۰۲۱-۵۴۱۰۳
فولاد سبز چیست!؟ این مفهوم به فولادی اشاره دارد که به جای روش های سنتی، با استفاده از روش های دوست دار محیط زیست تولید شده و انتشار کربن در آن به حداقل رسیده است.
تغییرات اقلیمی شاید تا چند سال گذشته به عنوان موضوعی مبهم مطرح بودند، اما اکنون همه ما، خصوصا در ایران میتوانیم تبعاتی که دارند را مشاهده کنیم. از همین رو اهیمت کاهش کربن و به حداقل رساندن اثرات گلخانه ای، یکی از مهمترین مسائل در تصمیم گیریهای استراتژیک به شمار میرود. فولاد به عنوان ستون فقرات تمدن مدرن ما، از ساخت آسمان خراشها گرفته تا خودروها، نقشی حیاتی ایفا میکند، اما روشهای سنتی تولید آن، میتواند به تشدید این اثرات منجر شود. از همین رو آینده صنعت فولاد با معرفی مفهومی به نام فولاد سبز یا همان Green Steel نقش خود را در کم کردن این تاثیرات ایفا میکند. در ادامه در مورد اینکه فولاد سبز چیست و چطور تولید میشود بیشتر صحبت خواهیم کرد.
فولاد سبز چیست؟
به طور خلاصه میتوان گفت که فولاد سبز، محصولی است که در تولید آن از هیچ سوخت فسیلی استفاده نشده باشد و آلایندگی ایجاد شده در فرآیند تولید آن صفر باشد! فولاد سبز، اساسا همان فولاد معمولی است که ما میشناسیم؛ یعنی آلیاژی از آهن و کربن که خواص فیزیکی و شیمیایی مشابهی با فولاد تولید شده به روشهای سنتی دارد. ترکیب آلیاژی، ساختار بلوری و ویژگیهایی مانند استحکام، سختی و چقرمگی آن تفاوتی با فولادهای رایج ندارد.
در واقع، سبز بودن این نوع فولاد به معنای استفاده از روشهای تولید دوستدار محیط زیست است که هدف اصلی آنها به حداقل رساندن یا حتی حذف کامل انتشار گازهای گلخانه ای، به ویژه دی اکسید کربن (CO2)، در طول چرخه تولید است. منظور ما از چرخه تولید همه مراحل اعم از استخراج و فرآوری سنگ آهن، نیروگاههای تولید کننده برق مجموعه فولاد، کورههای ذوب آهن و همینطور لجستیک و انتقالات این فولاد است.
خیلی از شرکتهای بزرگ مانند SSAB در سوئد و POSCO در کره جنوبی به صورت کامل این ایده را پیاده سازی کرده و فولاد سبز به بازار عرضه میکنند. هزینه تمام شده تولید فولاد با این روشها نیز تا اندازه قابل توجهی کمتر از روشهای سنتی است. به طور مثال درحوزه فولاد ساختمانی، قیمت میلگرد و تیرآهن تولید شده در این روش میتواند بسیار کمتر از روشهای سنتی و آلاینده باشد.
در انتها میتوان گفت که فولاد سبز به ماده ای جدید با خواص متفاوت اشاره ندارد، بلکه تعهدی به پایداری و روشی مسئولانهتر برای تولید محصولی حیاتی در دنیای امروز است. در ادامه در مورد اینکه تاریخچه ایده فولاد سبز چیست و پیدایش آن چطور بوده است بیشتر خواهیم پرداخت.
تاریخچه فولاد سبز چیست
ایده فولاد سبز به تلاشهای دهههای گذشته برای کاهش اثرات زیست محیطی صنعت فولادسازی باز میگردد. اولین جرقهها برای این موضوع در دهه 70 میلادی زده شد؛ زمانی که افزایش نگرانیها در مورد آلودگی، باعث شد تحقیقات بر روی روشهای کم مصرفتر بیشتر شود. در دهه 90 میلادی استفاده از کورههای قوس الکتریکی (EAF) که انرژی خود را از برق تأمین میکنند، بیشتر شد و این محصولات به بازدهی اقتصادی رسیدند. تا سال 2000 شرایط این کورهها به جایی رسیده بود که آلایندگی آنها 60 تا 70 درصد کمتر از کورههای سنتی بودند. اما از آنجا که خیلی از نیروگاههای برق هنوز از سوخت فسیلی استفاده میکردند، این فرآیند کاملا سبز به حساب نمیآمد.
در سال 2010 با وجود پیشرفتهایی که در این زمنیه رخ داد، واژه فولاد سبز به صورت رسمی وارد ادبیات صنعتی شد! مفهوم فولاد سبز در سال 2015 و با تکمیل فرآیند احیای سنگ آهن با هیدروژن سبز به جای ذغال سنگ، به مرحله جدیدی رسید. در سال 2020 مجتمعهای تولید فولاد اروپایی مانند Thyssenkrupp با ساخت کورههای هیدروژنی موفق به تولید فولادهای خاص به روش سبز شدند که توانست بازار را تحت تاثیر خود قرار دهد. قیمت فولاد خشکه هوایی تولید شده با این روش، پایینتر از فولادهای سنتی بود و به عنوان یکی از نمونههای موفق تجاری فولاد سبز شناخته میشود.
امروزه، مفهوم فولاد سبز به تولید فولاد با استفاده از این فناوریهای نوین، مانند هیدروژن سبز به جای کربن در فرآیند احیا و انرژیهای پاک برای تأمین برق کوره ها، اطلاق میشود. این تحول، فولاد سبز را از یک مفهوم تحقیقاتی به سمت تولید صنعتی پایدار هدایت کرده است.
روش تولید فولاد سبز
همانطور که اشاره کردیم، تولید فولاد سبز بر پایه جایگزینی یا بهینه سازی فرآیندهای سنتی با رویکردهای سازگار با محیط زیست استوار است. برای اینکه بتوانیم فولادی داشته باشیم که گازهای گلخانه ای در زمان تولید آن به حداقل رسیده باشند، لازم است فرآیند تولد را از چند جنبه مختلف بررسی کنیم. در صورتی که بخواهیم بگوییم مهمترین مراحل تولید فولاد سبز چیست میتوانیم به این گزینهها اشاره کنیم:
تامین انرژی اولیه با روشهای تجدید پذیر
اصلیترین محرک برای تولید فولاد، برق است! تولید انرژی مورد نیاز برای مجتمعهای تولید فولاد همیشه یکی از معضلات بزرگ کارخانههای فولاد بوده است که معمولا آن را با استفاده از نیروگاههای فسیلی تامین میکنند. در پروژههای فولاد سبز، این انرژی باید با استفاده از منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر تولید شود. این منابع شامل انرژی خورشیدی، بادی و آبی هستند که نقش حیاتی در کاهش انتشار کربن دارند. هر چند پیاده سازی نیروگاههایی که بتواند با استفاده از این روشها برق مورد نیاز برای کوره قوس الکتریکی (EAF) را تامین کند نیز کار ساده ای نبوده و باید ساز و کارهای مختلفی برای آنها در نظر گرفته شود. همینطور بهبود طراحی کوره ها، استفاده از تکنولوژیهای پیشرفته گرمایش و عایق بندی اصولی، مصرف انرژی را تا اندازه قابل توجهی کاهش میدهد.
کاهش آلایندگی با احیای ذغال سنگ
مهمترین نوآوری در تولید فولاد سبز در این بخش رخ میدهد! در این مرحله از هیدروژن سبز (Green Hydrogen) به جای استفاده از زغال سنگ (کُک) به عنوان عامل احیا کننده و اکسیدزدایی از سنگ آهن استفاده میشود. این هیدروژن سبز از الکترولیز آب با استفاده از انرژی تجدیدپذیر تولید میشود. این فرآیند، تنها بخار آب (H₂O) را به عنوان محصول جانبی تولید میکند و انتشار CO₂ را حذف مینماید. استفاده از هیدروژن سبز عمدتا در واحدهای احیا مستقیم (Direct Reduction) با استفاده از هیدروژن H-DRI به کار گرفته میشود.
استفاده از فولاد بازیافتی
کوره EAF به طور سنتی برای ذوب کردن فولاد قراضه و ضایعات طراحی شده است و میتواند مقادیر زیادی از آن را ذوب کند. افزایش نرخ بازیافت و استفاده از قراضه با کیفیت بالا، به خودی خود باعث کاهش نیاز به تولید فولاد از سنگ آهن و در نتیجه کاهش انتشار کربن میشود. هر چند باید در نظر داشت که این مساله میتواند تا حدودی روی کیفیت محصول نهایی تاثیر داشته باشد و نیازمند کنترل کیفی دقیق خواهد بود. علاوه بر آن استفاده از فولاد بازیافتی از عوامل اصلی برای کاهش هزینههای فولاد سبز است. به طور مثال قیمت تیرآهن تولید شده به این روش، به دلیل اینکه سهم آهن بازیافتی در آن بیشتر است، پایینتر از روشهای سنتی تمام خواهد شد.
فناوریهای جذب و ذخیره کربن
در صورتی که بخشی از پروژه تولید فولاد همچنان به سوختهای فسیلی وابسته باشد، میتوان با استفاده از فناوریهای جذب کربن که به نام روشهای CCS یا همان Carbon Capture and Storage معروف هستند، این دی اکسید کربن تولید شده را جمع آوری و از ورود آن به طبیعت جلوگیری کرد. دی اکسید کربن جذب شده سپس میتواند در مخازن مخصوص ذخیره یا برای تولید محصولات دیگر استفاده شود.
مزایای کلیدی فولاد سبز نسبت به فولاد سنتی
مزیت اصلی و بنیادین فولاد سبز نسبت به فولاد سنتی، کاهش چشمگیر و هدفمند اثرات زیست محیطی در طول فرآیند تولید است. در حالی که فولاد سنتی، به خصوص تولید شده از طریق فرآیند کوره بلند (Blast Furnace)، یکی از بزرگترین منابع انتشار گازهای گلخانه ای، به ویژه دی اکسید کربن، در جهان محسوب میشود، فولاد سبز با بهره گیری از فناوریهای نوین، این ردپای کربن را به شدت کاهش داده یا حذف میکند. این امر نه تنها به مبارزه با تغییرات اقلیمی کمک میکند، بلکه استانداردهای جدیدی را برای پایداری در صنایع سنگین تعریف مینماید و موقعیت رقابتی شرکتها را در بازارهای آینده ارتقا میبخشد. مهمترین مزیتهایی که میتوانیم برای روش تولید فولاد سبز برشمریم، از این قرارند:
- حذف یا کاهش شدید CO2: مهمترین مزیت، کاهش قابل توجه انتشار دی اکسید کربن از طریق جایگزینی زغال سنگ با هیدروژن سبز و استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر است.
- کاهش سایر آلاینده ها: بهینه سازی فرآیندها منجر به کاهش انتشار سایر آلایندههای مضر مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق نیز میشود.
- کمک به اهداف اقلیمی: تولید فولاد سبز مستقیما باعث محدود کردن گرمایش جهانی شده و میتواند به بهبود شرایط اقلیمی کمک شایانی کند.
- کاهش تخریب منابع طبیعی: اتکای کمتر به استخراج زغال سنگ و سنگ آهن، فشار بر منابع طبیعی را کاهش میدهد.
- مدیریت بهتر منابع آب: برخی فرآیندهای نوین، مصرف آب را بهینه کرده یا از آب به شکلی پایدارتر استفاده میکنند.
- استفاده حداکثری از بازیافت: تاکید بر استفاده از قراضه فولاد در کورههای قوس الکتریکی، اصل اقتصاد چرخشی را تقویت میکند.
- دسترسی به بازارهای سبز: تقاضا برای محصولات پایدار و سبز در حال افزایش است و شرکتهایی که فولاد سبز تولید میکنند، میتوانند بازارهای جدیدی را هدف قرار دهند.
- کاهش ریسکهای سنتی: فولاد سبز خطرات مرتبط با نوسانات قیمت سوختهای فسیلی مثل زغال سنگ و گاز طبیعی را کم کرده و ریسکهای مالی را کاهش میدهد.
- جذابیت برای سرمایه گذاری (ESG): سرمایه گذاران به طور فزاینده ای به معیارهای زیست محیطی، اجتماعی و حاکمیتی (ESG) توجه میکنند و شرکتهای پایدار جذابیت بیشتری دارند.
نتیجه گیری
در این مقاله در مورد اینکه فولاد سبز چیست و چطور تولید میشود صحبت کردیم؛ به طور کلی میتوان گفت ظهور و توسعه فولاد سبز نقطه عطفی در صنعت فولاد جهان محسوب میشود؛ چرا که با هدف کاهش انتشار کربن و حرکت به سوی پایداری زیست محیطی طراحی شده است. از طریق به کارگیری نوآوریهایی چون هیدروژن سبز به عنوان عامل احیا کننده، استفاده گسترده از انرژیهای تجدیدپذیر، و بهینه سازی فرآیندهای بازیافت، فولاد سبز نه تنها به مقابله با تغییرات اقلیمی کمک میکند، بلکه مزایای اقتصادی و رقابتی قابل توجهی را برای تولیدکنندگان فراهم میآورد و آینده ای پاکتر و پایدارتر را برای این صنعت حیاتی نوید میدهد.
انتشار مطالب این سایت با ذکر منبع و درج لینک آزاد است.
نظرات کاربران (0)