آیا فولاد سبز می‌تواند آینده صنعت فولاد را در دست گیرد؟
دسترسی سریع به محتوای مقاله
صنعت فولاد سهم قابل‌توجهی در انتشار جهانی دی‌اکسید کربن دارد، به‌گونه‌ای که تخمین زده می‌شود فرآیند فولادسازی به‌تنهایی بین 6 تا 7 درصد از کل گازهای گلخانه‌ای در سراسر جهان را تولید می‌کند. با افزایش فشار برای کاهش تأثیرات بر محیط‌زیست، به‌ویژه زمانی که صحبت از فولادسازی اولیه می‌شود، کارشناسان صنعت در تلاش هستند تا انتشار دی‌اکسید کربن را کاهش دهند. دستیابی به این مهم از طریق جایگزین کردن مواد جدیدی که آلاینده‌های کمتری دارند امکان‌پذیر است. فولاد سبز همان چیزی است که می‌توان به‌منظور کاهش اثرات محیط زیستی آن را جایگزین فولادهایی کرد که به روش‌های معمول فولادسازی تولید می‌شوند. اما باید دید که آیا تولید چنین فولادی ارزش اقتصادی دارد یا خیر و اینکه چه تکنولوژی‌هایی برای تولید آن نیاز است. آیا می‌توان تصور کرد که این محصول در ایران تولید شود؟
فولاد سبز چیست؟
فولاد سبز در واقع به فولادی گفته می‌شود که در فرآیند تولید آن از سوخت‌های فسیلی استفاده نشده باشد و یا استفاده از آن‌ها به حداقل رسیده باشد. green steel نوعی فولاد ساخته‌شده با سوخت هیدروژن سبز است که هیچ‌گونه آلاینده گازی نداشته و با فرآیند الکترولیز آب و برق تولید می‌شود. با اینکه کوره‌های الکتریکی جدید تا حد زیادی تولید گازهای گلخانه‌ای را کاهش داده‌اند اما امکان دستیابی به فولاد سبز با کربن خالص صفر درصد از طریق این کوره‌ها وجود ندارد.
اهمیت استفاده از Green Steel
تولید فولاد بیش از هر صنعت سنگین دیگری گاز کربن دی‌اکسید تولید می‌کند که حدود 8 درصد از کل انتشار جهانی را شامل می‌شود. تلاش‌هایی برای جایگزینی کوره‌های برقی یا هیدروژنی به‌جای کوره‌های زغال‌سنگ به‌منظور تولید فولاد انجام شده است اما باید گفت که تولید فولاد سبز یک فرآیند پرهزینه است و نیاز به تجهیزات پیشرفته‌تری هم دارد.
ازآنجایی‌که دولت‌ها و صنایع در سرتاسر جهان به دنبال کاهش انتشار کربن برای رسیدن به هدف کربن صفر هستند، فولاد در کانون توجه قرار دارد. حدود 75 درصد فولاد جهان هنوز عمدتاً در کوره‌های بلند زغال‌سنگ ساخته می‌شود که مقادیر زیادی دی‌اکسید کربن را به جو می‌فرستد. همچنین برای گرم کردن این کوره‌ها تا دمای بالای 1000 درجه سانتی‌گراد به مقادیر زیادی انرژی آن هم از نوع فسیلی نیاز است.
واضح است که پاک‌سازی CO2 به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین منابع صنعتی آلودگی در جهان برای مقابله با تغییرات آب و هوایی بسیار کلیدی است. به گفته آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) برای دستیابی به اهداف اقلیمی جهان، انتشار گازهای گلخانه‌ای باید تا سال 2050 تا 50 درصد کاهش یابد و سپس به کاهش خود ادامه دهد. اما چگونه می‌توان به این امر دست یافت؟ برخی معتقدند green steel راه‌حل این مشکل است.
فرآیند تولید فولاد سبز
ازنظر تئوری، شما می‌توانید فولاد سبز را به هر طریقی بسازید که ردپای کربن حاصل از آن را کاهش دهد اما در عمل، تنها چند روش استاندارد برای این منظور وجود دارد. امیدوارکننده‌ترین فرآیند تولید green steel، احیای مستقیم سنگ‌آهن مبتنی بر هیدروژن است. این امر شامل کاهش شیمیایی سنگ‌آهن جامد با استفاده از هیدروژن برای تولید یک محصول میانی به نام آهن اسفنجی است. سپس آهن اسفنجی به یک کوره قوس الکتریکی وارد می‌شود و در آنجا ذوب می‌شود تا فولاد تولید شود.
به‌جای سوزاندن زغال‌سنگ کک با کوره بلند سنتی، انرژی ورودی اصلی در طول این فرآیند الکتریسیته است که انتشارات جوی را کاهش می‌دهد. اگر الکتریسیته از کربن کاهش یافته یا منبع سبز تأمین شود، انتشار گازهای گلخانه‌ای حتی بیشتر کاهش می‌یابد. درحالی‌که این فناوری لزوماً جدید نیست، تولید green steel به روش اقتصادی هنوز چالش‌برانگیز است و برای تغییر درصد بالاتری از فولادسازی به روش‌های سازگاربامحیط‌زیست به بهبود فرآیندهای بیشتری نیاز است.
هزینه تولید فولاد سبز چقدر است؟
به‌طور خلاصه، تولید هیدروژن پاک در مقیاس بزرگ نیازمند میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری در تولید برق تجدید پذیر است. اما همچنان بخش مهمی از جاه‌طلبی اتحادیه اروپا رسیدن به انتشار گازهای کربنی خالص صفر تا سال 2050 است. بزرگ‌ترین تولیدکننده فولاد اروپا، آرسلور میتال، در گفت‌وگو با فایننشال ادعا کرده که کربن‌زدایی از فعالیت‌های فولادی در این قاره مطابق با اهداف اتحادیه اروپا می‌تواند تا 40 میلیارد دلار هزینه داشته باشد. همچنین چین متعهد شده است تا سال 2060 به هدف کربن صفر دست یابد که مستلزم کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای از کارخانه‌های فولاد این کشور است که مسئول یک‌سوم کل آلودگی CO2 آن هستند. چین در حال حاضر نیمی از فولاد جهان را تولید می‌کند.
ضمن اینکه، برای تولید این محصول می‌توان از قراضه آهن به‌عنوان مواد اولیه ورودی استفاده کرد و این‌چنین در استخراج و فرآوری فولاد از منابع سنگ معدن صرفه‌جویی به عمل می‌آید. این امر کاهش هزینه‌های استخراج و استحصال آهن و فولاد را نیز در پی دارد و اگر تجهیزات کافی فراهم باشد، می‌توان در صورت تولید انبوه این محصول در هزینه‌ها نیز صرفه جویی کرد.
با توجه به این هزینه‌های گزاف، حالا حالاها بعید به نظر می‌رسد که چنین تکنولوژی‌هایی به کشور ما وارد شوند. ایران که اخیراً از بین 10 تولیدکننده برتر آهن و فولاد جهان هم خارج شده است چالش‌های بزرگ‌تری ازجمله احیای دریاچه‌هایی دارد که به سبب فولادسازی و ورود آلاینده‌ها له آن‌ها به‌کلی خشک‌شده‌اند یا در آستانه خشکی هستند. تولید green steel هدف بسیار بزرگی است که با این زیرساخت‌ها و تلاش‌های مسئولین باید آن را در خواب ببینیم!
برترین تولیدکنندگان فولاد سبز در جهان
تولید Green Steel یک نوآوری بسیار جدید در جهان است و در حال حاضر جز چند تولیدکننده بزرگ، بقیه تولیدکنندگان توانایی قدم برداشتن در این مسیر را ندارند. ازجمله مهم‌ترین کارخانه‌های تولیدکننده فولاد سبز عبارت‌اند از:
- شرکت سوئدی (SSAB AB)
- شرکت آرسلور میتال (ArcelorMittal S.A.)
- گروه ریو تینتو (Rio Tinto)
- گروه فولاد بائو چین (China Baowu Steel Group Corp.)
آینده green steel چگونه خواهد بود؟
در سال‌های آینده پیش‌بینی می‌شود که افزایش تولید فولاد سبز بیشتر به دلیل فشارهای سیاسی باشد. دولت‌ها در سرتاسر جهان برای کاهش تأثیر کشورهایشان بر محیط‌زیست موردانتقاد قرار گرفته‌اند. محتمل‌ترین نتیجه این توسعه افزایش مقررات در صنایع بزرگ انتشار گازهای گلخانه‌ای است.
مالیات کربن یا افزایش مقررات زیست‌محیطی در تأسیسات جدید، سبب شده تا شاهد یک روش جدید تولید فولاد باشیم که گازهای گلخانه‌ای کمتری ایجاد می‌کند. از طرفی، افزایش تولید green steel پیامدهای گسترده‌تری برای بخش انرژی دارد، زیرا تقاضا برای برق سبز به میزان قابل‌توجهی افزایش خواهد یافت.
جمع‌بندی
فولاد سبز راه‌حل بسیار خوبی به‌منظور کاهش آلاینده‌های کربنی است که از سوخت هیدروژنی و الکتریکی به‌جای سوخت‌های فسیلی برای تولید فولاد استفاده می‌کند. برای دستیابی به تولید انبوه در green steel نیازمند وضع قوانین سفت‌وسخت توسط سازمان‌های جهانی و دولت‌ها هستیم. البته چنین فرآیندی در حال حاضر بسیار هزینه‌بر بوده و نیاز به تجهیزات پیشرفته‌ای هم دارد و نمی‌توان انتظار داشت که یک‌شبه به چنین محصولی دست‌یافت.