Devlin, A., & Yang, A. (2022). Regional supply chains for decarbonising steel: Energy efficiency and green premium mitigation. Energy Conversion and Management, 254, 115268.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115268
これは日本鉄鋼業に難問を突き付ける論文である。オープンアクセスなので，誰でも読める。
本研究は，西オーストラリアのピルバラ地域において製造されるグリーン水素を，日本とオーストラリアのパートナーシップの下，両国のどちらかで水素直接還元製鉄・電炉製鋼（H2DRI-EAF法）に利用するとして，どの工程をどちらに立地した場合に，エネルギー消費と鉄鋼製造コストがどうなるかをシミュレーションしたものである。輸送やエネルギー転換の際に，水素を液化水素にするか，アンモニアにするかについても比較している。時点は2030年と2050年である。使用する鉄鉱石についてはどれも同じ条件である。
研究結果を立地についてだけ紹介する。パターンは以下の3つである。
SC1：太陽光発電，水の電気分解による水素製造をピルバラで行ない，液化水素またはアンモニアとして日本に輸出。日本で水素製鉄と電炉製鋼を行う。
SC2：太陽光発電，水の電気分解による水素製造，水素製鉄までピルバラで行い，海綿鉄（HBI），液化水素またはアンモニアを日本に輸出。日本で電炉製鋼を行う。
SC3：太陽光発電，水の電気分解による水素製造，水素製鉄，電炉製鋼をピルバラで行い，鉄鋼半製品を日本に輸出する。
図解はFig.1にある
https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0196890422000644-gr1_lrg.jpg
注1：日本で製鉄・製鋼を行う場合も，ピルバラで製造された水素や，そこから燃料電池で製造された電力を用いると想定。
注2：海上輸送においても，燃料電池を船用動力とし，動力源としてピルバラで製造された水素をもちいる。
その結果は以下のFig. 3のとおりである。
https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0196890422000644-gr3_lrg.jpg
2030年でも2050年でも，また液化水素を用いてもアンモニアを用いてもSC1よりSC2，SC2よりSC3の方がエネルギー消費が小さく，鉄鋼製造コストも低い。つまり，ピルバラにグリーン水素製造から製鉄，製鋼まで集中立地した方が効果的だというのである。ただし，従来の化石燃料ベース，つまり石炭・コークスで鉄鉱石を還元する高炉・転炉法と比較すると，省エネにはなっているが，コストは高い。ピルバラでのグリーン水素製造を起点としたグリーンスチール生産のためには，一定のカーボンプライシングが必要である。ただし，2050年のSC3では，カーボンプライシングがなくとも高炉・転炉法と競争できるようになると予測されている。
ここから私見である。本論文の通りであれば，このシミュレーションの前提に立つ限りにおいて，適度にカーボンプライシングがかけられた場合，オーストラリアから鉄鉱石と原料炭を輸入し，日本の製鉄所で製鉄，製鋼を行うという従来の日本鉄鋼業の方式は成り立ちがたいということになってくる。これは日本に立地するという意味での日本鉄鋼業にとっては，深刻な将来像と言わねばならない。もちろん，日本でピルバラよりも安価にグリーン水素が製造されれば，このシミュレーションと異なる将来像も描けるが，これまでのところ，その見通しはたっていない。
このシミュレーションが妥当であるとした場合に，日本の鉄鋼企業や，水素製鉄のサプライチェーンに関わる諸企業（エネルギー企業，商社，海運業，そして，鉄鋼業の新規参入候補）の選択肢はどのようになるかを考える必要がある。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890422000644?via%3Dihub
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