منو دسترسی
1400/06/04 در ساعت 15:15:00

فولاد سبز ، كربن زدائی از صنعت فولاد

مقاله ای در مورد روش های جدید تولید فولاد بدون استفاده از سوخت فسیلی

فولاد سبز ، كربن زدائی از صنعت فولاد

تولید فولاد به روش‌های فعلی در دنیا قدمت بیش از صد سال دارد. البته در تکنیک‌ها و تکنولوژی‌های مورد استفاده در این صنعت تغییرات و تحولات و نوآوری‌های بس گسترده پدید آمده اما واقعیت این است که یک مورد تقریبا دست‌ نخورده باقی مانده و آن استفاده از سوخت‌های فسیلی و به طور کلی "کربن" در فرایند احیاء سنگ آهن و تولید فولاد است. در این مورد باید گفت سابقه کار تا انسان‌های اولیه و عصر آهن هم به عقب برمی‌گردد.

 

اتفاقا آنچه در عصر کنونی بر صنعت فولاد و توسعاً صنعت و اقتصاد دنیا فشار وارد آورده، توجه به مسائل زیست محیطی و کاهش گازهای گلخانه‌ای و به بیان دیگر "حذف کربن" است. این مسئله بار گرانی بر دوش صنعت فولاد گذاشته است زیرا این صنعت با تولید حدود 9-7 درصد کل گازهای گلخانه‌ای، جزء آلوده‌کننده‌ترین صنایع در تولید دی اکسید کربن است. بنابراین تغییر شیوه کهن تولید در این صنعت نوعی خلاف‌ عادت عمل کردن است که دشوار است اما چاره‌ای هم از آن نیست.

 

برای جایگزینی سوخت‌های فسیلی در فرایند تولید فولاد و کاهش و حذف نشر گازهای گلخانه‌ای و رسیدن به فولاد با نشر کربن صفر، چند سالی است که کشورهای پیشرفته صنعتی و بخصوص پیشتازان عرصه تولید فولاد در سوئد و آمریکا و انکلستان و آلمان و چین و ... دست به کار شده‌اند و در کنار نوآوری‌ها در روش جاری و معمول فولاد برای کاهش هزینه و آلایندگی و بهبود کیفیت، به ایده‌های آوانگاردی مثل جایگزینی هیدروژن به جای سوخت فسیلی اقدام کرده‌اند. این جنبش در دنیای صنعت فولاد به عنوان "فولاد سبز" (green steel) موسوم شده است. کشورهایی که ذکر آنها رفت برنامه‌هایی برای تحقق هدف "فولاد سبز" طراحی کرده‌اند و قصد دارند تا 30 سال دیگر یعنی سال 2050 به آن برسند. سوئد که در این زمینه پیشتاز بوده نام هایبریت را برای این فناوری برگزیده است:

 

 (Hydrogen breakthrough ironmaking technology (HYBRIT

جایگزینی هیدروژن به عنوان سوخت باعث می‌شود محصولات خروجی به جای عناصر آلاینده کربنی مثل دی اکسيد کربن، بخار آب باشد. البته در این راه اما و اگرهای زیادی وجود دارد و راه هموار نیست اما فشارهای بیرونی بر صنعت فولاد و گردن نهادن و تحرک و ورود برخی صنایع دیگر مثل خودروسازی به عرصه حذف آلاینده‌های سوختی و جایگزینی خودروهای برقی، چاره‌ای جز تمکین برای صنایع فولاد باقی نخواهد گذاشت.

 

موانع و نکات زیادی در اینجا وجود دارد که سرفصل آنها می‌تواند چنین باشد:

 

1. جایگزینی هیدروژن به جای سوخت‌های کربنی چیزی نیست که فقط در ید قدرت فولادسازها باشد و عزم ملی و کلی و مشارکت دولت و صنایع دیگر و سایر حوزه‌های اقتصاد را می‌طلبد؛ چه در سرمایه‌گذاری چه همفکری و همکاری و برنامه‌ریزی و اجرا. در کشورهای پیشرفته که این عوامل به صورت طبیعی و بالفعل مهیاتر است امکان عملیاتی شدن بیشتر است کمااینکه سوئد یا اتحادیه اروپا یا انگلستان و آمریکا و ژاپن و حتی هند عملا این کارها را شروع کرده‌اند.

 

2. جایگزینی هیدروژن منجر به تحقق کربن صفر می‌شود اما هزینه تولید فولاد را افزایش خواهد داد که باید برای آن فکری کرد. تولید هیدروژن در مقیاس صنعتی گران است و دست‌کم 30 درصد و حتی تا 100 درصد هزینه‌های تولید فولاد را افزایش خواهد داد.

 

3. از لحاظ فنی و تکنولوژیکی و عملیاتی هم کار با هیدروژن دشوار است؛ حمل و ذخیره و نگهداری آن.
 

 

4. همانطور که اشاره شد در این مسئله باید زنجیره کلی تولید گازهای گلخانه‌ای را در نظر گرفت و بنابراین باید چرخه تولید آن را مثلا در نیروگاه‌های برق که از منابع مهم تولید آلاینده‌هاست قطع و از منابع غیرکربنی مثل انرژی‌های تجدیدپذیر برای تولید برق مورد استفاده در کوره‌های قوس و ... استفاده کرد.

 

5. برخی از کشورها به روش‌های غیرمعمول دیگر در این مورد اشاره کرده‌اند. مثلا آمریکا به استفاده از برق برای تولید فولاد با روشی مانند تولید آلومینیم فکر کرده است.

 

به نظر نويسنده با توجه به روندهای اقتصادی و صنعتی و تکنولوژیکی در دنیا و نیز به صورت خاص در صنعت فولاد، برای جایگزینی هیدروژن در سطح صنعتی و تولید انبوه با سوخت فسیلی، راه دشوار و طولانی در پیش است و طرح‌های 2050 کشورهائي که اشاره کردم در این زمینه محقق نخواهد شد زیرا این بدان معناست که باید هیدروژن مورد نیاز تولید بیش از سه میلیارد تن فولاد جهانی تا آن زمان تأمین شود تا کربن صفر محقق شود و این نه از نظر تکنولوژی صنعتی تولید الکترولیزی هیدروژن میسر است نه از لحاظ اقتصادی. اما شاید بتوان گفت درصدی (مثلا 10 تا 20 درصد) از روش جایگزینی هیدروژن به عنوان عامل احیا در برخی کشورهای پیشرفته مثل سوئد و آمریکا و ژاپن و چین و هند استفاده خواهد شد و در کنار آن تلاش‌های متفرقه تکنولوژیک مثل استفاده بیشتر از کوره‌های قوس یا مثلا کنترل و جمع‌آوری محصولات احتراق کربنی و تبدیل آنها به سوخت‌های زیستی و مانند آن انجام شود.

 
نخستین فولاد پاک جهان عرضه شد
______________________________
 
شرکت فولاد سبز سوئدی HYBRIT اعلام کرد نخستین فولاد تولید شده بدون استفاده از زغال سنگ را به مشتری تحویل داده است. این شرکت به دنبال متحول کردن صنعت فولادسازی است که عامل حدود هشت درصد از انتشار گازهای گلخانه ای جهانی به شمار می رود.
 
 
شرکت HYBRIT که متعلق به شرکت SSAB، شرکت دولتی واتن فال و شرکت معدنی LKAB است، اعلام کرد تحت یک آزمایش پیش از آغاز تولید تجاری در سال ۲۰۲۶، فولاد پاک را به شرکت کامیون سازی ولوو تحویل خواهد داد.
 
 
این شرکت فعالیت آزمایشی در کارخانه پایلوت خود برای فولاد عاری از سوخت فسیلی را یک سال پیش در شهر لولئو واقع در شمال سوئد آغاز کرد. این شرکت قصد دارد برق پاک و هیدروژن را جایگزین زغال سنگ کک شو کند که معمولا برای تولید فولاد نیاز است. هیدروژن بخش مهمی از برنامه اتحادیه اروپا برای صفر کردن انتشار گازهای گلخانه ای تا سال ۲۰۵۰ است.
 
 
شرکت SSAB که در ۱۰ درصد از انتشار دی اکسید کربن سوئد و هفت درصد از انتشار دی اکسید کربن فنلاند سهم دارد، اعلام کرد این تحویل آزمایشی گام مهمی به سوی زنجیره ارزش کاملا عاری از سوخت فسیلی است. هدف، تحویل فولاد عاری از سوخت فسیلی به بازار و به اجرا درآوردن این فناوری در ابعاد صنعتی تا سال ۲۰۲۶ است.
 
 شرکت اچ تو گرین استیل هم قصد دارد کارخانه فولاد عاری از سوخت فسیلی در شمال سوئد احداث کند که شامل تاسیسات هیدروژن پایدار است و تولیدش در سال ۲۰۲۴ آغاز می شود.
 
در ادامه ، گزارشي را كه در همين زمينه توسط اتاق بازرگاني ايران تهيه شده را ملاحظه خواهيد نمود.
 
 
 
 

 

 
تهيه شده توسط : كميته صنعت ، معدن و تجارت كانون فارغ التحصيلان دانشكده فنی دانشگاه تهران

نويسنده مقاله : مهندس اسداله فرشاد ، عضو هيات مديره سنديكاي فولاد ايرانيان و شركت فولاد غدير ايرانيان

شهريور ١٤٠٠
 
کمیته صنعت معدن تجارت () مقاله ()
نظر جدید
0%