فولاد سبز چیست و چرا جهان به آن نیاز بیشتری دارد؟

فولاد سبز چیست؟ از آنجایی که کشورهای سراسر جهان به دنبال ساخت و توسعه شهرها و زیرساخت ها هستند، همه آن ها اشتهای هولناکی برای یک چیز دارند: فولاد.

امروزه این فلز رایج ترین فلز مورد استفاده در جهان است و در بسیاری از جنبه های زندگی روزمره ما از ماشین ها، هواپیماها و کشتی ها گرفته تا ماشین های لباسشویی و وسایل خانه کاربرد دارد. حدود 75 درصد فولاد هنوز عمدتاً در کوره های بلند زغال سنگ ساخته می شود که مقادیر زیادی دی اکسید کربن را به جو منتشر می کنند.

کوره ها باید تا دمای بیش از 1000 درجه سانتیگراد گرم شوند که به انرژی بسیار زیادی نیاز دارد. در مجموع، تولید فولاد مسئول 8 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای جهان است. به گفته آژانس بین المللی انرژی (IEA) برای دستیابی به اهداف اقلیمی جهان، انتشار گازهای گلخانه ای باید تا سال 2050، 50 درصد کاهش یابد و بعد از به کاهش خود ادامه دهد. اما چگونه می توان به این امر دست یافت؟ برخی معتقدند فولاد سبز راه حل است.

مطالعه بیشتر: اعلام لحظه ای قیمت آهن در مشهد

فولاد سبز چیست؟

اساساً فولاد سبز، تولید فولاد بدون استفاده از سوخت های فسیلی است. به اصطلاح “هیدروژن سبز” راه حلی است که می تواند به کاهش ردپای کربن صنعت فولاد کمک کند. هیدروژن وقتی می سوزد فقط آب ساطع می کند. طبق گفته گروه صنایع سنگین میتسوبیشی (MHI) اگر هیدروژن از طریق الکترولیز فقط با استفاده از آب و برق تجدید پذیر تولید شود، آنگاه کاملاً عاری از انتشار CO2 است. به گفته MHI، اگر هیدروژن با استفاده از سوخت‌های فسیلی و فناوری ‌های جذب، استفاده و ذخیره‌سازی کربن (CCUS) تولید شود، می‌تواند کم کربن باشد. این به عنوان “هیدروژن آبی” شناخته می شود.

کوره های قوس الکتریکی گزینه دیگری است. این کوره‌ها به تدریج جایگزین کوره‌های سنتی می‌شوند، اما همیشه از منابع تجدیدپذیر تغذیه نمی‌شوند و بنابراین فولادی که تولید می‌کنند ممکن است همیشه سبز نباشد.

مطالعه بیشتر: گندله آهن به چه معناست ؟

فرآیند تولید فولاد سبز

از نظر تئوری، شما می توانید فولاد سبز را به هر طریقی بسازید که ردپای کربن حاصل از آن را کاهش دهد. در عمل، چند برنامه استاندارد وجود دارد.

امیدوار کننده ترین فرآیند تولید فولاد سبز، احیای مستقیم سنگ آهن مبتنی بر هیدروژن است. این امر شامل کاهش شیمیایی سنگ آهن جامد با استفاده از هیدروژن برای تولید یک محصول میانی به نام “آهن اسفنجی” است. سپس آهن اسفنجی به یک کوره قوس الکتریکی وارد می شود و در آنجا ذوب می شود تا فولاد تولید شود.

به جای سوزاندن زغال سنگ کک با کوره بلند سنتی، انرژی ورودی اصلی در طول این فرآیند الکتریسیته است که انتشارات جوی را کاهش می دهد. اگر الکتریسیته از کربن کاهش یافته یا منبع سبز تامین شود، انتشار گازهای گلخانه ای حتی بیشتر کاهش می یابد. در حالی که این فناوری لزوماً جدید نیست، تولید فولاد سبز به روش اقتصادی هنوز چالش برانگیز است و برای تغییر درصد بالاتری از فولادسازی به روش‌های سازگار با محیط‌زیست به بهبود فرآیندهای بیشتری نیاز است.

چرا همه فولادها نمی توانند سبز باشند؟

برخی از بزرگترین تولیدکنندگان جهان در حال برنامه ریزی برای کاهش ردپای کربن خود با افزایش استفاده از کوره های الکتریکی هستند. اما گزارش سازمان غیردولتی Global Energy Monitor می‌گوید که تغییر از کوره‌های بلند سنتی به کوره‌های قوس الکتریکی «راکد» است و به ‌طور قابل‌ توجهی از اهداف کربن ‌زدایی عقب افتاده است.

این سازمان می گوید 31 درصد از ظرفیت فعلی فولادسازی از کوره های الکتریکی استفاده می کند، اما تنها 28 درصد از ظرفیت در حال ساخت از این فناوری استفاده می کند. نویسنده این گزارش، کیتلین سوالک، گفت: «ما باید سرمایه گذاری در تجهیزات کوره بلند مبتنی بر زغال سنگ را متوقف کنیم و حرکت به سمت فولادسازی کوره قوس الکتریکی را تسریع کنیم.

در مورد محلول هیدروژن نیز مشکلاتی وجود دارد. MHI ادعا می کند که در دسترس بودن هیدروژن کم کربن مانع واقعی برای توسعه فولاد سبز است. این فناوری برای افزایش مقیاس به مقادیر زیادی هیدروژن سبز یا آبی نیاز دارد.

مطالعه بیشتر: آهن اسفنجی چیست و چه کاربردهایی دارد ؟

هزینه فولاد سبز

به طور خلاصه، تولید هیدروژن پاک در مقیاس، نیازمند میلیاردها دلار سرمایه گذاری در تولید برق تجدیدپذیر است. اما همچنان نقش مهمی در هدف اتحادیه اروپا برای دستیابی به انتشار خالص صفر تا سال 2050 ایفا می کند. طبق برنامه REPowerEU، تا سال 2030، به طور قابل توجهی استفاده از هیدروژن تجدیدپذیر را افزایش خواهد داد.

بزرگترین تولیدکننده فولاد اروپا، آرسلور میتال، به فایننشال تایمز گفته است که برای کربن زدایی فعالیت های خود در این قاره مطابق با اهداف اتحادیه اروپا می تواند تا 40 میلیارد دلار هزینه داشته باشد.

به عنوان بخشی از تعهد خود به خنثی بودن کربن تا سال 2060، چین همچنین قول داده است که انتشار گازهای گلخانه‌ای از کارخانه‌های فولاد خود را کاهش دهد که یک سوم از کل آلودگی CO2 کشور را تشکیل می‌دهند. چین در حال حاضر نیمی از فولاد جهان را تولید می کند.

آینده برای فولاد سبز و صنعت فولاد

در سال‌های آینده، پیش‌بینی می شود که افزایش تولید فولاد سبز بیشتر به دلیل فشارهای سیاسی باشد. دولت‌ها در سراسر جهان برای کاهش تأثیر کشورهایشان بر محیط‌زیست مورد انتقاد قرار گرفته‌اند. محتمل ترین نتیجه این توسعه، افزایش مقررات در صنایع بزرگ انتشار گازهای گلخانه ای است. افزایش تولید فولاد سبز همچنین پیامدهای گسترده تری برای بخش انرژی دارد، زیرا تقاضا برای برق سبز به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.