۰۲۱-۵۴۱۰۳
فولاد سبز از مفاهیمی است که تازه به ادبیات صنعتی اضافه شده است و ابهامات زیادی در مورد آن وجود دارد. در این مقاله از آهن پرایس در مورد اینکه تفاوت فولاد سبز و فولاد سنتی در چیست با هم صحبت خواهیم کرد.
فولاد به عنوان یکی از صنایع مادر، می تواند به محوری ترین حوزه در دنیای مدرن معرفی شود. از آسمان خراش های بلند گرفته تا قطعات صنعتی کوچک، همه چیز به صنعت فولاد وابسته بوده و مقاطع فولادی مخلتف بزرگترین ماده اولیه ای هستند که در جهان امروز مورد استفاده قرار می گیرند. البته باید در نظر داشت که تولید همین فولاد، آلایندگی بسیار بالایی داشته و یکی از اصلی ترین دلایل انتشار گازهای گلخانه ای هستند. از همین رو تحقیقات وسیعی برای کاهش این آلایندگی ها انجام شد که نتیجه آن به ایجاد مفهوم فولاد سبز منجر شد. در این مقاله قرار است تفاوت فولاد سبز و فولاد عادی را بررسی کرده و ببینیم ویژگی های هر یک از آنها چیست.
تفاوت فولاد سبز و سنتی در چیست
یکی از تصورات اشتباه در مورد فولاد سبز این است که از نظر کیفی با فولادی که به روش عادی تولید می شود و اصطلاحا آن را فولاد سبز می نامیم، تفاوت دارد. در واقع باید گفت هر دوی این فولادها کاربرد یکسانی داشته و مواد تشکیل دهنده آنها نیز تفاوتی با هم ندارد. هر چند ممکن است از نظر ساختار مولکولی و درصد عناصر تشکیل دهنده تغییراتی وجود داشته باشد، اما این اختلافات جزئی در محصولات دو کارخانه سنتی نیز می تواند موجود داشته باشد. همینطور هزینه تولید نیز بسیار نزدیک به هم بوده و به طور مثال قیمت میلگرد در بازار برای هر دوی این محصولات یکسان خواهد بود.
در جدول زیر می توانید تفاوت فولاد سبز و سنتی را در زمینه های مختلف مشاهده کنید:
| ویژگی | فولاد عادی (سنتی) | فولاد سبز (پایدار) |
| فرآیند تولید | احیای سنگ آهن با کک، ذوب آهن اسفنجی به روش های سنتی | احیای سنگ آهن با هیدروژن، ذوب آهن اسفنجی با کوره های مدرن و خطوط رباتیک |
| انرژی مصرفی | عمدتا سوخت فسیلی (کک)، برق شبکه | انرژی های تجدیدپذیر، هیدروژن سبز |
| انتشار CO2 | بالا (یکی از منابع اصلی) | بسیار پایین یا نزدیک به صفر |
| اثرات زیست محیطی | بالا (آلودگی هوا، مصرف آب، پسماند) | به حداقل رسیده (تمرکز بر پایداری) |
| هزینه تولید | معمولاً پایین تر (در حال حاضر) | معمولاً بالاتر (به دلیل سرمایه گذاری در فناوری های جدید و هزینه بالای انرژی پاک) |
در ادامه هر یک از معیار های گفته شده را با هم بررسی خواهیم کرد:
فرآیند تولید
در صورتی که بخواهیم نگاهی تخصصی به این بخش داشته باشیم، می توانیم بگوییم روند تولید اصلی ثابت است. به این صورت که سنگ آهن باید استخراج شود، سپس اکسید آهن از آن جدا شده و اصطلاحا احیا شود، بعد از آن آهن اسفنجی تولید شده و در کوره ذوب شود. این مواد با ترکیب با سایر فروآلیاژ ها برای تولید مقاطع مختلف فولادی استفاده می شوند. اصلی ترین تفاوت فولاد سبز و سنتی نحوه اجرای این فعالیت ها و منابع انرژی ای است که از آنها استفاده می شود.
فولاد عادی عمدتا از طریق فرآیندهایی تولید می شود که سنگ آهن را با استفاده از کک (محصولی از زغال سنگ) در کوره های بلند احیا می کند. همچنین، از برقی که عموما از منابع فسیلی تأمین شود، در کوره های قوس الکتریکی (EAF) برای ذوب قراضه یا آهن اسفنجی استفاده می کند. در مقابل، فولاد سبز با هدف کاهش چشمگیر یا حذف کامل انتشار کربن در فرآیند تولید طراحی شده است. فرآیند تولید با هیدروزن سبز می تواند این کار را به طور کامل انجام دهد. همچنین، استفاده گسترده از برق حاصل از منابع تجدیدپذیر برای تغذیه کوره های قوس الکتریکی و افزایش بازیافت قراضه فولاد، از دیگر استراتژی های اصلی تولید فولاد سبز هستند
انرژی مصرفی
در تولید فولاد عادی، بخش عمده انرژی مورد نیاز از سوخت های فسیلی، به ویژه کک (ذغال سنگ فرآوری شده)، تأمین می شود. کک نه تنها به عنوان منبع حرارت عمل می کند، بلکه نقش حیاتی در واکنش شیمیایی احیای سنگ آهن در کوره های بلند ایفا می کند. در حالی که برای همین کاربرد، در فولاد سبز از هیدروژن مایع استفاده می شود. این محصول می تواند آلایندگی را به حداقل برساند و همینطور ریسک های تغییر قیمت نفت و وابستگی به سوخت را به شدت کاهش می دهد. این هیدروژن در فرآیندی از آب گرفته شده و بعد از عملیات نیز مجدد به آب تبدیل می شود.
علاوه بر این، در روش های سنتی برق مورد نیاز اغلب از شبکه های سراسری تامین می شود و ممکن است تولید آن با سوزاندن سوخت های فسیلی همراه باشد. در مقابل، برق مورد نیاز برای تولید فولاد سبز، به طور ویژه از منابعی مانند انرژی خورشیدی، بادی یا آبی تامین می شود. در مجموع، می توان گفت که فرآیند سنتی به شدت به منابع انرژی غیرتجدیدپذیر وابسته است، در حالی که فولاد سبز تمام انرژی مورد نیاز را از منابع تجدیدپذیر می گیرد.
انتشار CO2
تولید فولاد عادی به روش های سنتی، یکی از بزرگترین منابع انتشار دی اکسید کربن (CO2) در سطح جهان محسوب می شود. دلیل اصلی این امر، استفاده گسترده از کک (مشتق شده از زغال سنگ) در فرآیند احیای سنگ آهن در کوره های بلند است. واکنش شیمیایی بین اکسید آهن و کربن موجود در کک، مقادیر عظیمی CO2 را به عنوان محصول جانبی آزاد می کند. علاوه بر این، روش تامین انرژی الکتریکی که معمولا نروگاه های سوخت فسیلی است، به انتشار بیشتر CO2 کمک می کند.
این در حالی است که فولاد سبز این مشکلات را ندارد. نتیحه سوخت هیدروژن برای احیای ذغال سنگ در این روش تولید، بخار آب است که هیچ مشکلی در این خصوص ایجاد نخواهد کرد. منابع برقی نیز از انرژی تجدید پذیر استفاده کرده و در صورتی که فرآیندی کربن زا در این روش وجود داشته باشد، توسط روش های جذب کربن مورد بررسی قرار رگفته و انتشار این گازها را به حداقل خواهد رساند.
اثرات زیست محیطی
همانطور که تا اینجا اشاره کردیم، روش های تولید فولاد سنتی، به دلیل اتلاف بالای انرژی، آزادسازی مقادیر زیادی کربن و همینطور استفاده از سوخت های فسیلی یکی از دلایل اصلی تغییرات اقلیمی فعلی و گرمایش جهانی هستند؛ در کنار آن مفهوم فولاد سبز به این دلیل ارائه شده تا این مشکل را حل کرده و اثرات زیست محیطی را در این صنعت به حداقل برساند. در صورتی که نگاهی به آمار و ارقام بیندازیم، متوجه خواهیم شد که فولاد سبز با 90 درصد انتشار کربن کمتر، 15 درصد مصرف آب کمتر، 70 درصد کاهش ذرات معلق در هوا و کاهش 30 درصدی مصرف انرژی، آلایندگی بسیار کمتری برای محیط زیست خواهد داشت.
هزینه تولید
در حالت عادی هزینه تولید فولاد به روش های سنتی به دلیل استفاده از مواد اولیه فراوان و فرآیندهای اثبات شده صنعتی، نسبتا کمتر خواهد بود. کک و سنگ آهن به عنوان مواد اولیه اصلی، با وجود نوسانات قیمتی، در مقیاس وسیع در دسترس هستند. همچنین، زیرساخت های تولید فولاد عادی در سراسر جهان ایجاد شده و بهینه سازی فرآیندها طی دهه ها منجر به کاهش هزینه های عملیاتی شده است. اگرچه هزینه های زیست محیطی مانند مالیات کربن یا جریمه های آلودگی در حال افزایش است، اما هنوز هزینه های اولیه تولید فولاد عادی نسبت به گزینه های سبزتر، پایین تر در نظر گرفته می شود.
از سوی دیگر، تولید فولاد سبز در حال حاضر با هزینه های تولید بالاتری (نزدیک به 20 درصد) همراه است. این امر عمدتا به دلیل نیاز به سرمایه گذاری هنگفت در فناوری های نوین، مانند تولید هیدروژن سبز از منابع تجدیدپذیر و توسعه کوره های قوس الکتریکی که با این مواد اولیه کار کنند، می باشد. هزینه بالای تجهیزات، نیاز به تأمین پایدار انرژی های تجدیدپذیر و همچنین مقیاس تولید کمتر در مراحل اولیه توسعه، همگی به افزایش هزینه ها دامن می زنند. با این حال، مسیر پیشرفت تکنولوژی در جهتی قرار دارد که در آنیده ای نزدیک، هزینه تولید فولاد سبز می تواند کمتر از روش های عادی باشد. البته باید در نظر داشت که بالاتر بودن هزینه های تولید فولاد سبز در قیمت آن اعمال نمی شود و به دلیل وجود معافیت ها، قیمت عرضه نیز یکسان خواهد بود. به عنوان مثال قیمت تیرآهن تولید شده به روش سبز با روش های سنتی یکسان خواهد بود.
ارزیابی آینده صنعت فولاد سبز و عادی
آینده فولاد عادی با چالش های قابل توجهی روبرو است. با افزایش فشارهای جهانی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و دستیابی به اهداف اقلیمی، فولاد عادی تولید شده با روش های سنتی، به تدریج جذابیت خود را در بازارهای جهانی از دست خواهد داد. قوانینی مانند طرح های قیمت گذاری کربن، تعرفه های زیست محیطی و افزایش آگاهی مصرف کنندگان و سرمایه گذاران نسبت به پایداری، تولیدکنندگان فولاد عادی را وادار به سرمایه گذاری در بهبود فرآیندها یا روی آوردن به روش های سبزتر خواهد کرد. در غیر این صورت، احتمالا سهم بازار خود را به نفع فولاد سبز از دست خواهد داد، مگر اینکه بتواند با استفاده از فناوری های جذب کربن یا بهبودهای تدریجی، ردپای کربن خود را به میزان قابل قبولی کاهش دهد.
در طرف دیگر ماجرا، فولاد سبز آینده روشنی را در بازار پیش رو دارد و انتظار می رود به تدریج نقش غالب را ایفا کند. تقاضا برای فولاد کم کربن از سوی صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساختمان سازی و انرژی های تجدیدپذیر در حال افزایش است. دولت ها نیز با ارائه مشوق های مالی، یارانه و وضع قوانین سخت گیرانه تر برای انتشار کربن، از تولید و مصرف فولاد سبز حمایت می کنند. اگرچه چالش هایی مانند هزینه اولیه بالا و نیاز به توسعه زیرساخت های جدید وجود دارد، اما روند جهانی به سمت اقتصاد سبز و پایدار، تضمین کننده رشد روز افزون بازار فولاد سبز در دهه های آینده است. این امر نه تنها به محیط زیست کمک می کند، بلکه فرصت های اقتصادی جدیدی را نیز برای شرکت های پیشرو در این حوزه ایجاد خواهد کرد.
انتشار مطالب این سایت با ذکر منبع و درج لینک آزاد است.
نظرات کاربران (0)