BOF（塩基性酸素転炉）とは？仕組み・EAFとの違い・CO2排出量をわかりやすく解説

塩基性酸素転炉（Basic Oxygen Furnace, BOF）は、鉄鋼の製造に使用される一つの主要な製鉄法です。BOFは、鉄鉱石を主成分とする鉄鋼原料を溶かし、酸素を吹き込んで不純物を除去し、高品質の鋼を生産するための製鉄プロセスです。

BOFプロセスの主な特徴は、高炉（Blast Furnace）から取り出した溶銑（液体銑鉄）を主原料（通常70〜80%）とし、転炉内に純酸素を吹き込むことで炭素や不純物を酸化・除去して高品質の鋼を製造する点です。溶銑を主原料とするBOFと、DRI（直接還元鉄）やスクラップを主原料とするEAF（電気アーク炉）は根本的に異なります。

BOFプロセスは、大規模で高生産性の製鉄設備で用いられます。高純度の酸素を吹き込むことにより、鉄鉱石中の不純物を効率的に除去し、希望する合金成分を調整することが可能です。BOFで製造される鋼は、様々な産業分野で使用されており、建築、車両、機械、電子機器など、さまざまな製品の製造に広く利用されています。

近年、環境への配慮から、BOFによる製鉄プロセスのエネルギー消費と二酸化炭素（CO2）排出量が問題視されています。そのため、再生可能エネルギーを活用した持続可能な製鉄プロセスの開発や、BOFとDRIなどの新しい製鉄法との組み合わせによる環境負荷の低減が模索されています。

BF-BOFプロセスとCO₂排出の構造

BOFは高炉（Blast Furnace）から出た溶銑を転炉で精錬する2段階プロセスの後半部分。CO₂の大半は高炉（BF）で発生するが、BOFプロセス全体（BF-BOF）の排出量評価が重要。

プロセス段階	CO₂排出源	排出量（参考）	削減手段
高炉（BF）	コークス（炭素）による還元反応 + 石灰石の熱分解	約1.5〜1.7 tCO₂/t-銑鉄	水素還元（Super COURSE50等）、CCU/CCS
転炉（BOF）	溶銑中の炭素が酸素と反応してCOを発生（回収可能）	約0.1〜0.2 tCO₂/t-粗鋼	転炉ガス回収・再利用
付帯工程（コークス炉・焼結）	コークス製造・鉄鉱石焼結時の燃料燃焼	約0.2〜0.3 tCO₂/t-粗鋼	廃熱回収・省エネ
合計（BF-BOF一貫）	—	1.8〜2.1 tCO₂/t-粗鋼	短期削減は限定。根本解決にはDRI-EAF転換

BOF vs EAF vs DRI-EAF — 3製法の比較

製法	主原料	CO₂排出量	製品品質	主な用途	脱炭素適性
BF-BOF（高炉+転炉）	鉄鉱石 + コークス	1.8〜2.1 tCO₂/t	最高品質（不純物が最少）	自動車薄板・電磁鋼板・缶材	△（プロセス排出が多い）
EAF（電気アーク炉）	スクラップ	0.4〜0.7 tCO₂/t（電源依存）	中（不純物リスクあり）	建設用鋼・棒鋼・線材	◎（再エネ電力化でほぼゼロ）
DRI-EAF（直接還元+電炉）	DRI（直接還元鉄）+ スクラップ	0.1〜0.5 tCO₂/t（水素・電力依存）	高品質（BF-BOFに近い）	薄板・構造用鋼など幅広く対応可能	◎◎（グリーン水素+再エネで最低排出）

CBAMが日本の高炉メーカーに与える影響試算

EU CBAM（炭素国境調整メカニズム）が2026年から本格適用（無償割当廃止完了後）になると、BF-BOF鋼のEU輸出コストが大幅に増加する。

シナリオ	EU-ETS価格	BF-BOF鋼のCBAM課金	日本からEU輸出への影響
現状（2026年）	€60〜80/t-CO₂	約€110〜160/t-鋼	EU向け輸出量は少量のため直接影響は限定的
2030年見通し	€80〜120/t-CO₂（予測）	約€145〜230/t-鋼	EU需要家のCO₂コスト転嫁要求が日本側サプライヤーに伝播
EAF（再エネ電力）の場合	€80〜120/t-CO₂	約€8〜24/t-鋼	競争力優位。グリーンスチール需要家からの選好

BOF転換ガスの活用 — 廃熱・副生ガス収益化

BOFプロセスでは転炉ガス（主成分CO・CO₂）が発生し、これを回収してエネルギーとして再利用できる。また将来的にはCCSと組み合わせたカーボン利用（CCU）の対象にもなりうる。

転炉ガス回収（OG/LT法）：転炉から発生するガスを未燃のまま回収し、製鉄所内の燃料ガスとして再利用。エネルギー回収率は約50〜70%。
高炉+BOF排ガスのCCU：一酸化炭素（CO）を分離して化学原料（メタノール・ポリカーボネート等）に変換するカーボンリサイクル技術が実証段階。三菱重工・東芝等が技術開発中。
転炉スラグの再利用：BOFで発生するスラグはセメント原料・路盤材として再利用可能。Scope 3カテゴリ12（廃棄物処理）の排出削減にもなる。