منو دسترسی
1399/12/06 در ساعت 15:00:00

نقش و اهميت ذغال سنگ در تامين انرژی و سوخت صنايع در ايران و جهان

با توجه به کیفیت زغال سنگ تولید شده در ایران، شرایط معدنکاری و همچنین نیازهای صنعت تولید فولاد کشور، این حوزه با چالش‌های جدی مواجه است.

نقش و اهميت ذغال سنگ در تامين انرژی و سوخت صنايع در ايران و جهان
 

تاریخچه استفاده از معادن زغال سنگ به هزاران سال قبل برمی‌گردد. استفاده از زغال سنگ همزمان با ظهور اولین موتور بخار در قرون ۱۹ و ۲۰ (انقلاب صنعتی) اهمیت پیداکرد. به طوری که استفاده از زغال سنگ همزمان با انقلاب صنعتی رشد بسیار زیادی پیدا کرد. عمده کاربرد زغال سنگ برای تولید انرژی الکتریکی و فولاد به روش کوره بلند است که درایران هم همزمان با تأسیس کارخانه ذوب آهن اصفهان و استحصال کک از زغال سنگ،فعالیت معادن زغال سنگ آغاز شد. تنها خریدار عمده زغال سنگ داخلی شرکت ذوب آهن اصفهان است و میزان مصرف سایر واحدهای صنعتی در مقایسه با آن چندان زیادنیست.

 

در جهان از منظر انرژی، چشم اندازهای زیادی برای استفاده از این فرآورده معدنی ارائه شده است و با توجه به مشکلات زیست محیطی ناشی از زغال سنگ، تمامی‌این چشم اندازها کاهش مصرف زغال یا حداقل ثابت ماندن میزان سهم زغال سنگ در سبدانرژی را نشانمی‌دهند. با توجه به وجود منابع غنی نفت و گاز در ایران، از زغال سنگ به منظور تولید برق استفاده نمی‌شود و عمده مصرف زغال سنگ به صورت کک (متالورژیکی) برای تولید فولاد به روش کوره بلند است. از دو نوع زغال سنگ حرارتی و کک شو استخراج شده از معادن زغال سنگ، زغال سنگ کک شو تحت فرآوری قرار گرفته و میزان خاکستر، رطوبت، گوگرد و نمک آن کنترل و کنسانتره زغال سنگ عرضه می‌شود.

 

با توجه به کیفیت زغال سنگ تولید شده در ایران، شرایط معدنکاری و همچنین نیازهای صنعت تولید فولاد کشور، این حوزه با چالش‌های جدی مواجه است.

 

جایگاه زغال سنگ در جهان

__________________________

 

برمبنای گزارش آژانس بین المللی انرژی با عنوان چشم انداز انرژی جهان ۲۰۱۷،در سال ۲۰۴۰ علاوه بر سرمایه گذاری کشورهای پیشتاز با حمایت‌های دولتی درعرصه منابع انرژی تجدیدپذیر، حداقل تا سه دهه آینده همچنان از سوخت‌های فسیلی ازجمله زغال سنگ استفاده خواهدشد و این منابع جزو مهمترین منابع تأمین انرژی دنیاباقی می‌مانند.

 

این گزارش پیش بینی می‌کند که میزان تولید برق از طریق زغال سنگ تاسال ۲۰۴۰ با رشد ۱۰ درصدی همراه خواهد بود و از ‌۴۱ ر ۹ تریلیون کیلووات ساعت درسال ۲۰۱۵ به ۳۹ ر ۱۰ تریلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۴۰ خواهد رسید. بنابراین تاسه دهه آینده، زغال سنگ به عنوان یکی از منابع اصلی تولید برق جهان به حساب می‌آیدو سرمایه گذاری برای استخراج این ماده معدنی همچنان ادامه دارد.

متوسط میزان تولیدجهانی از معادن زغال سنگ در حال حاضر ۸ ر ۰ درصد ذخایر معدنی است که این میزان در ایران در حدود ۱ ر ۰ درصد یا به عبارتی یک هشتم تولید جهانی است.

 

شایان ذکر است: مطابق گزارش مؤسسه جهانی زغال سنگ ۷۴ درصد فولادجهان به روش کوره بلند و کنورتور با بهره گیری از زغال سنگ کک شو یا متالورژیکی وبقیه تولید فولاد جهان با استفاده از روش‌های احیای مستقیم بر پایه گاز تولید می‌شود.

 

بیشترین میزان زغال سنگ در تولید انرژی الکتریکی مصرف می‌شود و در رتبه بعدی صنایع فولاد سازی قرار دارند. از زغال سنگ در صنایع دیگر هم استفاده می‌شود که می‌توان از مهمترین آنها به مواردی نظیر پالایش آلومینا، کاغذسازی، صنایع شیمیایی و دارویی،زغال قیری پالایش شده، بازیابی گاز آمونیاک برای تولید کود شیمیایی، رنگدانه‌ها، گرافیت برای الکترودها، تصفیه آب، مواد آرایشی و بهداشتی، سوخت مایع، منبع تأمین انرژی برای تولید سیمان، محصولات پلاستیکی و فیبرها، تولید فلزات، آلیاژها، فروآلیاژها و... اشاره کرد.

 

با توجه به سیاست‌های کنونی کشورهای توسعه یافته، اهمیت استراتژیک زغال سنگ در این کشورها روز به روز در حال کاهش است، زیرا در جهان، زغال سنگ به عنوان یکی از منابع تأمین انرژی الکتریکی محسوب می‌شود که با توجه به آثار زیانباری که درمحیط زیست ایجاد می‌کند، کشورهای توسعه یافته را بر آن داشته تا در زمینه انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر سرمایه گذاری کنند. بنابراین با تغییر مسیر کشورهای عضو سازمان همکاری و توسعه اقتصادی ( OECD)در حوزه زغال سنگ و ثبات تقاضای این محصول در چین، تقاضای زغال سنگ در کشورهای در حال توسعه چون هند و اندونزی افزایش یافته است.

 

 

چشم انداز معادن زغال سنگ در ایران و جهان

_________________________________________

 

مطابق گزارش ارائه شده با عنوان Global Coal: The Acceleration of Market Decline، زغال سنگ در تغییرات آب وهوایی نقش بسزایی دارد و گزارش‌های علمی‌مؤید این مطلب است که سوزاندن زغال سنگ با نرخ کنونی نباید ادامه پیدا کند.

 

سهم زغال سنگ در تغییرات آب وهوایی با به خطر انداختن سلامت عمومی‌(آلودگی هوا) و محیط زیست افزایش یافته است. این عوامل باعث شده اند که دولت‌ها ، قوانین و سیاست‌های سختگیرانه ای برای استفاده از زغال سنگ وضع کنند و مجموع این سیاست‌ ها تأثیرات جدی در سرمایه گذاری در این حوزه ایجاد کرده است. برای مثال افزایش علاقمندی برای سرمایه گذاری در حوزه منابع انرژی تجدیدپذیر، جذابیت سرمایه گذاری در معادن زغال سنگ را کاهش داده است.

 

حذف تدریجی زغال سنگ به عنوان یک منبع انرژی درکشورهای توسعه یافته از نظر اقتصادی توجیه پذیر است، اما کنار گذاشتن این ماده به عنوان منبع انرژی در کشورهای در حال توسعه بدون همکاری و مشارکت کشورهای توسعه یافته بعید به نظر میرسد.

 

سیاست‌های راهبردی در حوزه زغال سنگ در ایران نسبت به دنیا متفاوت است. درایران به دلیل وجود منابع عظیم نفت و گاز، توجه به سرمایه گذاری و توسعه بخش زغال سنگ مغفول مانده است. وجود منابع گاز طبیعی و سیاست‌های توسعه صنعت فولاد کشورباعث شده است که تنها تولیدکننده‌های فولاد به روش کوره بلند به شرکت ذوب آهن اصفهان و گروه میدکو (در حال احداث) محدود شوند.

 

فعالیت معادن زغال سنگ کشوربه منظور تأمین ماده اولیه کارخانه تولید فولاد موجب اشتغالزایی برای ۳۰٫۰۰۰ نفر شده است که عدد قابل توجهی است. از طرفی نبود نیروگاه‌های زغالی در کشور، عمده مصرف زغال سنگ حرارتی را کاهش داده است و تنها بخشی به کشورهایی مانند ترکیه  صادرمی‌شود.

 

در حال حاضر کارخانه ذوب آهن اصفهان به طور متوسط سالانه حدود ۵‌ر‌۱ میلیون تن کنسانتره زغال سنگ کک شو مصرف می‌کند و این در حالی است که میزان تولیدکنسانتره زغال سنگ در کشور در سال ۱۳۹۵ بالغ بر ۲ ر ۱ میلیون تن بوده است. بدین ترتیب بخش عمده زغال سنگ مورد نیاز شرکت ذوب آهن از زغال سنگ داخلی و درصدی از آن به دلایل عمدتاً فنی و تکنولوژیکی از زغال سنگ وارداتی از سایر کشورها ازجمله استرالیا تأمین می‌شود.

 

ذخایر زمین شناسی(احتمالی)زغال سنگ در ایران حدود ۱۱ تا ۱۴ میلیارد تن تخمین زده می‌شود و ذخایر قطعی کشور حدود ۱ ر ۱ میلیارد تن است. مجموع زغال سنگ تولیدی که شامل انواع مختلف زغال سنگ حرارتی و محصولات آن است، عمدتاً به کشور ترکیه صادر شده است. بر اساس اعلام انجمن زغال سنگ ایران، کشورمان صادرات زغال سنگ کک شو نداشته و کل تولید داخل کشور توسط شرکت ذوب آهن اصفهان مصرف می‌شود و تلاش برای توسعه بازار وصادرات آن اخیراً آغاز شده است.

 

با توجه به ذخایر قطعی زغال سنگ کشور، پتانسیل میزان تولید داخلی کنسانتره زغال سنگ بیش از ظرفیت فعلی است و این مطلوب تنها با سرمایه گذاری و حمایت‌های بخش دولتی در تجهیز و نوسازی ماشی آلات معادن زغال سنگ و استفاده از فناوری‌های روز دنیا میسر خواهد شد، زیرا در اقصی نقاط دنیا معادنی که به روش سنتی استخراج می‌شوند و زغال سنگ با کیفیت متوسط دارند، زیانده هستند و با حمایت دولت‌ها،به دلیل اهمیت استراتژیک زغال سنگ برای آن کشورها توانسته اند به حیات خود ادامه دهند. استفاده از تکنولوژی روز دنیا و استخراج مکانیزه زغال سنگ علاوه بر افزایش ایمنی محیط کار و بهره وری، سودآوری این بخش تولیدی را افزایش خواهد داد.

 

در ایران علاوه بر دلایل فوق، نبود استراتژی مدون در بخش معدن باعث کاهش جذابیت سرمایه گذاری در بخش معدن و به طور خاص معادن زغال سنگ شده است. این در حالی است که کشورهای توسعه یافته چشم انداز مشخصی برای معادن خود ترسیم کرده اند و با اتخاذ سیاست‌های راهبردی، مسیر سرمایه گذاری و توسعه معادن و صنایع معدنی را مشخص می‌کنند. برای مثال کشور استرالیا در حوزه تأمین انرژی وابسته به زغال سنگ هدف معینی را تعیین کرده است.

 

در سال ۲۰۱۴ بیش از ۸۰ درصد انرژی الکتریکی استرالیا از طریق سوخت‌های فسیلی و عمدتاً زغال سنگ تأمین می‌شد. طبق استراتژی تدوین شده تا سال ۲۰۳۰ استفاده از سوخت فسیلی برای تولیدانرژی الکتریکی در استرالیا باید به کمتر از ۵۰ درصد کاهش یابد و این به معنی کاهش سرمایه گذاری در حوزه معادن زغال سنگ است.

 

اتحادیه اروپا و ایالات متحده آمریکا بین سال‌های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۴ مصرف زغال سنگ خود را ۲۰ درصد کاهش داده اند. کشورانگلستان با امضای پیمان تغییرات آب وهوایی متعهد شد که در مسیر توقف استفاده اززغال سنگ برای تولید انرژی حرکت کند که همه این عوامل موجب کاهش ۲۰ درصدی مصرف زغال سنگ در سال ۲۰۱۴ نسبت به سال ۲۰۱۳ شد.

 

باید توجه داشت که تنها کاربرد زغال سنگ برای تولید انرژی و فولادسازی نیست وکاربردهای دیگری هم دارد.

تمرکز بر کاربردهای دیگرزغال سنگ، اهمیت استخراج این ماده معدنی را نشان می‌دهد و می‌تواند بخشی ازچالش‌های معدنکاران را مرتفع کند. ازسوی دیگر به دلیل استفاده محدود در کاربردهای با ارزش افزوده بالا، امکان تحقق سیاست‌های مبتنی بر توسعه پایدار هم فراهم می‌شود.

 

چالش‌های معدنکاری زغال سنگ در ایران

______________________________________

 

زغال سنگ از جنبه کاربردی به سه نوع زغال سنگ حرارتی، زغال سنگ کک شو(متالورژیکی) و زغال سنگ با قابلیت تبدیل به نفت و گاز تقسیم می‌شود. عمده مصرف کنندگان زغال سنگ نیروگاه‌ها و کارخانه‌های فولادسازی هستند. البته مهمترین کاربردزغال سنگ در جهان در نیروگاه‌هاست و از دیدگاه انرژی چشم اندازهای بسیار زیادی برای استفاده از این فرآورده معدنی تدوین شده است که استراتژی کشورها برای مصرف آن در حوزه انرژی را نشان می‌دهد.

 

در ایران با توجه به وجود منابع سرشار نفت و گاز وسیاست‌های کلی کشور، رغبتی برای تأسیس و سرمایه گذاری برای احداث نیروگاه‌های زغال سوز وجود نداشته و تنها یک پروژه نیروگاهی زغال سوز در کشور در حال اجراست وآغاز عملیات اجرایی و بهره برداری از آن منتظر تأمین سرمایه پروژه است، امازیرساخت‌های نیروگاه عمدتاً عملیاتی شده است. به همین دلیل از دیدگاه انرژی در ایران اهمیت چندانی به زغال سنگ داده نشده است و عمده مصرف زغال سنگ کک شو فقط به کارخانه ذوب آهن اصفهان اختصاص داده شده است که در آن با استفاده از روش کوره بلند، فولادو محصولات فولادی تولید می‌شود.

 

وجود خریدار انحصاری زغال سنگ کک شو برای معدنکاران زغال سنگ مشکلات عدیده ای را ایجاد کرده است و ضمن عدم امکان ورود زغال سنگ به بورس کالا، عموماً اختلاف نظرات زیادی در قیمت گذاری این ماده معدنی وجود داشته است. عمده معادن زغال سنگ ایران در استان‌های کرمان، خراسان جنوبی،سمنان، یزد و مازندران قرار دارد.همچنین تولیدکنندگان عمده زغال سنگ در کشور که در منطقه طبس قرار دارند زیر نظر بخش شبه دولتی فعالیت می‌کنند. میزان تولید زغال سنگ هم توسط بخش خصوصی واقعی در کشور سالانه حدود ۲۵۰هزار تن کنسانتره زغال سنگ است.

 

از مهمترین چالش‌های ۵ سال اخیر معدنکاران زغال سنگ می‌توان به نبود معیارشفاف برای تعیین قیمت زغال سنگ، ایمنی پایین معادن، عدم به کارگیری تکنولوژی وماشین آلات روز دنیا در بهره برداری از معادن برای تولید کنسانتره زغال سنگ با کیفیت قابل قبول و ویژگی‌های زمین شناسی معادن زغال سنگ ایران اشاره کرد که مشکلات زیادی را برای معدنکاران زغال سنگ و مصرف کنندگان این محصول ایجاد کرده است.یکی دیگر از چالش‌های معدنکاری زغال سنگ در ایران، تفاوت کیفیت زغال سنگ کک شو داخلی و خارجی است که جذابیت خرید نمونه داخلی آن را برای کارخانه ذوب آهن اصفهان کم کرده است.

 

درصد نسبتاً بالای گوگرد ازجمله مواردی است که کیفیت زغال سنگ داخلی را کاهش داده است. بخشی از این عوامل مربوط به ذات زغال سنگ است، اما میزان مواد فرار،رطوبت، میزان گوگرد و نمک‌های موجود در زغال سنگ با روش‌های زغال شویی وفناوری‌های دیگر کنترل می‌شوند.

 

____________________________________________________________________________

گردآوري و تدوين توسط : كميته صنعت ، معدن و تجارت 

كانون مهندسين فارغ التحصيل دانشكده فني دانشگاه تهران
زمستان ١٣٩٩
 
 
 
کمیته صنعت معدن تجارت () مقاله ()
نظر جدید
0%