صنعت فولاد یکی از ستون‌های اصلی اقتصاد جهانی است، اما هم‌زمان یکی از آلاینده‌ترین صنایع در جهان نیز محسوب می‌شود. تولید فولاد سنتی، نیازمند مصرف بالای انرژی، استفاده از زغال‌سنگ و تولید حجم قابل توجهی از گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن است. این فرآیندها نه‌تنها منابع طبیعی را تحت فشار قرار می‌دهند، بلکه سهم زیادی در تشدید بحران اقلیمی دارند.
با افزایش نگرانی‌های جهانی نسبت به تغییرات آب‌وهوایی، رشد آلودگی‌های زیست‌محیطی و اعمال قوانین سخت‌گیرانه بین‌المللی مانند توافق‌نامه پاریس، فشار برای کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی صنایع سنگین افزایش یافته است. در این میان، صنعت فولاد به‌عنوان یکی از پرمصرف‌ترین و پرآلاینده‌ترین حوزه‌های صنعتی، نیاز فوری به تغییر دارد.
هدف این مقاله، معرفی مفهوم "فولاد سبز"، بررسی فناوری‌های نوینی که در تولید این نوع فولاد به‌کار گرفته می‌شوند، تحلیل چالش‌های اجرایی آن و نگاهی به وضعیت کنونی و آینده این صنعت در ایران و سایر کشورهای پیشرو است.
با افزایش نگرانی‌های جهانی نسبت به تغییرات آب‌وهوایی، رشد آلودگی‌های زیست‌محیطی و اعمال قوانین سخت‌گیرانه بین‌المللی مانند توافق‌نامه پاریس، فشار برای کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی صنایع سنگین افزایش یافته است. در این میان، صنعت فولاد به‌عنوان یکی از پرمصرف‌ترین و پرآلاینده‌ترین حوزه‌های صنعتی، نیاز فوری به تغییر دارد.
هدف این مقاله، معرفی مفهوم "فولاد سبز"، بررسی فناوری‌های نوینی که در تولید این نوع فولاد به‌کار گرفته می‌شوند، تحلیل چالش‌های اجرایی آن و نگاهی به وضعیت کنونی و آینده این صنعت در ایران و سایر کشورهای پیشرو است.
در کارخانه ذوب فولاد اردکان، تعهد به توسعه پایدار و حفاظت از طبیعت، فراتر از یک شعار است. با تکیه بر فناوری‌های پیشرفته، گامی استوار در مسیر تولیدی نوآورانه و دوستدار محیط زیست برمی‌داریم.
کارخانه فولاد سبز چیست؟
کارخانه فولاد سبز به مجموعه‌ای از خطوط تولید گفته می‌شود که در آن فرآیندهای فولادسازی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که میزان انتشار کربن به حداقل برسد یا به‌طور کامل حذف شود. این نوع کارخانه‌ها از فناوری‌های نوآورانه‌ای استفاده می‌کنند که مصرف انرژی فسیلی را کاهش داده و از منابع تجدیدپذیر بهره می‌برند. هدف نهایی این کارخانه‌ها، تولید فولادی با کیفیت بالا و کمترین تأثیر مخرب بر محیط زیست است.
چرا به کارخانه فولاد سبز نیاز داریم؟
تولید سنتی فولاد، حدود ۷ تا ۹ درصد از کل انتشار دی‌اکسید کربن جهان را به خود اختصاص می‌دهد. این رقم قابل‌توجه، نشان‌دهنده لزوم تغییر جدی در روش‌های مرسوم تولید فولاد است. از سوی دیگر، کشورها برای رسیدن به اهداف کاهش کربن تا سال ۲۰۵۰، باید به سمت کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و جایگزینی فناوری‌های پاک حرکت کنند. همچنین، مصرف‌کنندگان و بازارهای جهانی روزبه‌روز به محصولات پایدارتر تمایل بیشتری نشان می‌دهند و این موضوع به شرکت‌ها فشار می‌آورد تا خود را با استانداردهای زیست‌محیطی همسو کنند.
فناوری‌های نوین در تولید فولاد سبز
استفاده از هیدروژن به‌جای زغال‌سنگ در احیای مستقیم آهن
یکی از روش‌های پیشرفته در تولید فولاد سبز، جایگزینی گاز هیدروژن به‌جای زغال‌سنگ در مرحله احیای مستقیم آهن است. در این فرآیند، به‌جای تولید CO2، بخار آب تولید می‌شود که فاقد اثرات گلخانه‌ای است. این روش هم‌اکنون در کشورهای اسکاندیناوی، به‌ویژه سوئد، مورد استفاده آزمایشی و صنعتی قرار گرفته است.
فناوری بازیافت فولاد با کوره القایی
کوره القایی یکی از روش‌های مؤثر در کاهش مصرف انرژی و آلاینده‌هاست. در این فناوری، به‌جای استفاده از سنگ‌آهن خام، ضایعات فولادی مجدداً ذوب و بازیافت می‌شوند. مصرف برق در این روش بسیار پایین‌تر از کوره‌های بلند سنتی است و در صورت تأمین برق از منابع تجدیدپذیر، فرآیند کاملاً پاک خواهد بود.
جذب و ذخیره‌سازی کربن
CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage) به فناوری‌هایی گفته می‌شود که کربن تولیدشده در فرآیندهای صنعتی را جذب کرده، استفاده مجدد از آن را ممکن می‌سازند یا آن را در سازه‌های زمین‌شناسی ذخیره می‌کنند. این روش به‌ویژه در کارخانه‌هایی که امکان حذف کامل سوخت فسیلی را ندارند، نقش مکمل حیاتی ایفا می‌کند.
بیش تر بخوانید: روش آماده کردن ضایعات آهن به چه صورت است؟
استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در فرآیند تولید
تأمین انرژی کارخانه فولاد از منابعی مانند خورشید، باد یا انرژی زمین‌گرمایی می‌تواند به‌طور مستقیم در کاهش ردپای کربنی مؤثر باشد. این رویکرد به‌ویژه در کارخانه‌هایی که از کوره‌های برقی استفاده می‌کنند، کاربرد دارد و در حال حاضر در برخی مناطق اروپا و آمریکای شمالی به‌صورت گسترده در حال اجراست.
چالش‌ها و موانع پیاده‌سازی فولاد سبز
با وجود تمام مزایا، پیاده‌سازی فولاد سبز با چالش‌هایی مواجه است. سرمایه‌گذاری اولیه بالا، نبود زیرساخت کافی برای انرژی‌های تجدیدپذیر، محدودیت در تأمین هیدروژن سبز و فناوری CCUS، و همچنین نیاز به مهارت‌های تخصصی جدید، موانعی هستند که بسیاری از کشورها را از حرکت سریع به سمت فولاد سبز بازمی‌دارند. علاوه‌براین، رقابت با تولیدکنندگان فولاد سنتی از نظر قیمت نیز یک دغدغه مهم است.
کشورهای پیشرو در فولاد سبز
چند کشور در جهان پیشرو در توسعه و اجرای فناوری‌های فولاد سبز هستند. سوئد با پروژه HYBRIT در صدر این کشورها قرار دارد که با استفاده از هیدروژن، فولاد بدون کربن تولید می‌کند. آلمان نیز با سرمایه‌گذاری گسترده در انرژی‌های تجدیدپذیر و پروژه‌های جذب کربن در حال تحول صنعت فولاد خود است. ژاپن، کره جنوبی و چین نیز برنامه‌های میان‌مدت برای کاهش کربن در صنایع سنگین از جمله فولادسازی تدوین کرده‌اند.
سخن پایانی
صنعت فولاد، اگرچه یکی از ارکان توسعه صنعتی به شمار می‌رود، اما به دلیل آلایندگی بالا نیازمند تحول اساسی در فرآیند تولید است. کارخانه فولاد سبز پاسخی نوین به این نیاز است که با بهره‌گیری از فناوری‌هایی مانند هیدروژن، انرژی‌های تجدیدپذیر، بازیافت و جذب کربن، می‌تواند راهی پایدار و کم‌کربن برای آینده صنعت فولاد ارائه دهد. با وجود چالش‌های اجرایی، حرکت به‌سوی فولاد سبز نه‌تنها اجتناب‌ناپذیر، بلکه فرصتی برای نوآوری، توسعه پایدار و ارتقاء جایگاه زیست‌محیطی کشورها در سطح بین‌المللی است.
کارخانه ذوب فولاد اردکان با بهره‌گیری از فناوری روز و نیروی انسانی متخصص، در تولید گندله سنگ آهن فعال است. حضور مدیران نوآوری‌محور مانند احرامیان در صنعت فولاد، نقش مؤثری در توسعه این حوزه داشته است. این کارخانه امروز یکی از قطب‌های صنعتی استان یزد به شمار می‌رود.
سوالات متداول
1. کارخانه فولاد سبز دقیقاً چه تفاوتی با کارخانه فولاد معمولی دارد؟
کارخانه فولاد سبز از فناوری‌هایی استفاده می‌کند که انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهند یا به صفر می‌رسانند؛ در حالی که کارخانه‌های سنتی بر پایه سوخت‌های فسیلی فعالیت می‌کنند و کربن زیادی تولید می‌نمایند.
2. چرا صنعت فولاد یکی از آلاینده‌ترین صنایع جهان محسوب می‌شود؟
زیرا در فرآیند تولید فولاد سنتی از زغال‌سنگ استفاده می‌شود که مقدار زیادی دی‌اکسید کربن آزاد می‌کند و در کنار مصرف انرژی بالا، تأثیر قابل‌توجهی بر تغییرات اقلیمی دارد
3. آیا فولاد سبز از نظر کیفیت با فولاد سنتی تفاوتی دارد؟
خیر، فولاد سبز از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی با فولاد سنتی برابری می‌کند. تنها تفاوت در شیوه تولید و میزان آلایندگی آن‌هاست.
4. استفاده از هیدروژن در تولید فولاد چه مزایایی دارد؟
هیدروژن جایگزین زغال‌سنگ در فرآیند احیای آهن می‌شود و به‌جای دی‌اکسید کربن، بخار آب تولید می‌کند؛ در نتیجه آلودگی به شدت کاهش می‌یابد.
5. کوره القایی (EAF) چگونه در کاهش آلودگی تولید فولاد نقش دارد؟
این کوره‌ها با استفاده از برق (به‌جای سوخت فسیلی) ضایعات فولادی را ذوب می‌کنند. اگر برق مصرفی از منابع تجدیدپذیر تأمین شود، فرایند کاملاً پاک خواهد بود.
6. هزینه راه‌اندازی یک کارخانه فولاد سبز چقدر بیشتر از کارخانه سنتی است؟
هزینه اولیه ساخت بالاتر است؛ اما در بلندمدت با کاهش هزینه انرژی و افزایش تقاضای بازارهای سبز، می‌تواند اقتصادی‌تر نیز باشد.
نظر شما: