فولاد سبز

بخش اول

بازنشر از پایگاه خبری فولاد ایران 

پس از فشار شدید بر صنایع نفت و گاز ، اکنون نقش صنایع سنگین در بحران آب و هوایی به شدت تحت نظارت است. آسمان خراش ها و پل ها ، اتومبیل ها و کشتی های کروز ، صنعت اسلحه سازی و لوازم خانگی مورد توجه قرار گرفته اند. همه این ها یک چیز مشترک دارند و آن  فولاد است. این فلز به عنوان یک ماده اولیه کلیدی برای مهندسی و ساخت و ساز ، متداولترین فلز در جهان است که پایه های اقتصاد صنعتی مدرن را شکل داده است. از زمانی که روشی برای تولید انبوه آلیاژ آهن توسط یک مخترع انگلیسی در دهه ۱۸۵۰ ابداع شد ، این صنعت رشد گسترده ای داشته است که امروز درآمد خوبی دارد و میلیون ها نفر را مشغول به کار کرده است.

به گزارش فولاد ایران،  در سالهای اخیر ، نقش فولاد در بحران آب و هوا بسیار دقیق تر مورد بررسی قرار گرفته است. همه جای دنیا روش رایج ذوب فولاد مقدار زیادی دی اکسید کربن تولید می کند وعامل اصلی گرم شدن کره زمین توسط انسان است. به جز بخش تولید برق ، آهن و فولاد بزرگترین تولید کننده این گاز است.

همانطور که تغییرات آب و هوایی در دستور کار سیاست جهانی قرار گرفته و بسیاری از دولت ها به اهداف بلند پروازانه زیست محیطی متعهد شده اند ، رقابتی برای تولید سریع تر نسخه های کم کربن از این ماده قوی و همه کاره شکل گرفته است. در این بین کارخانه تیسنکروپ آلمان یکی از شرکت هایی است که اهداف خود را برای توقف انتشار گازهای آلاینده اعلام کرده است.

فولاد ماده بسیار مهمی برای جامعه مدرن است. این ماده از مدتها قبل با استفاده از زغال سنگ از سنگ آهن ساخته می شده است. اگر ما واقعاً می خواهیم در تحقق اهداف آب و هوایی تعیین شده در توافق نامه پاریس سهیم باشیم ، یک توافق گسترده که فقط بهبود کارایی کوره های بلند در بر گیرد کافی نیست. فن آوری های جدیدی برای دستیابی به موفقیت مورد نیاز است. پس از رونق انرژی های تجدیدپذیر طی دهه گذشته و همچنین تعهدات اخیر بسیاری از خودروسازان جهان برای روی آوردن به موتورهای الکتریکی ، صنایع سنگینی مانند فولاد ، سیمان و پتروشیمی که به گرمای شدید نیاز دارند یکی از مرزهای بعدی در بدون کربن شدن اقتصاد دنیا هستند.

طبق برنامه های آژانس بین المللی انرژی ، برای رسیدن به اهداف جهانی آب و هوایی ، انتشار آلاینده های صنایع فولاد باید حداقل تا نیمه قرن اخیر کاهش یابد ، و پس از آن به صفر برسد. برخی از بزرگترین فولادسازان دنیا ، از جمله آرسلورمیتال، تیسنکروپ و بائو استیل چین، در مراحل مختلفی از تبدیل مفاهیم آزمایشگاهی به یک واقعیت صنعتی هستند. تعدادی حتی اهداف خود را برای انتشار به اصطلاح “صفر خالص” و در واقع عدم انتشار گازهای آلاینده اعلام کرده اند.

در یک پروژه آزمایشی در سوئد ، شرکت SSAB به زودی آزمایشات خود را با استفاده از گاز هیدروژن برای کاهش مصرف سنگ آهن آغاز می کند. ادعا شده که در این روش هیچ انتشار دی اکسید کربن وجود ندارد.سطح پیشرفت فنی این پروژه بی نظیر است اگر چه هنوز آماده ارائه به بازار نیست. ظاهرا فعالان این پروژه انتظار دارند تا قبل از سال ۲۰۳۰ موفق شوند اولین سری خطوط تولید فولاد با انتشار کربن نزدیک به صفر را راه اندازی کنند.

بلند پروازانه ترین برنامه ها شامل دور شدن از اصل تبدیل سنگ به فلز است که کشف عصر آهن بوده است. گاز هیدروژن “پاک” منبع انرژی جایگزین جدید است. با این حال ، تعمیرات و تغییر اساسی در یک صنعت دودزا که تولید سالانه ۲ میلیارد تن دارد، کار بسیار بزرگی خواهد بود. از جمله موانع ، سطح سرمایه گذاری موردنیاز است که می تواند به صدها میلیارد دلار برسد. در تجارتی که با مازاد عرضه بیش از حد و نوسانات ناپایدار سودآوری روبرو است این کار آسانی نیست. آرسلورمیتال ، بزرگترین فولادساز اروپا ، تخمین زده است که بدون کربن کردن تاسیسات آن در این قاره طبق اهداف اتحادیه اروپا برای از بین بردن انتشار گازهای گلخانه ای تا سال ۲۰۵۰ بین ۱۵ تا ۴۰ میلیارد یورو هزینه دارد. این فن آوری ها باعث افزایش قیمت فولاد نیز می شوند. ارزان نیستند و هزینه ای تحمیلی برای مشتریان است.

دلیل اینکه فولاد تا این حد کربن زاست به مسیر اصلی استخراج آهن از سنگ معدن آن بر می گردد. کوره های بلند که با دمای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم می شوند ، با مواد معدنی ، آهک و کک پر می شوند ، سوختی که از ذغال سنگ متالورژی حاصل می شود و مولکول های اکسیژن را از اکسید آهن خارج می کند. محصول جانبی این واکنش شیمیایی دی اکسید کربن است. مقدار قابل توجهی انرژی برای گرم کردن سنگ آهن ، ذوب آن و جدا کردن اکسیژن از آهن موجود در مولکول اکسید آهن لازم است. کم هزینه ترین حامل انرژی، مبتنی بر کربن است. آنچه در ترکیب با دمای بالا باعث می شود کک برای تولید آهن و فولاد بسیار مهم باشد و جایگزینی آن بسیار دشوار است. در حالی که سیاست گذاران محیط زیست رویای “اقتصاد دوار” را در سر می پرورانند که در آن میزان استخراج منابع و اتلاف آن به حداقل می رسد ، بازیافت به خودی خود نمی تواند پاسخی برای صنعت فولاد باشد ، که در حال حاضر بیشترین ماده بازیافتی روی زمین است.

کوره های قوس الکتریکی که به جای سایر مواد اولیه از قراضه استفاده می کنند ، کوچکتر و انعطاف پذیرتر هستند و نسبت به کوره های بلند دی اکسید کربن خیلی کمتری را منتشر می کنند. امروزه این کوره ها تقریباً کمتر از ۳۰ درصد تولید جهانی فولاد را تشکیل می دهند. اما عرضه قراضه محدود است و کوره های قوص الکتریکی همیشه نمی توانند کیفیت لازم برای برخی از برنامه های خاص مانند فولاد مورد نیاز ساخت خودرو را داشته باشند. در نتیجه، کارشناسان می گویند که نیاز به فولاد “بکر” وجود دارد ، ولی با استفاده از یک روش با آلایندگی کمتر. رویدادهای ژئوپلیتیک اخیر انگیزه تازه ای را در راستای این تلاش ها ایجاد کرده است. جو بایدن ، رئیس جمهور آمریکا، همراه با وعده پیوستن مجدد به توافقنامه آب و هوایی پاریس ، که متعهد به محدود کردن درجه حرارت جهانی تا زیر ۲ درجه سانتیگراد است ، پیشنهاد ایجاد یک آژانس تحقیقاتی اقلیمی با اهداف “بدون کربن کردن حرارت صنعتی مورد نیاز برای ساخت فولاد ، بتن و مواد شیمیایی ” را داده و چین هم هدف دستیابی به “خنثی سازی کربن” تا سال ۲۰۶۰ را رونمایی کرده است. این امر نیاز به ارتقا اساسی کارخانه های تولید فولاد دارد که مسئول حدود یک سوم انتشارات گازهای صنعتی این کشور هستند. این ابرقدرت آسیایی به عنوان منبع تولید نیمی از فولاد جهان ، نفوذی کلیدی در بازار جهانی دارد. چین امروز برای هر تن فولاد تولید شده حدود ۲ تن دی اکسید کربن تولید می کند ، در حالی که در اروپا معمولاً این آمار فقط یک تن است. برای چین مهم است که نشان دهد که کالاهای صادراتی آن بیشتر از کشورهای دیگر کربن تولید نمی کند. …. ادامه دارد

منبع: FT

ترجمه: م. تابان شمال