بررسی چالش‌های صنعت فولاد در حرکت به سمت فولاد سبز

در سال‌های اخیر، مفهوم فولاد سبز به‌عنوان یک مسیر امیدوارکننده برای کاهش اثرات زیست‌محیطی صنعت فولاد پدیدار شده است. فولاد سبز شامل تولید فولاد بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی است. این کار را می‌توان با استفاده از منابع انرژی کم کربن مانند هیدروژن، گازی شدن زغال‌سنگ یا الکتریسیته به جای مسیر سنتی تولید کربن فشرده نیروگاه‌های زغال‌سنگ انجام داد. فولاد سبز که با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و هیدروژن تولید می‌شود، یک راه امیدوارکننده برای کربن زدایی تولید فولاد و گسترش صنعت هیدروژن است. ایران که دارای منابع تجدیدپذیر فراوان و ذخایر سنگ‌آهن است، در موقعیت ایده‌آلی برای حمایت از این فناوری دوست دار محیط‌زیست قرار دارد. تولید فولاد سبز از نظر زیست‌محیطی و اقتصادی دارای چالش‌های مهمی نیز می‌باشد. فولاد سبز تولید خود را در اولین کارخانه فولاد سبز اروپا در شمال سوئد آغاز کرده است. از روش‌های تولید فولاد سبز استفاده از هیدروژن برای واکنش با سنگ‌آهن و تولید بخار آب یا بازیافت مواد خام است. نتایج تحقیقات نشان داد که استفاده از فولاد سبز علی‌رغم چالش‌هایی که دارد به کاهش انتشار گاز CO2 کمک می‌کند و از نظر اقتصادی نسبت به فولاد معمولی به‌صرفه‌تر است. هدف فولاد سبز این است که تولید فولاد سازگارتر با محیط‌زیست باشد و تأثیر آن بر اقلیم کاهش یابد. فرآیند تولید فولاد سبز متمرکز بر استفاده از برق و سوخت‌های غیرفسیلی است که منجر به انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتر نسبت به فولاد معمولی می‌شود. فرآیند فولاد سبز انتشار گاز دی‌اکسیدکربن را تقریباً صفر می‌کند در حالی که صنعت فولادسازی بیش از هفت درصد از انتشار دی‌اکسیدکربن جهانی را تشکیل می‌دهد. از این‌رو کربن‌زدایی یک اولویت جهانی در صنعت فولاد می‌باشد. چالش‌های پیش‌روی پذیرش گسترده فولاد سبز شامل هزینه‌های بالا، دسترسی محدود به فناوری و نیاز به زنجیره تأمین قابل اعتماد هیدروژن تولید شده توسط ۱۰۰درصد انرژی‌های تجدیدپذیر است. هزینه احیای مستقیم مبتنی بر هیدروژن و الکترولیز اکسید مذاب در حال‌حاضر ۲۰ تا ۳۰ درصد بیشتر از تولید فولاد معمولی است که با قیمت کربن حدود ۷۰ تا ۱۰۰ دلار به‌ازای هر تن CO2 مطابقت دارد. علاوه بر این، مقیاس تغییرات مورد نیاز دلهره‌آور است، زیرا اقتصاد جهانی حدود ۱۷۰۰ میلیون تن فولاد در سال مصرف می‌کند و یک تغییر ۱۰۰ برابری در سرعت انتقال برای صنعت فولاد لازم است تا به دمای ۱٫۵ درجه سانتی‌گراد پایبند باشد. با این حال، از آنجایی که هزینه‌های انرژی تجدیدپذیر به شدت کاهش می‌یابد و فناوری‌های جدید وارد مرحله آزمایشی تجاری می‌شوند، فرآیندهای کم‌کربن شروع به ایجاد منطق اقتصادی می‌کنند.تقاضای فزاینده برای تولید فولاد پایدار فرصت‌های جدیدی را برای نوآوری و رشد در صنعت فولاد سبز باز کرده است. دولت‌‌ها در سرتاسر جهان مشوق‌‌ها و بودجه‌ای را برای ترویج تولید فولاد پایدار ارائه می‌کنند. به‌عنوان مثال، اتحادیه اروپا در نظر دارد تا سال ۲۰۵۰ قاره را از نظر کربن خنثی کند و بودجه قابل‌توجهی برای طرح‌های فولاد سبز فراهم کند. افزایش آگاهی عمومی از اثرات زیست‌محیطی تولید سنتی فولاد نیز باعث افزایش تقاضا برای فولاد سبز می‌شود. در نتیجه، تولیدکنندگان فولاد در حال سرمایه‌گذاری در فناوری‌‌ها و فرآیندهای جدید برای کاهش ردپای کربن خود هستند که می‌تواند منجر به رشد قابل‌توجهی در صنعت فولاد سبز شود. به‌طور کلی، تغییر به سمت تولید فولاد پایدار فرصت قابل‌توجهی برای نوآوری و رشد در صنعت است. تولید فولاد سبز اثرات زیست‌محیطی تولید فولاد را کاهش می‌دهد و به پایدارتر شدن آن کمک می‌کند. این شامل کاهش انتشار کربن، کاهش استفاده از منابع انرژی تجدیدناپذیر و به حداقل رساندن ضایعات است. امروزه، ایجاد بازاری برای فولاد تولید شده توسط فرآیندهای تولید کم‌مصرف کربن، که در اینجا «فولاد سبز» نامیده می‌شود، به‌عنوان وسیله‌ای برای حمایت از معرفی فناوری‌های کاهش انتشار در تولید فولاد شناخته شده است. با این حال، جزئیات بسیاری از جمله دقیقاً آنچه که «سبز» در زمینه فولادسازی مستلزم آن است، رقابت احتمالی محصولات فولاد سبز در بازارهای داخلی و بین‌المللی و مکانیسم‌های سیاستی بالقوه برای حمایت از نفوذ موفقیت‌آمیز آن‌‌ها در بازار، هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است. نیاز به کربن‌زدایی صنعت فولاد برای مهار تغییرات آب و هوایی حیاتی است. کاهش مستقیم مبتنی بر هیدروژن یکی از فناوری‌های امیدوارکننده کم کربن است که در حال بررسی است. در حالی که چالش‌های مرتبط با اجرای آن وجود دارد، مزایای بالقوه فولادسازی مبتنی بر هیدروژن قابل‌توجه است. با ادامه تحقیقات و سرمایه‌گذاری، صنعت فولاد می‌تواند به آینده‌ای پایدارتر و کم‌کربن تبدیل شود. برای مهار تغییرات آب و هوایی، فرآیند کاهش سنگ‌آهن به محصولی معادل آهن‌خام ضروری است. پس از دهه‌ها تحقیق، چندین فناوری شروع به نزدیک شدن به آمادگی تجاری کرده‌اند. علاوه بر جذب و ذخیره کربن، دو فناوری امیدوارکننده کم‌کربن، الکترولیز اکسید مذاب و احیای مستقیم هیدروژن هستند.

مجتبی ابراهیم بای‌سلامی؛ مدیریت ساخت، شرکت صنایع معدنی فولاد سنگان