つのベンチマークとなりる。

## 技術開発

技術開発の観点からは国内対策として（1）電炉以外のスクラップ大量消費技術の開発・導入と（2）CCS大規模導入が、今後の国内鉄鋼業における低炭素化の鍵を握る。これら2つの技術は、韓国も研究開発を進めており、日本としても遅れを取らないよう支援を強化していくことが重要である。（1）については、日本・環境省はこれまで主に電炉業における高級鋼材生産技術の開発を支援してきたが（Tokyo Steel 2013）、今後はスクラップ大量消費型転炉とその関連技術（銅除去技術など）の研究開発も支援していくべきであろう。今後世界的に温暖化対策が強化されていく流れの中で、電力価格は世界各地で上昇していく可能性が高い。よって、鉄スクラップ大量消費利用技術についても、電炉以外の技術が商用化されることは意義があり、市場のニーズも今後高まっていくものと考えられる。また（2）については、分析Bでは主要設備の寿命延長によるCO₂排出削減量の減少は限定的であることが明らかになっており、2030年以降の大幅なCO₂排出削減を達成するにはBAT技術を最大限導入するより既存設備をできる限り延命し、2030年頃の実用化が期待されるCCS付低炭素高炉などの先端技術に投資を集中させる方が効果的である可能性を示唆している。その前提として、CCS技術が2030年までに確実に商用化されている必要がある。日本政府も鉄鋼プロセスに特化したCCSロードマップを作成し、これまで以上に研究開発を支援していくことが重要である。韓国は2020年頃のCCS商用化を目指しており、また中国には巨大なCCSは市場ポテンシャルがあることから、国内鉄鋼業としても市場参入で出運れないよう今から対策を進めていくべきである。政府および国内鉄鋼業としては、現在の研究開発ペースを加速させながら必要なインフラおよび法整備を進め、国内での商用化を前倒しして国際的なCCS大規模導入に備えるべきであろう。また、（1）と（2）では同じCO₂排出削減を実施するにしてもそのインプリケーションは大きく異なる。（1）は鉄鉱石からスクラップへの鉄源の大きなシフトを意味する一方、（2）は引き続き鉄鉱石を主要鉄源とした鉄鋼生産体制を維持することを意味する。今後の輸入鉄鉱石の更なる品質劣化の可能性も考慮しながら、バランスの取れた戦略を練ることが重要になる。一方、これら技術は今後海外でもその重要性は増すことから、国内対策で開発・導入したものを海外で展開していく流れが理想であろう。

## スクラップ回収および利用拡大

分析 B においては、2030年の粗鋼生産量が90 Mt/年に低下した場合、国内鉄鋼部門は転炉鋼生産の設備利用率を最大化させるために転炉スクラップ利用を抑制するための、老廃スクラップ回収量の増加と相まって、国内のスクラップ余剰が14 Mt/年近くに達する可能性が示唆された。将来の中国や韓国のスクラップ需給状況も考慮すると、日本は2030年には今日のスクラップ市場のほぼ全てを失うと同時に、これまで以上に厳しいスクラップ輸出市場競争に晒される可能性がある。東アジアでスクラップがだぶつけば価格が低下すると同時にスクラップ回収率も低下するため、資源循環促進の観点からも温暖化対策の観点からも決して好ましい状況ではない。国内および東アジアで回収された老廃スクラップが確実に全量消費されるには、国内および域内でできるだけ多くを消費することを検討するだけでなく、東アジア地域内で消費仕切れない分をインド等の遠隔の需要地に確実に届けるため、東アジア内の貿易とは異なるインフラ整備が必要になる。

## 低炭素化のインセンティブ付け政策

2030年に向けて国内鉄鋼業の低炭素化を進めるには、明確なGHG排出削減目標とそれに整合した炭素価格付けが必要になる。フェアな国際競争環境を維持するには他の鉄鋼生産国と連携して実施する必要があるが、連携する国々で一斉に価格付け制度を導入するのは難しい上、国境税調整や補助金などの施策はその実効性について見解が分かれているだけでなく、WTOルールに抵触する可能性もある。日本としては、中国や韓国を含む東アジア諸国ならびにIEAやWBCSDなどの国際機関にも働きかけ、まずは東アジア数カ国の主要高炉メーカー間での炭素価格付け協定を策定する道を模索すべきであろう。同時に、輸入鋼材との価格競争に晒されていない一部の国内向け鋼材については、スクラップ多使用材を含む低CO₂排出製品の間接税減税などの税制優
遇を短期的な施策として検討する価値はあると考えられる。

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

これまで2030年という国際気候変動対策の文脈で重要な将来断面に焦点を当て、国内鉄鋼業の低炭素化実現について東アジアの鉄鋼業および鉄リサイクルの動向および見通しも考慮した包括的な分析は実施されていなかった。また、温暖化対策、資源循環および競争力の維持という3つの重要な論点について、それぞれを深掘りした研究はこれまでにもあったが、これらを包括的に分析した研究は少ない。

鉄鋼部門の低炭素化についてはこれまで、「高CO₂排出な高炉転炉法」対「低CO₂排出な電炉法」という二項対立がしばしば見られたが、本研究の結果は2030年へ向けてこの二項対立からの脱却の必要性を示唆している点で、近年実施された他の研究と一線を画する。本課題で検討した鉄スクラップ利用とCO₂排出削減およびトランプ・エレメントに関しては、過去にも検討されているが（原田 2004; Mukai et al. 2003）、現在の国内鉄鋼業を取り巻く環境および技術進展状況も考慮した上で、中期将来のインプリケーションを議論した研究は少ない。また、2030年においても120 Mtの高い粗鋼生産量が維持される場合、国内回収スクラップは電炉鋼シェアを拡大させずとも転炉での消費拡大によりほぼ全量国内で消費できることや、老廃スクラップの利用を拡大しても、転炉鋼の銅濃度は高級鋼材生産に影響を与えない程度にとどまるといった分析結果は、政策形成上も新しく有益なものである。

さらに、将来の粗鋼生産量見通しの不確実性が大きい中、最低限必要な設備能力に焦点を当て、スクラップ利用やコークス代替還元材利用についてCO_{2}排出削減だけでなく、将来の投資リスク回避のための方策としても検討した既往研究は少ない。鉄スクラップ利用についても、既往研究ではいかに国内消費を拡大するかに注目してきたが、本課題ではシナリオによっては現在よりはるかに多い量の老廃スクラップを現時点でほとんど取引のない遠隔地に輸出しなければならない可能性があることも示した。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

本報告書提出時点で行政が既に活用した成果はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

本課題より得られた成果は、間接的ながら2020年以降の温暖化対策目標の策定の議論に貢献している。2020年以降の温暖化対策目標策定に関する経産省・環境省の約束草案検討合同小委員会（以下、「INDC合同小委」）では、国内鉄鋼部門からのGHG排出削減については経団連の低炭素社会実行計画フェーズIIの内容がそのまま反映され、議論の余地がなかったことから、成果は環境省とも共有されていたものの実際に行政に活用される機会は得られなかった。しかし、本課題のアドバイザーであり、またINDC合同小委の委員でもある、国立環境研究所の藤野純一主任研究員には、本課題より得られた成果が全て報告されている。また、環境省の下で2020年以降のGHG排出削減シナリオの作成を行っているみずほ情報総研へは、講師としてお招きいただいた際に本課題より得られた成果の詳細を紹介している。

さらに、各国の2020年以降の温暖化対策目標案(INDC)は今後、UNFCCCを含む国際的なプロセスにおいてその内容が検証・協議される見込みであり、その結果によっては日本のINDCも修正される可能性がある。本課題の研究成果はそれら国際プロセスにおいて引用・活用されることが期待される。

#### 6. 研究成果の主な発表状況（別添.報告書作成要領参照）

## (1) 主な誌上発表

## く査読付き論文>

1) Kuramochi, T., in press. “Assessment of midterm $ CO_{2} $ emissions reduction potential in the iron and steel industry: a case of Japan”. In press for publication in Journal of Cleaner Production.

## く査読付論文に準ずる成果発表>

1）倉持壮；「2030年における国内鉄鋼部門のCO₂排出削減ポテンシャル評価～電炉に頼らない排出削減の可能性～」、環境経済政策学会2014年大会投稿論文.2014年9月14日、法政大学多摩キャンパス、東京。
## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1）倉持壮；「エネルギーミックスと温暖化対策目標～長期目標の観点から～」，環境経済・政策学会20周年記念シンポジウム「エネルギーミックスと温暖化目標」，2015年5月8日，東京・明治大学.

2）倉持壮；「2℃目標達成へ向けた日本の温暖化対策の方向性〜カーボン・バジェットと資源循環の観点から〜」、Deep Decarbonization Pathways Project報告セミナーおよび環境研究総合推進費2-1402報告会、2014年10月7日、東京工業大学蔵前ホール、主催：国立環境研究所。

3）倉持壮；「2030年における国内鉄鋼部門のCO_{2}排出削減ポテンシャル評価～電炉に頼らない排出削減の可能性～」、環境経済政策学会2014年大会気候変動（3）分科会、2014年9月14日、法政大学多摩キャンパス、東京。

4）倉持壮；「2030年における国内鉄鋼部門のCO₂排出削減ポテンシャル評価～電炉に頼らない排出削減の可能性～」、環境省「平成26年度2050年温室効果ガス排出削減達成に向けた経路等調査検討委託業務」講師、2014年7月29日、航空会館、東京。

### 7. 研究者略壓

課題代表者:倉持壮

東京大学工学部卒業、オランダ・ユトレヒト大学大学院修了、博士、ユトレヒト大学・コペルニクス研究所研究員を経て現在、公益財団法人地球環境戦略研究機関 気候変動とエネルギー領域主任研究員

研究分担者:なし(平成25年度に研究協力者1名)
1RF-1301 日本およびアジアの鉄鋼産業の中長期的な低炭素化実現へ向けた研究

公益財団法人 地球環境戦略研究機関

気候変動とエネルギー領域 倉持 壮

気候変動とエネルギー領域 金 振（研究協力者、平成25年度）

平成 25(開始年度)～26 年度累計予算額：15,330 千円

（うち、平成26年度予算額：8,068千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨]

本課題では、国内鉄鋼部門の2030年$\mathrm{CO}_{2}$排出削減ポテンシャル分析および海外における政策事例の分析を行い、世界の鉄鋼業の今後の動向を踏まえて、日本およびアジアの鉄鋼部門の中長期将来（2030年以降）における低炭素化実現へ向けた政策提言を行うことを目的とした。国内$\mathrm{CO}_{2}$排出削減ポテンシャル分析においては電炉鋼シェア拡大に頼らない方策を検討した。

モデル分析からは、2030年粗鋼生産量を政府想定の1.2億トンとした場合、$\mathrm{CO}_{2}$ 回収・貯留（CCS）を利用せずとも技術固定シナリオ比で約12%の排出削減（2010年比約4%の削減、業界団体目標の2倍以上）が$\$110/\mathrm{t}-\mathrm{CO}_{2}$ 程度の価格で実現可能と算出された。また、転炉スクラップ消費拡大により国内回収スクラップはほぼ全量国内で消費でき、転炉鋼の銅濃度も高級鋼材生産に影響を与えない程度に止まる。一方、2030年の粗鋼生産量見通しは不確実性が大きく、0.9-1.2億トンの不確実性を想定した場合、大型設備への投資を最小限にするには、$\mathrm{CO}_{2}$ 排出削減策でもある転炉でのスクラップ利用やコークス代替還元材利用の拡大が有効で、2030年の高炉およびコークス炉能力はそれぞれ2010年比約9割と約7割に抑制できる。この設備能力の下で操業可能なシナリオを考慮すると、$\mathrm{CO}_{2}$ 排出量は上記の生産量の幅において2010年比4-21%削減となる。生産量が0.9億トンまで低下すると、高炉の設備利用率を維持するべく転炉スクラップ利用を抑制する必要があるため、今日の倍近いスクラップを輸出する必要が出てくる。さらに、主要設備の寿命を5-10年延長しても排出削減量への影響は限定的で、2030年以降の大規模排出削減には、既存設備を延命して投資を将来のCCS付低炭素製鉄技術に集中させることも検討すべきである。

低炭素化政策については、中国や韓国が本格的な炭素価格付けに向けて動き出した一方、欧州では電炉業が高炉業より経済影響を受けた等の事例もある。国際貿易ルールも考慮すると、輸入鋼材と競合しないスクラップ多使用材を含む低 $ CO_{2} $ 排出鋼材については間接税減税など税制優遇、その他製品については日本として東アジア諸国に働きかけ、主要高炉メーカー間での炭素価格付け協定の策定が考えられる。

[キーワード]

$ CO_{2} $ 、温暖化対策、費用対効果、鉄鋼、スクラップ、プロセス分析
### 1. 研究開発背景

気候変動対策はかつてないほどに喫緊の課題となっている。2010年にメキシコ・カンクンで行われた国連気候変動枠組条約（UNFCCC）第16回締約国会議（COP16）では、産業革命以降の地球温暖化を2℃以下に抑制する観点からの大幅な温室効果ガス(GHG)排出削減の必要性が認識されている(2℃目標)。地球温暖化を66%以上の確率で2℃以下に抑えるためには、産業革命以降の累積CO₂排出量を3.67兆トン以下に抑制する必要があるが、人類は既にその半分以上のCO₂を排出しており、CO₂以外のGHGの温室効果も考慮すると、残りのCO₂排出許容量は約1兆トンとなる(IPCC 2013)。現在の排出レベルが続けば排出許容量を約25年で超えてしまうため、早急かつ大胆な対策が求められている。国際社会の取り組みとしては、2015年末に2020年以降の気候変動対策の国際枠組みが構築される予定になっており、各国は2015年のできるだけ早い時期に、中期将来（2025-2030年）の排出削減目標案（Intended Nationally Determined Contribution: INDC）を提出する必要がある。

日本の鉄鋼部門は現在、世界第2位の粗鋼生産量を誇り、そのためエネルギー消費および $ CO_{2} $ 排出も大きく、全温室効果ガス排出量の約13%（2010年）に相当する $ CO_{2} $ を排出している。日本が今後一層の温暖化対策を進めるには、世界最高レベルのエネルギー効率を誇る鉄鋼部門からも更なる $ CO_{2} $ 排出削減が求められる可能性がある。国内鉄鋼部門からの2020年以降のGHG排出削減については、2012年に発表された「革新的エネルギー・環境戦略」（以下、「エネ環」、(EEC 2012a)）策定の際などに議論されており、利用可能な最良の技術（BAT: Best Available Technology）の導入による省エネの他、将来の粗鋼生産量想定と粗鋼生産に占める電炉鋼の割合（「電炉鋼シェア」）の拡大の2項目について議論がなされた $ ^{1,2} $ 。

しかし、これらが議論された際には、2030年に向けて世界の鉄鋼業がどう展開・発展していくかという視点は十分に反映されていなかった。世界の鉄鋼業は中国やインド等の途上国を中心に常にダイナミックに動いている。世界の総粗鋼生産量は、文献間で程度の差はあるものの2013年の16.5億トン/年から着実に増加し続ける見通しで、2030年見通しとしては18-25億トン/年が示唆されている(BHP Billiton 2014; Oda et al. 2013; Pauliuk et al. 2013)。同時に、世界の鉄鋼蓄積量も着実に増えており、2030年に向けては特に東アジアにおいて鉄スクラップ発生量が急増する見通しであることから、鉄源の大規模なシフトも想定される。さらに、日本が高級鋼材に特化しているように国際的な分業化が進む一方、一部の国々での排出量取引制度の本格導入による $ CO_{2} $ 排出削減の動きもあり、日本の鉄鋼業が将来どのように発展していくかを見通すのは難しい。このような環境において、国内の鉄鋼部門における必要な温暖化対策は将来の生産活動レベルやマーケティング戦略次第で大きく変わりうるが、これらを踏まえて温暖化対策を検討した研究は少ない。
### 2. 研究開発目的

本課題では、国内鉄鋼部門の2030年$\mathrm{CO}_{2}$排出削減ポテンシャル分析および海外における政策事例の分析を行い、世界の鉄鋼業の今後の動向を踏まえて、日本およびアジアの鉄鋼部門の中長期将来（2030年以降）における低炭素化実現へ向けた政策提言を行うことを目的とした。国内$\mathrm{CO}_{2}$排出削減ポテンシャル分析においては、製鉄技術に関する最新の知見を踏まえるだけでなく、日本の鉄鋼生産量の将来見通しに関する不確実性など、世界の鉄鋼業のダイナミックな国際動向と様々な制約要因を考慮しつつ、$\mathrm{CO}_{2}$排出削減ポテンシャルを定量的に評価した。

本研究は3つのコンポーネントにより構成され、2年計画で実施した。

1. 国際動向および資源・技術制約等の要因とそれらの不確実性を考慮した、日本を中心としたアジアの鉄鋼部門におけるエネルギー・ $ CO_{2} $ 排出削減ポテンシャルのボトムアップ計算モデル分析

2. 海外における鉄鋼部門の省エネ・低炭素化・リサイクル政策の事例分析およびセクター別アプローチを含む国際的な省エネ・低炭素化の最新動向分析

3. 上記コンポーネント 1、2 の結果を基にした、日本の鉄鋼部門の省エネ・低炭素化を実現するための具体的な政策提言、及び国内対策で培った技術の途上国支援や海外展開に活用するための提言

この研究の意義は、国内鉄鋼部門における将来の$\mathrm{CO}_{2}$ 排出削減の可能性について、様々な不確実性に注目して定量的な学術研究を行うだけでなく、その成果を国際的な産業の動向も考慮して具体的な政策提言につなげる点である。ダイナミックに動く世界の鉄鋼市場の一プレイヤーとしての日本の鉄鋼部門の将来を既存の理論に基づき将来を予測することは難しく、将来の排出削減策を議論するには様々な要因の横断的比較・分析に基づく、大きな不確実性を考慮した幅広い検討が特に重要になる。本研究は、政策担当者を含む幅広いステークホルダーが議論するための共通のナレッジ・プラットフォームを構築する。

図 1：本課題の全体概要図
### 3. 研究開発手法

#### 3.1. 国内鉄鋼部門におけるエネルギー・CO $ _{2} $ 排出削減の技術・経済ポテンシャル分析

2030 年の粗鋼生産量については、「エネ環」策定においては過去最高レベルの 120 Mt を想定していたが、将来見通しは不確実性が高い。将来の生産量見通しが不透明な中では、粗鋼生産量が想定より大きく落ち込んだ場合でも各設備の生産能力余剰を最小限に抑え、コスト競争力を維持できる生産体制の構築が一層重要になる。このように 2030 年時点の粗鋼生産量設定の高低に関する議論はあったが、高炉やコークス炉などの主要設備の生産能力に関する議論は少なかった。

本課題では、国内鉄鋼部門における$\mathrm{CO}_{2}$ 排出削減ポテンシャルについて2通りのポトムアップ計算モデル分析を行った。分析Aでは、2030年における粗鋼生産量想定を120 Mtとし、2010年時点での操業条件を前提とした設備能力設定の下における、$\mathrm{CO}_{2}$ 排出削減の技術・経済的ポテンシャルを算出した。経済的ポテンシャルの評価においては、各$\mathrm{CO}_{2}$ 排出削減策の限界削減費用を算出した。分析Bでは2030年における粗鋼生産量が不確実性を持つ中で、最低限必要な設備能力設定の下、操業可能な条件における$\mathrm{CO}_{2}$ 排出量を算出した。両分析の基準年は2010年とし、期間を2030年までとした。経済性分析は全て2010年米ドルベースで実施し、基準年における為替レートは1米ドル=87.8円とした。

また、両分析において、粗鋼生産に占める電炉鋼の割合（「電炉鋼シェア」）は2030年まで2010年レベルにとどまるという想定で分析を実施した。前述の通り、「エネ環」策定の議論では、2030年時点の電炉鋼シェアの割合が議論された。電炉法では鉄鉱石をほとんど使用しないためコークス等の還元材が不要なため、 $ CO_{2} $ 原単位は高炉転炉法に比べ1/3から1/4と低い。日本では現在、国内で回収された鉄スクラップを一部輸出（5-9 Mt/年）していることから、これら輸出分を全て国内消費に回せば2030年頃には電炉鋼シェア拡大を通じた $ CO_{2} $ 排出削減が可能である。しかし、日本では銅などの不純物（トランプ・エレメント）濃度の厳しい管理が要求される鉄鋼製品の需要が大きく、不純物濃度の高い老廃スクラップを主要鉄源とする電炉鋼では生産できない製品も多い。また、再エネ電力の増加や化石燃料の輸入増加などによって今後も電力価格の上昇し続ける場合、電炉業の経営環境は一層厳しくなる可能性もあり、国内鉄鋼部門において2030年に向けて電炉鋼シェアを大幅に上げていくことは想定しにくい。

以下にモデル分析の方法論の概要を簡潔に示す。

##### 3.1.1. システム・バウンダリー

本分析において定義したシステム・バウンダリーを図2に示す。日本では粗鋼の約8割が鉄鉱石を主要鉄源とした高炉転炉法（BF-BOF route）で生産され、残りの2割が鉄スクラップを主要鉄源とした電炉法（EAF route）で生産されている。高炉転炉法ではまず、ペレットや焼結鉱に加工された鉄鉱石を高炉に投入し、鉄鉱石に含まれる酸素分をコークスや微粉炭を使って除去（還元）することにより銑鉄を作る。銑鉱は炭素含有率が高いため、硬く脆い。よって転炉では酸素を吹き込むことにより銑鉱中の炭素を除去し、同時にその他の成分調整も行うことにより、粗鋼が作られる。一方、電炉法では電炉内にある黒鉛の電極に電流を通して鉄スクラップとの間で放電を起こし、その放電熱でスクラップを溶解して粗鋼を作る。本稿では以下、高炉転炉法で作られた粗鋼を「転炉鋼」、電炉法で作られた粗鋼を「電炉鋼」と呼ぶことにする。本分析では、各種低炭素化オプションによる副生ガス発生量等のエネルギー・
物質フローの変化による影響を公平に比較するため、副生ガスによる発電ならびに売電・買電による一次エネルギー消費および $ CO_{2} $ 排出もシステム・バウンダリー内に含めている。

図 2：本分析において定義したシステム・バウンダリー概略図

##### 3.1.2. 検討した CO_{2} 排出削減策

本課題では、 $ CO_{2} $ 排出削減策として、（1）省エネ設備の導入、（2）コークス代替還元材の利用拡大、（3）転炉でのスクラップ利用拡大、の3つの方策を検討した。なお、 $ CO_{2} $ 回収・貯留（CCS）については、2030年時点での商用化の見通しが不確実なため、両分析において検討していない。

## コークス代替還元材の利用拡大

コークス炉は寿命が40-50年と長いが、国内ではその多くが今後10-15年以内に寿命を迎える(Tekko Shimbun 2012)。しかし、設備費用の大きさや寿命の長さ、そして国内鉄鋼業の将来に関する不透明性の大きさから、設備の更新は容易には進まない可能性が高い。2030年に向けては、温暖化対策も兼ねてコークス代替還元材の利用を拡大してコークス消費をできる限り減らしていくことが期待される。本分析では、コークス代替還元材としてCO $ _{2} $ 削減効果が高いとされる微粉炭吹き込み（Pulverized coal injection: PCI）と廃プラスチックの2つを検討した。

## 転炉でのスクラップ利用拡大

東アジアでは2030年に向けて老廃スクラップ発生量が急増する見込みである。現在の日本の鉄スクラップ輸出の9割以上を中国と韓国に輸出しているが(JFRMA 2015)、2030年には中国、韓国共に純輸入国から卒業する見込みのため、日本は今日のスクラップ市場のほぼ全てを失う可能性が示唆されており(Steel Recycling Research 2013)、国内で老廃スクラップを最大限消費しなければならない状況も考慮する必要がある。
前述の通り、国内鉄鋼業は高級鋼材生産に注力しており、2030年に向けて電炉鋼シェアの拡大は期待できない。その一方で、鉄スクラップの利用拡大は電炉だけでなく転炉でも可能である。スクラップ利用を1トン拡大させる場合、電炉と転炉のいずれで消費しても、CO $ _{2} $ 多排出の主要因である銑鉄生産を約1トン減らすという点では同じなので、転炉で利用した場合のCO $ _{2} $ 排出削減効果は電炉利用の場合と同程度となる。

##### 3.1.3. 分析 A および分析 B で検討したシナリオ

## 分析A

分析 A で検討した 4 つのシナリオの概要を表 1 に示す。BAT シナリオは設備更新および能力増強時の利用可能な最高の技術（Best Available Technology: BAT）導入を想定している。BAT 技術レベルは経団連の 2020 年へ向けた自主行動計画である「低炭素社会実行計画」の延長を想定し、2012 年度環境省中央環境審議会報告書(MOE 2012)を参考にした。ER シナリオでは BAT 技術の導入に加え、微粉炭吹き込み（PCI: Pulverized Coal Injection）拡大および廃プラスチック利用拡大によるコークス代替と転炉でのスクラップ利用拡大という、2 つの操業条件の変化を通じた排出削減を想定している。また、参照シナリオとしてエネルギー原単位および物質収支が 2030 年まで基準年と同等で推移する REF シナリオについても分析した。全シナリオにおいて、各設備の生産能力は BAT シナリオのそれらに等しいと想定した。

表 1: 分析 A で検討したシナリオ一覧

シナリオ名	電炉鋼シェア	導入技術レベル	BF-BOF 操業条件
コークス代替還元材利用拡大	転炉スクラップ配合比拡大
Reference (REF)	基準年レベル	基準年レベル	基準年レベル	基準年レベル
BAT	基準年レベル	BAT	基準年レベル	基準年レベル
Enhanced Reduction (ER)	基準年レベル	BAT	最大化	最大化

## 分析B

分析 B では、2030 年に想定しうる幅広い粗鋼生産量に柔軟に対応しうる必要最低限のコークス炉および高炉設備能力を算出し、算出された設備能力の下で操業可能なシナリオについて、CO₂排出量を粗鋼生産量別に算出した。必要最低限必要なコークス炉および高炉設備能力（ $ C_{k,t,opt} $ ）は以下の式を用いて算出した：

$$ C_{k,t,opt}=\max(C_{k,t,max,LoCS},C_{k,t,min,HiCS}) $$

ここで、 $ C_{k,t,max~LoCS} $ は t 年に想定しうる低位粗鋼生産量（LoCS）の下でのプロセス k （コークス炉、高炉）の最大生産量（Mt/年）、 $ C_{k,t,min,HiCS} $ は t 年に想定しうる高位粗鋼生産量（HiCS）の下でのプロセス k （コークス炉、高炉）の最小生産量（Mt/年）である。 $ C_{k,t,max} $ と $ C_{k,t,min} $ は、それぞれ分析 A に定義した BAT シナリオと ER シナリオにおけるプロセス生産量に相当する。低位および高位粗鋼生産量の幅において、最低 1 シナリオで操業を可能にするために最低限必要な設備能力を算出した。
LoCS と HiCS は、既往研究の比較からそれぞれ 90 Mt と 120 Mt と想定した（図 4）。既往研究の比較から、「エネ環」で想定された 2030 年粗鋼生産量 120 Mt を超える想定をした文献は見当たらなかった。また、分析 B で検討した操業シナリオの一覧を表 2 に示す。分析 B では、コークス炉および高炉の最低設備利用率について 85% 以上という制約を設けた。操業シナリオによってはコークス炉および高炉の設備能力設定と設備利用率制約により、転炉スクラップ利用やコークス代替還元材利用が必ずしも最大化されない可能性もある。コークス代替還元材利用の拡大については、日本鉄鋼連盟がその利用拡大を目標として掲げていることから、廃プラスチック利用が PCI に優先されるとした。

図 3：粗鋼生産量の実績値および将来予測。

出典：(Kuramochi 2015). 実績値は日本鉄鋼連盟(JISF 2012)、将来予測は以下の諸文献 (Komiyama et al. 2011b; Komiyama et al. 2011a; Mizuho Corporate Bank 2011; Tatematsu 2013; Kawase 2009; EEC 2012b)。

表 2：分析 B で検討したシナリオ

シナリオ名	導入技術
レベル	電炉鋼シェア	BF-BOF 操業条件
コークス代替還元材利用拡大	転炉スクラップ
配合率拡大
廃プラスチック	PCI
High Emission	BAT	基準年レベル	基準年レベル	基準年レベル	基準年レベル
Low Emission	BAT	基準年レベル	最大化	コークス炉およ
び高炉設備利用
率が85%以上に
維持される範囲
内で最大化	コークス炉およ
び高炉設備利用
率が85%以上に
維持される範囲
内で最大化
##### 3.1.4. 分析フローおよび主要想定

本分析における計算ステップの概要ならびに分析に用いた各種データの収集方法について以下に概要を示す。分析の実施にあたり、設備導入は既存設備の寿命によるリプレイス時または生産能力増強による新設の場合のみと想定した。また、公開されているデータからは既存設備について設備毎のエネルギー・物質効率を把握できないため、リプレイスされる既存設備のエネルギー・物質収支は全国平均値を想定した。さらに、各工程における設備更新・新設は製鉄所別でなく国内鉄鋼業全体での需給バランスで決定されると想定した。各種詳細データについては Kuramochi (In Press) の Supporting Information（参考資料1、巻末に添付）を参照されたい。

## ① 基準年（2010年度）における粗鋼生産のエネルギー消費・CO $ _{2} $ 排出量（総量および原単位）の算定

基準年における粗鋼生産に係るエネルギー消費および$\mathrm{CO}_{2}$ 排出量を算定するため、まずシステム・バウンダリー内の各工程における主要製造品の単位量当たりのエネルギー・物質収支を推計した。エネルギー収支データは資源エネルギー庁「総合エネルギー統計」（高位発熱量ベース）(METI 2013)を用い、$\mathrm{CO}_{2}$ 排出係数については「日本国温室効果ガスインベントリ報告書」(GIO 2013)を参考にした。国内鉄鋼部門における物質収支については「鉄鋼統計要覧」(JISF 2012)、「鉄鋼年鑑」(Tekko Shimbun 2012)、日本鉄源協会等の文献を参考にした。次に、各工程のエネルギー・物質収支を基に粗鋼生産1トン当たりのエネルギー・物質収支を算定した。

## ② 基準年時点における既存設備のビンテージ構造の推計

基準年時点で既存の設備能力の更新時期を把握するため、システム境界内の主要工程について既存設備のビンテージ構造を推計した。各工程の寿命については、コークス炉のみ50年、その他の工程は20年と想定した。一貫製鉄プロセスの工程については、コークス炉は「鉄鋼年鑑」から、高炉については「鉄鋼統計要覧」からそれぞれ設備別データを得た。転炉等その他の工程については設備毎のデータが公開されていないため、高炉と同じ割合で設備更新時期を迎えると想定した。電炉については経済産業省「鉄鋼・非鉄金属・金属製品統計年報」に報告されている過去1990年から2010年までの設備能力データとRITE（2012）を参考に推計した。また自家発電（共同火力を含む）については、資源エネルギー庁「電力需給の概要」に報告されている共同火力発電所のデータを参考に推計した。

## ③ t 年（2011-2030）における各工程の設備ビンテージ構造の推計

分析 A と分析 B について、将来断面における各工程の設備能力を 3.1.3 節で示した方法で決定した。次に、シナリオ変数「導入技術」とステップ②で推計した基準年時点での設備ビンテージ構造を基に、2011年から t 年までの各将来年における必要な設備導入量および設備能力を算出した。これを基に t 年時点の設備ビンテージ構造を推計した。

## ④ t 年における粗鋼生産のエネルギー消費・CO $ _{2} $ 排出量（総量および原単位）の算定

ステップ③で算出したt年における設備ビンテージ構造と各対策シナリオで考慮されているCO_{2}排出削減策の諸元を基に、t年における各工程での主要製造品の単位量当たりエネルギー・物質収支を算定し、これを基に粗鋼生産1トン当たりのエネルギー・物質収支を算定した。
⑤ t 年における各 $ CO_{2} $ 削減オプションの $ CO_{2} $ 削減費用の算定（分析 A のみ）

各 $ CO_{2} $ 削減オプションの $ CO_{2} $ 削減費用の算定については、BAT シナリオ比で行った。各工程の設備能力は全シナリオにおいて BAT シナリオとしたため、粗鋼生産におけるコスト差は原材料コストおよびエネルギーコストのみに依存する。

エネルギー価格の基準年実績および将来見通しについては、化石燃料価格は IEA World Energy Outlook 2013 の新政策シナリオを参考にした。産業用電力の購入価格は、原子力政策 1980 年から 2012 年までの間で実質価格の推移 (IEA 2013) を参考に、2030 年には基準年比 10% 上昇すると想定した。自家発電所から一般電気事業者への売電価格は最近年の卸電気事業者からの購入価格を参考に基準年価格を設定し (9.3 円/kWh)、2030 年へ向けて産業用電力価格同様 10% 上昇すると想定した。

原材料価格について、廃プラスチック価格は将来見通しが報告されていないため、日本容器包装リサイクル協会が報告しているケミカルリサイクル用廃プラスチックの2010年の入札価格レベルが2030年まで続くと想定した。鉄スクラップ価格見通しはHatch Associates (2012)より、鉄鉱石や石灰石等その他原材料の価格見通しは(Moya & Pardo 2013; World Bank 2014)などを参考にした。

表 3：各種価格想定

単位	2010年実績	2020年想定(感度分析幅)	2030年想定(感度分析幅)
原材料
鉄鉱石	$/t	127	120 (96-144)	108 (86-130)
鉄スクラップ	$/t	350	340 (280-400)	280 (224-336)
コークス炭	$/t	169	160 (140-170)	150 (140-170)
石灰石	$/t	27	27	27
電力
産業用電力価格	$/MWh	154	185 (162-208)	195 (171-218)
電力網への売電価格	$/MWh	111	133 (116-150)	140 (123-156)
その他エネルギー
天然ガス	$/GJ_{HHV}	10.4	13.8 (13.1-14.3)	14.0 (11.9-15.5)
石油製品	$/GJ_{HHV}	13.0	18.8 (18.3-20.0)	20.1 (17.3-22.6)
コークス炭以外の石炭	$/t	107	109 (104-115)	106 (88-121)
廃プラスチック(落札価格)	$/GJ_{HHV}	-14.2	-10.6 (-14.2- -7.1)	-7.1 (-10.6- 0)
その他
コールタール	$/GJ_{HHV}	6.2	6.4	6.7
人件費	$/時	30	36	40
老廃スクラップ回収の実績値と将来予測を図4に示す。既往研究での報告値には幅があるが、本分析では2030年の老廃スクラップ回収量を34 Mt/年と想定した。

図 4：老廃スクラップ回収量の実績値および将来予測。

出典：実績値は JFRMA (2013)、

将来予測は(Igarashi et al. 2008; Steel Recycling Research 2013; JFE Steel 2013)

##### 3.1.5. 検討した CO₂ 排出削減策の技術・経済性評価

各対策の技術・経済性の諸元については学術論文のみならず内閣府・環境省・経産省の審議会資料を幅広く調査した上で決定した。本節では転炉でのスクラップ利用拡大およびコークス代替還元材の利用拡大によるCO₂排出削減の技術・経済ポテンシャルについて詳しく説明する。省エネ設備等その他のCO₂排出削減策の諸元についてはKuramochi (In Press)のSupporting Information（参考資料1、巻末に添付）を参照されたい。
表 4：本研究で検討した CO₂ 排出削減策とその技術・経済性評価

対策タイプ・工程	対策とパラメータ	技術ポテンシャル	追加費用(対BATシナリオ比)	対策の適用*
値	単位	設備費用	維持管理
BAT技術導入による排出削減
高炉転炉法:プロセス横断	電力需要設備の効率改善	2020年	1.6%	2010年平均比	0(BATシナリオで考慮)	(2)
熱エネルギー回収	2030年	0.27	GJ蒸気/t粗鋼	(2)
コーケス炉	次世代コーケス炉(SCOPE21)	ガス燃料消費削減	0.84	GJ/tコーケス(2010年平均比)	(1)
追加蒸気回収	0.04
電力消費削減	-0.14
副生ガス発電	BAT発電効率	コンバインドサイクル:2030年	47.5	%HHV	(1)
蒸気タービン:2030年	43	(3)
電炉	スクラップ予熱	電力消費削減:2030年	30	kWh/t粗鋼(2010年平均比)	(3)
直流炉+スクラップ予熱	電力消費削減	55	(1)
操業条件の変化による排出削減
高炉	微粉炭吹き込み(PCI)(2010年:0.14t/t-銑鉄)	2030年	0.20	t/t-銑鉄	USD$158/(t-PC/yr)	0	(3)
コーケス代替率	0.9	t/t-PCI
追加電力消費	0.38	GJ/t-PCI
廃プラスチック利用(2010年:計0.42Mt)	合計:2030年	1.5	Mt/年	US$1350/(t-廃プラ/yr)	US$240/t-廃プラ	(3)
コーケス代替率	1	t/t-廃プラ
転炉	スクラップ配合率拡大(2010年:14質量%)	2030年配合率	20	質量%	0	0	(3)
追加エネルギー消費	4.2	GJ/t-スクラップ

* （1）：2010年以降に導入された設備のみに適用；（2）：2010年以降に導入された全設備に適用。2010年時点で既存の設備については、省エネ・CO₂削減量を2030年へ向けて目標レベルまで直線的に増加させる；（3）全設備において省エネ・CO₂削減量を2030年へ向けて目標レベルまで直線的に増加させる。