صنعت فولاد به عنوان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان گازهای گلخانه‌ای در جهان، با چالش‌های جدی برای کاهش انتشار کربن روبه‌روست. در این میان، فناوری‌های نوین به ویژه استفاده از “هیدروژن سبز” و روش‌های جایگزین در تولید فولاد، به عنوان راه‌حل‌های کلیدی مطرح شده‌اند.
هیدروژن سبز در تولید فولاد
“هیدروژن سبز”، که از الکترولیز آب با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر تولید می‌شود، به عنوان جایگزین کربن در فرآیند احیای سنگ آهن پیشنهاد شده است. این فناوری در روش موسوم به “احیای مستقیم سنگ آهن با هیدروژن (H-DRI)” به کار می‌رود.
مزایا:
- حذف کامل کربن از فرآیند احیا.
- تولید فولاد بدون انتشار CO2.
- امکان ترکیب این فناوری با انرژی‌های تجدیدپذیر برای کاهش بیشتر اثرات زیست‌محیطی.
چالش‌ها:
- هزینه بالای تولید هیدروژن سبز.
- نیاز به سرمایه‌گذاری قابل‌توجه در زیرساخت‌های جدید.
کشورهایی مانند آلمان و سوئد پیشگام در اجرای این فناوری هستند. به عنوان مثال، پروژه HYBRIT در سوئد نخستین تولید فولاد بدون کربن را با استفاده از هیدروژن سبز به نمایش گذاشته است.
در پروژه‌هایی مانند HYBRIT که در سوئد اجرا شده است، تولید فولاد با استفاده از هیدروژن سبز نشان داده شده که می‌تواند انتشار کربن را به صفر برساند. این روش به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های سبز در تولید فولاد شناخته می‌شود.
فناوری‌های کاهشی انتشار کربن در کوره‌های سنتی
برای کوره‌های سنتی مانند “کوره بلند (BF)” و “کوره قوس الکتریکی (EAF)”، استفاده از روش‌های زیر پیشنهاد شده است:
- تزریق هیدروژن: هیدروژن به عنوان خنک‌کننده و کاهش‌دهنده در کوره‌های بلند استفاده می‌شود تا مصرف زغال‌سنگ کاهش یابد.
- بازیافت گازهای خروجی: گازهای تولیدشده در کوره‌های بلند دوباره استفاده شده یا تبدیل به محصولات شیمیایی با ارزش می‌شوند.
- ترکیب با بیوچار: استفاده از مواد زیستی به جای کک زغال‌سنگ برای کاهش انتشار کربن.
استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) با ضایعات فولادی
کوره‌های EAF با توانایی استفاده 100 درصدی از ضایعات فولادی، به عنوان فناوری پایدارتر شناخته می‌شوند. این روش نسبت به تولید اولیه فولاد، تا “90 درصد کاهش انتشار CO2” را ارائه می‌دهد. همچنین، در ترکیب با انرژی‌های تجدیدپذیر، اثرات زیست‌محیطی به طور چشمگیری کاهش می‌یابد.
چشم‌انداز آینده
- تا سال 2050، استفاده از هیدروژن سبز می‌تواند بیش از نیمی از تولید جهانی فولاد را تحت تأثیر قرار دهد.
- سرمایه‌گذاری در فناوری‌های کاهش کربن، به ویژه در کشورهای صنعتی، به سرعت در حال افزایش است.
- انتظار می‌رود ترکیب روش‌های مختلف کاهش انتشار، همراه با اقتصاد چرخشی و بازیافت، صنعت فولاد را به سمت پایدارتر شدن سوق دهد.
- صنعت فولاد به دنبال کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و بهبود اثرات زیست‌محیطی است. طبق پیش‌بینی‌ها، تا سال 2050، فناوری‌های هیدروژن سبز و سایر روش‌های نوین می‌توانند “بیش از نیمی از تولید فولاد جهانی” را تحت تأثیر قرار دهند و به این ترتیب، صنعت فولاد به یکی از کم‌انتشارترین صنایع در سطح جهانی تبدیل شود. همچنین، بازیافت ضایعات فولادی و استفاده از فناوری‌های جدید در این صنعت، موجب “کاهش مصرف منابع طبیعی” و “افزایش بهره‌وری” خواهد شد.
نتیجه‌گیری:
فناوری‌های نوین مانند هیدروژن سبز و روش‌های کاهش کربن، فرصت‌های بی‌نظیری برای کاهش اثرات زیست‌محیطی صنعت فولاد فراهم می‌کنند. با این حال، برای موفقیت این تحولات، سرمایه‌گذاری‌های کلان و حمایت دولت‌ها از تحقیق و توسعه ضروری است.
همچنین، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند “انرژی خورشیدی” و “باد” برای تأمین انرژی مورد نیاز کوره‌های EAF، می‌تواند به کاهش بیشتر کربن کمک کند. این ترکیب به ویژه در کشورهای صنعتی مانند آلمان و سوئد در حال اجراست.
استفاده از هیدروژن سبز و دیگر فناوری‌های نوین در تولید فولاد نه تنها باعث کاهش چشمگیر انتشار کربن می‌شود بلکه به سمت ایجاد یک صنعت پایدارتر حرکت می‌کند. این تغییرات نیازمند حمایت‌های دولتی، سرمایه‌گذاری‌های بزرگ و تحقیقات علمی است تا بتوانند در مقیاس جهانی پیاده‌سازی شوند. صنعت فولاد، با پیشرفت در این فناوری‌ها، قادر خواهد بود به یکی از صنایع پیشرو در زمینه پایداری و کاهش اثرات زیست‌محیطی تبدیل شود.
برای مشاهده عجایب حوزه فولاد و همچنین آگاهی از آخرین قیمت روز ضایعات آهن کلیک کنید.