فولاد سبز چیست؟

فولاد بخش بزرگی از زندگی روزمره ما را تعیین می­کند. ماشین‌ها، یخچال‌ها، پل‌ها و … بدون فولاد قابل تصور نیست؛ اما فولاد برای تولید به زغال سنگ و انرژی زیادی نیاز دارد و در نتیجه جو را با CO₂ آلوده می­کند. از این­رو جهان تصمیم به تولید فولادی تحت عنوان “فولاد سبز” گرفته تا کمترین میزان آسیب­های زیست­ محیطی را در پی داشته باشد.

فولاد سبز به چه معناست؟ چگونه تولید می­شود و چه تفاوتی با فولاد سنتی دارد؟

تفاوت فولاد سنتی و سبز نامحسوس است چراکه محصول از نظر کیفی یکسان است اما این فرآیند تولید متفاوت است که باعث تمایز فولاد سبز می­شود. در فرآیند سنتی، سنگ آهن در کوره بلند برای تولید آهن خام استفاده می­شود. برای این منظور، زغال سنگ به عنوان یک عامل”احیا کننده” اضافی به داخل کوره بلند تزریق می­شود. زغال سنگ اکسیژن را در اصطلاح از سنگ آهن می رباید “احیا” و در نتیجه آهن خالص تولید می­کند اما با آن ترکیب می­شود و دی اکسید کربن (CO₂) را تشکیل می­دهد.

 فولاد سبز  یعنی فولاد خنثی که از نظر محیط زیستی با استفاده از یک کارخانه احیای مستقیم تولید می­شود. در اینجا سنگ آهن به جای کربن (زغال سنگ) با کمک هیدروژن به آهن اسفنجی تبدیل می­شود که به عنوان DRI (آهن احیا شده مستقیم) نیز شناخته می­شود. در نهایت DRI را می­توان در یک کوره قوس الکتریکی (EAF) پردازش کرد و نهایتا فولاد خام تولید می­شود. برای تولید فولاد سبز، حتما باید از هیدروژن سبز استفاده شود. هیدروژن سبز (هیدروژنی که جریان الکتریکی مورد نیاز برای الکترولیز آن از منابع تجدیدپذیر تامین شده باشد) را می­توان جایگزین کربن در فرآیند احیا و تولید فولاد کرد تا از انتشار گاز دی اکسید کربن جلوگیری شود. در نهایت، این فرآیند برخلاف فرآیند کوره بلند کلاسیک از نظر محیط زیستی خنثی است. اما به هر حال، تولید انرژی از زغال سنگ به طور قابل توجهی ارزان­تر از تغییر به فناوری­های سازگار با محیط ­زیست است. برای دستیابی به اهداف اقلیمی و برای صرفه جویی 30 درصدی از انتشار CO₂ تا سال 2030، رویکردهای جدیدی اتخاذ شده است.

به سوی یک ابزار تصمیم گیری استراتژیک برای کربن زدایی در فرآیند تولید فولاد

توافقنامه پاریس درسال 2015 که با محوریت تغییرات آب و هوایی برگزار شد، صنایع را ملزم می­­کند که انتشار گازهای گلخانه ای جهانی را از سال 2050 به صفر برسانند. بر اساس اصل مسئولیت­های مشترک اما متمایز (CBDR) مندرج در کنوانسیون آب و هوا (UNFCCC) کشورهای توسعه یافته باید در این فرآیند پیشگام باشند و انتشار گازهای گلخانه­ای را سریع­تر از میانگین جهانی کاهش دهند. تولید فولاد یکی از صنایعی است که حجم قابل توجهی از گازهای گلخانه­ای در سطح جهان متساعد می­کند و مسئول 7 درصد از انتشار گازهای گلخانه­ای در جهان است. همچنین فولادسازی یکی از بخش‌های اقتصادی است که به دلیل رقابت شدید جهانی و وابستگی فرآیند به تولید کربن و نیاز به فناوری‌های جدید با هزینه­ های بالا، یکی از سخت­ترین چالش­ها را در بین تمامی صنایع برای رسیدن به هدف عدم انتشار گاز CO₂ را پیش­رو دارد. در اروپا مجموعه‌ای از فن‌آوری‌ها شناسایی شده‌اند و پروژه‌های تحقیقاتی مختلفی با هدف توسعه این فناوری‌های نوآورانه انجام می‌شوند. مسیرهای مختلفی برای تولید فولاد وجود دارد اما استفاده از کوره­ های قوس الکتریکی در مقایسه با مسیر کوره بلند، سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد. کوره قوس الکتریکی از انرژی الکتریکی برای ذوب ضایعات (قراضه آهن) و فروآلیاژها استفاده می­کند و در طول فرآیند، نسبت تعیین کننده ­ای از کل انرژی مصرف شده به انرژی حرارتی تبدیل می شود. انتشار CO₂ از تولید فولاد خام در کوره قوس الکتریکی به طور قابل توجهی کمتر از مسیر کوره بلند است. در سال 2018، تولید جهانی فولاد به طور متوسط 1680 کیلوگرم CO₂ در هر تن فولاد خام منتشر کرده است اما فولاد سبز با استفاده 100% از برق بدست آمده از منابع تجدیدپذیر باعث کاهش انتشار CO₂ به 107 کیلوگرم در هر تن فولاد خام می­شود. به طور ساده­ تر انتشار CO₂ برای تولید یک تن فولاد سبز تقریباً با یک سفر ماشینی به طول 750 کیلومتر مطابقت می­کند. با تولید فولاد سبز، تولید کننده و مصرف­ کننده در کاهش ردپای CO₂ در کل زنجیره تامین فولاد  نقش ­آفرینی می­کنند بدین ترتیب، با بازیافت بهینه ضایعاتی که مستقیماً از طریق خود مشتری به چرخه بازگشته، راه حل های نوآورانه را می­توان برای فناوری­های پایدار مانند حمل و نقل الکتریکی، نیروی باد، کاربردهای هیدروژن و موارد دیگر مورد استفاده قرار داد.

مزایای فولاد سبز چیست و چه کسی هزینه ­ها را متقبل می­شود؟

همانطور که قبل­تر هم بیان شد، مزیت بزرگ فولاد سبز کاهش انتشار CO₂ و بنابراین یبه عنوان یک عامل تأثیرگذار مهم و اصلی برای مصرف انرژی است. اما نکته اینجاست که اگر کشورها بخواهند به اهداف اقلیمی برای سال 2030 و سپس 2050 دست یابند، ایجاد فرآیندهای کاملا جدید در صنعت ضروری است.

با این حال، چیزی که در نگاه اول کاملا عالی، ساده و بی نقص به نظر می رسد، حامل یک خبر مهم است:

تولید انبوه هیدروژن هنوز در جهان در مراحل اولیه است

1- در دسترس بودن هیدروژن:

هیدروژن سبز در حال حاضر یک ماده­ کمیاب در بازار است. گسترش انرژی های تجدیدپذیر به اندازه کافی برای پوشش تقاضا در تولید فولاد سبز پیشرفت نکرده است. شرکت تولید فولاد Salzgitter AG، نمونه‌ای از آن است که طبق اظهارات خود، برای وقوع کامل عملیات کربن زدایی، به خروجی برق تقریباً 1700 مگاواتی نیاز دارد. برای درک بهتر از بزرگی این عدد کافی است بدانید یک توربین بادی مدرن حدود 3 مگاوات خروجی دارد. چنین مثال­هایی به وضوح نشان می­دهد که سرعت تغییر سیستم­های تولید فولاد به طور قابل توجهی به دلیل عدم دسترسی کافی به برق و هیدروژن سبز تحت ­الشعاع قرار می­گیرد.

2- آمادگی شرکت­ها برای تولید فولاد سبز:

به منظور ارتقای پایداری در تولید فولاد، نه تنها به برق و هیدروژن بیشتری نیاز است بلکه ابتدا شرکت­ها ابتدا باید سرمایه گذاری در زمینه­ جایگزینی کوره­ های بلند خود با نیروگاه های جدید را آغاز کنند. این تغییر وضعیت بسیار هزینه ­بردار است و در حال حاضر برای بسیاری از شرکت‌ها به دلیل قیمت بالای برق بدست آمده از انرژی‌های تجدیدپذیر جذاب نیست. در این مرحله، حمایت دولت­ها مورد نیاز است که نشان از زمان­بر بودن رسیدن به هدف تولید جهانی فولاد سبز دارد.

3- هزینه برای مصرف­ کننده:

اگر شرکت‌ها فوراً به تولید فولاد سبز روی بیاورند، هزینه‌های بسیاری از محصولات، هم برای تولید کننده و هم برای مشتریان، به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. نتیجه این امر می‌تواند این باشد که مصرف­ کنندگانی که به فولاد نیاز دارند، به دلیل هزینه‌های بالا، به تامین‌کنندگان بین‌المللی فولاد سنتی روی می‌آورند که می‌توانند به تولید فولاد با قیمت‌های پایین‌تر ادامه دهند، اما نه به روشی که از نظر آب و هوایی خنثی باشد.

تغییر صنعت در راستای تولید فولاد سبز چه تاثیری بر منابع انسانی شرکت­ها دارد؟

روی آوردن به فولاد سبز یک فرصت عالی برای شرکت ها است تا پایداری بیشتری را به صنعت بیاورند. حتی اگر تحولات هنوز در مراحل اولیه خود باشند، پتانسیل وجود دارد. شرکت های نوآور به تدریج این پتانسیل را تشخیص می دهند. توسعه­ای که از این امر حاصل می­شود، تقاضای زیاد برای متخصصانی است که می­توانند فرآیندهای جدید را هم در تولید فولاد و هم در زمینه ­های دیگر مانند توسعه سلول­های سوختی برای گرمایش بدون احتراق را بیاموزند و به کار گیرند. جستجو برای پرسنل مناسب، به عنوان مثال مدیران پروژه برای تولید هیدروژن یا مهندسان کیفیت برای آزمایشات هیدروژن، که در حال حاضر به دلیل کمبود کارگران ماهر دشوار است، پیچیده تر می­شود.

بنابراین کارفرمایان از یک سو با چالش­های مالی و توسعه­ ای و از سوی دیگر با چالش های پرسنلی مواجه هستند. اینجاست که هدهانترهای تخصصی (کسی است که از طرف کارفرما کارهای استخدامی را بر عهده می‌گیرد. کسانی که هدهانت انجام می‌دهند در شرکت‌ها استخدام می‌شوند تا استعدادیابی کنند و افرادی را پیدا کنند که شرایط خاص شغلی داشته باشند و برای موقعیت‌های شغلی بهترین گزینه هستند) وارد میدان می­شوند که می­توانند از شبکه و تخصص حرفه ­ای خود برای حمایت از شرکت ها در برداشتن گامی دیگر به سمت نوآوری و پایداری از طریق استفاده از فولاد سبز استفاده کنند.

به هر حال، تغییرات آب و هوایی فقط یک چالش صنعتی نیست، بلکه یک چالش اقتصادی و بالاتر از همه، اجتماعی است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید.