催生於氫 綠色鋼鐵革命

鋼鐵閃耀、鋼鐵堅固、鋼鐵建造了整個文明──這是斐文國(Martin Pei)在心中所鑄造的鋼鐵形象，其形象如此之強烈，使這名任職於瑞典鋼鐵公司的首席技術長，投入了畢生心血於鋼鐵產業。

斐文國成長於一九六○年代的中國，他在那兒首次了解到全世界使用最多的合金就是鋼鐵。在他八歲時，他看了一部讚揚共產黨工業計畫的黑白電影《鋼鐵巨人》，並深受震撼。自此，他踏上了攻讀鋼鐵工程專業的學術道路，之後，成績優異的斐文國獲得了夢寐以求的國家獎學金，前往獨步全球的高端鋼鐵生產國：瑞典。

二○○一年，斐文國進入鋼鐵製造公司SSAB擔任研究經理，並於二○○七年成為首席技術長兼副總裁。在他任職SSAB的二十年間，這家瑞典最大的鋼鐵製造公司營收，從兩歐元增長到二○二一年的一百億歐元，淨利潤從一億歐元飆升至十五億歐元。SSAB為世界各地的客戶供應高強度的耐用鋼鐵，包括汽車製造商、家用電器生產商，以及建築業者。

然而在鋼鐵業光鮮亮麗的前景背後，卻隱藏一個骯髒的真相，多年來始終困擾著斐文國──如今已是瑞典的資深公民。鋼鐵產業所排放的二氧化碳占全球總碳排的8%。這個數字可能更高：SSAB一家公司便貢獻了瑞典全國碳排放的10%，在這個尤其關注氣候變遷的國家，它無疑是最大汙染源。

「目前全球的工業結構是在還沒有人關心碳排放的時空背景下所建立起來的，但現在我們了解到，如果我們不改變生產方式，地球必將走向毀滅。」斐文國說。

溫室氣體也威脅著整個金屬產業：客戶面臨脫碳壓力，並期望他們的供應商跟進轉型；碳稅愈來愈高，企業在挑選要投資的公司股票時也必須檢查其環境永續相關證書。

「瑞典在實現淨零碳排目標上，領先歐洲，SSAB卻成了這條路上令人頭痛的阻礙。」斐文國感嘆道。

高爐煉鋼，無所不用碳

鋼鐵主要由鐵製成，鐵則以氧化鐵的形式存在於地殼中，稱為赤鐵礦。開採鐵礦的過程中，會利用柴油車加熱礦坑內部的空氣，製造爆炸以擊碎大塊礦石，接著再用推土機將破碎的礦石運到工廠，並以耗油量更大的機器將它們磨碎成細粉狀的礦石原料。

SSAB等鋼鐵製造公司採用十四世紀發展出的高爐(blast furnace)技術，以1500℃的高溫熔化這些礦石並混入焦炭，其為一種從煉焦煤中提取的灰色、多孔、富含碳的原料，在過程中會對氧化鐵進行還原反應，去除氧而產生生鐵。此外，煉鋼廠也會根據客戶對鋼鐵之強度、抗腐蝕性和延展性的條件需求，在鐵中添加鉻、錳、碳等元素。

然而，煉鋼過程中會產生大量的二氧化碳副產物，平均每製造一噸鋼鐵，會排放大約一．八噸二氧化碳至大氣中。每年，全球鋼鐵產業估計產生大約三十億噸的溫室氣體。

這還不是全部的碳排放量。SSAB每年從隔著大半個地球的美國和澳洲購買三百萬噸煤以用於高爐煉鋼，長距離運輸益加劇了汙染情形。

「想像一下，滿載煤礦的一艘好幾千噸的大型駁船穿越一片又一片的海洋，沿著大河航行，一路往煉鋼廠輸送原料。」斐文國說。

多年來，斐文國一直在尋找一個能幫煉鋼產業脫碳的方式，這是一項艱鉅的任務，因為化石燃料不僅是煉鋼能源，也是其化學反應過程中的關鍵原料。

斐文國最先想到的是一般常用於減碳的做法：他嘗試改變能源型態，從煤炭轉向天然氣、生物燃料和電漿(plasma)；他還測試了碳捕存(carbon capture and storage, CCS)技術。但這些方法都無法讓他把碳排放量減少超過一半，而且即使方法並不盡如人意，仍須長時間投入資金至該項很可能日漸過時的技術。

斐文國一直在研究另一種方法，但這種方法從未取得商業上的成功先例。該技術用氫取代碳燃料，其為世界上最小、最輕的原子，透過「直接還原」(direct reduction)的方式產生生鐵。使用可再生能源發電生成的「綠色氫氣」，不會排放二氧化碳，唯一的副產物只有水。

氫技術問世以來已有數十年，但在商業運用上仍不可行，因為電解基礎設施尚未到位，無法大規模生產氫這種揮發性氣體。綠氫需要用到昂貴的可再生能源，以及迄今市面仍鮮少生產的電解槽機器。

在這場減碳賽場上，尚需要一名關鍵打者：要生產真正零碳排的鋼鐵，必須改革整個產業鏈，包括開採鐵礦石的採礦業。