صنعت فولاد، به عنوان یکی از اجزای حیاتی توسعه اقتصادی جهانی، مواد اولیه مورد نیاز صنایع مختلف (صنعت ساختمان سازی، صنعت خودرو، ساخت تجهیزان و ماشین آلات و غیره) را فراهم می‌کند. با این حال، فرآیندهای سنتی تولید فولاد تأثیرات زیست‌محیطی قابل توجهی دارند، از جمله انتشار بالای کربن و مصرف گسترده منابع. با توجه به نیاز جهانی به کاهش تغییرات اقلیمی و حرکت به سمت اقتصاد پایدار و از طرفی پیش‌بینی افزایش چشمگیر تقاضای جهانی فولاد در مناطق مختلف جهان، فناوری فولاد سبز به عنوان راه‌حلی کلیدی برای این چالش‌ها مطرح شده است.
برای مطالعه مقاله “مروری بر زنجیره ارزش تولید فولاد؛ لزوم توسعه فناوری سبز” اینجا کلیک کنید.
فناوری فولاد سبز چیست؟
فناوری فولاد سبز، که به تولید فولاد پایدار نیز شناخته می‌شود، بر تلفیق شیوه‌های سازگار با محیط زیست در فرآیند تولید فولاد تمرکز دارد. هدف از توسعه این فناوری؛ کاهش انتشار کربن، بهینه‌سازی و کاهش مصرف انرژی و افزایش بهروری در استفاده از منابع اولیه است. فناوری‌های تولید فولاد سبز شامل استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، فناوری‌های پیشرفته تولید و پیاده‌سازی مفاهیم اقتصاد چرخشی است.
در فناوری‌های فولاد سبز علاوه بر رویکردهای نوآورانه مانند جایگزینی سوخت‌های فسیلی با هیدروژن و برق حاصل از منابع تجدیدپذیر، فرآیندهای مرسوم تولید فولاد نیز با هدف بهینه‌سازی مصرف انرژی و مواد اولیه مورد بازنگری قرار می‌گیرد. این رویکردها امکان کاهش قابل توجه ردپای کربنی (carbon footprint) و توسعه پایدار را فراهم می‌کنند.
یکی از عوامل اصلی انتشار کربن در فرآیندهای تولید سنتی فولاد، وابستگی به سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ و گاز طبیعی است. در فناوری فولاد سبز منابع فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی جایگزین می‌شود. مزایا و معایب اصلی توسعه فناوری‌های مبتنی بر فولاد سبز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد؛
مزایای فناوری فولاد سبز
- کاهش انتشار کربن: جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌گیری از فناوری‌های کارآمد تولید، انتشار گازهای گلخانه‌ای را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و به تلاش‌های جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی کمک می‌کند.
- حفظ منابع طبیعی: استفاده بهینه از مواد خام و بازیافت ضایعات فلزی باعث افزایش بهره‌وری از منظر استفاده از منابع اولیه از جمله زغال سنگ، سنگ آهن و گاز طبیعی و همچنین کاهش اثرات زیست‌محیطی مرتبط می‌شود.
- توسعه پایدار اقتصادی: تولید و توسعه پایدار یکی از مهم‌ترین عوامل در سوداوری و خلق بیشترین ارزش افزوده در صنایع فولادی به شمار می‌رود، لذا سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های پیشرفته تولید فولاد سبز و انرژی‌های تجدیدپذیر رشد اقتصادی پایدار را فراهم می‌آورد.
- کسب سهم بازار‌های جدید: در بازار جهانی با وجود محدودیت‌ها و قوانین وضع شده در برخی از کشورها، تقاضا بازار‌های جهانی به سرعت به سمت محصولات سبز و دوستدار محیط زیست پیش می‌رود، شرکت‌های فولادی پیشرو در فناوری‌های فولاد سبز، دارای مزیت رقابتی قابل توجهی جهت کسب سهم بازار‌های بالقوه جدید را خواهند داشت.
چالش‌های فناوری فولاد سبز
با وجود مزایای چشمگیر، پذیرش فناوری فولاد سبز با چالش‌هایی همراه است:
- هزینه‌های سرمایه‌گذاری بالا: توسعه زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر و فناوری‌های پیشرفته تولید فولاد سبز و همچنین تغییر واحد‌های موجود از فناوری‌های مرسوم تولید فولاد به فناوری سبز، نیازمند سرمایه‌گذاری قابل توجهی است که ممکن است برای برخی از کشورها از جمله ایران یکی از موانع اصلی توسعه این فناوری باشد.
- روند تحقیق و توسعه: با وجود پیشرفت‌های گسترده در حوزه توسعه فرایند‌های مبتنی بر تولید فولاد سبز از جمله احیای مستقیم سنگ آهن با استفاده از هیدروژن و کوره‌های قوس الکتریکی، تجاری سازی و توسعه‌ی گسترده فناوری‌های تولید فولاد سبز همچنان نیازمند تحقیق و توسعه بیشتر و بهینه‌سازی فرایند‌ها و کاهش هزینه‌های سرمایه گذاری و تولید را به همراه دارد.
- مقیاس‌پذیری: یکپارچگی فناروی‌های فولاد سبز با فرآیندهای موجود و زنجیره تأمین جهانی تولید فولاد، فرآیندی پیچیده، زمان‌بر و نیازمند توسعه بیشتر فناوری در ابعاد مختلف زنجیره ارزش صنعت فولاد است.
نمونه‌های موفق از اجرای فناوری فولاد سبز
- پروژه HYBRIT: این پروژه در سوئد با هدف تولید فولاد بدون انرژی فسیلی و مبتنی بر هیدروژن به جای زغال‌سنگ استفاده می‌کند. HYBRIT از فناوری احیای مستقیم و انرژی‌های تجدیدپذیر از جمله انرِژی بادی و برق آبی بهره می‌برد و تا سال 2026 به تولید تجاری خواهد رسید.
- ArcelorMittal: این شرکت با سرمایه‌گذاری در انرژی تجدیدپذیر و بهره‌گیری از کوره‌های قوس الکتریکی، به طور فعال به دنبال کاهش انتشار کربن است.
- Nippon Steel: این شرکت ژاپنی با تمرکز بر انرژی خورشیدی و بازیافت ضایعات فلزی، اقدامات گسترده‌ای برای کاهش اثرات زیست‌محیطی انجام داده است.
کاربرد اقتصاد چرخشی در فولاد سبز
اقتصاد چرخشی به عنوان یکی از اصول اساسی فناوری فولاد سبز، نقش مهمی در کاهش ضایعات و حفظ منابع طبیعی ایفا می‌کند. بازیافت ضایعات فلزی و استفاده مجدد از مواد اولیه، نیاز به استخراج مواد خام جدید را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. این فرآیند نه تنها به کاهش انرژی مصرفی در تولید فولاد سنتی کمک می‌کند، بلکه اثرات زیست‌محیطی مرتبط با استخراج و فرآوری مواد خام را نیز کاهش می‌دهد. در این راستا، ایجاد زیرساخت‌های مناسب برای بازیافت ضایعات فلزی و استفاده کارآمد از مواد، امکان تحقق اهداف پایداری را فراهم می‌کند.
یکی دیگر از جنبه‌های کلیدی اقتصاد چرخشی، طراحی محصولات فولادی با قابلیت دوام و بازیافت است. محصولاتی که برای طول عمر بیشتر طراحی شده‌اند، نیاز به جایگزینی مکرر را کاهش داده و امکان بازیافت مؤثرتر را فراهم می‌کنند. همچنین، بهبود طراحی برای جداسازی آسان اجزای فلزی در پایان عمر محصولات، فرآیند بازیافت را بهینه می‌کند. این چرخه چرخشی در تولید و مصرف فولاد، به‌طور هم‌زمان اثربخشی زیست‌محیطی و اقتصادی را افزایش می‌دهد و به تحقق اهداف پایداری صنعت فولاد کمک می‌کند.
برای مطالعه مقاله “شاخص اقتصاد چرخشی کربن: ابزاری برای ارزیابی در مسیر انتشار صفر خالص” اینجا کلیک کنید.
برای مطالعه مقاله “مقایسه عملکرد مناطق مختلف جهان در شاخص اقتصاد چرخشی کربن CCE” اینجا کلیک کنید.
نتیجه‌گیری
فناوری فولاد سبز پتانسیل تبدیل صنعت فولاد به بخشی پایدار و دوستدار محیط زیست را داراست. با بهره‌گیری از منابع تجدیدپذیر، تکنیک‌های پیشرفته تولید و اصول اقتصاد چرخشی، این فناوری می‌تواند به کاهش قابل توجه انتشار کربن، حفظ منابع و ایجاد فرصت‌های اقتصادی کمک کند. با این حال، غلبه بر موانع مالی و فناورانه برای اجرای گسترده آن ضروری است.
حمایت از این فناوری نه تنها راه‌حلی برای چالش‌های زیست‌محیطی است، بلکه فرصتی برای تحول اقتصادی و صنعتی در مسیر آینده‌ای سبز فراهم می‌آورد. همکاری تولیدکنندگان فولاد، دولت‌ها و سهام‌داران برای دستیابی به این هدف ضروری است. فناوری فولاد سبز نه تنها گامی به سوی کاهش کربن، بلکه کلیدی برای ساخت جهانی پایدارتر است.
پایگاه دانش زنجیره ارزش هیدروژن ویرا آمادگی خود جهت برگزاری جلسات مشترک و ارائه نظرات کارشناسی شده به سرمایه‌گذاران، مدیران و فعالان صنعت فولاد را اعلام می‌دارد.
