فولاد سبز چیست؟

شاید شما هم متوجه پارادوکس موجود در نام فولاد سبز green steel شده باشید و این سؤال برایتان به وجود آمده که واقعاً فولاد سبز چیست و آیا اصلاً این موضوع امکان‌پذیر است؟ این پارادوکس از آنجا ناشی می‌شود که صنعت فولاد یک مصرف‌کننده منابع طبیعی و تولیدکننده آلاینده شناخته می‌شود. چرا که در چرخه تولید خود به مصرف مقدار زیادی آب نیاز دارد. از طرفی یکی از بزرگ‌ترین صنایع در انتشار دی‌اکسید کربن و گازهای گلخانه‌ای (7 تا 8 درصد) در جهان به شمار می‌رود. از این رو اصطلاح فولاد سبز می‌تواند برای هر فعالی در صنعت فولاد جذاب ولی سؤال‌برانگیز باشد. افزایش تلاش و سختگیری‌های جهانی برای کاهش آلاینده‌ها و جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه‌ای باعث شده است که صنعت فولاد نیز به دنبال پیدا کردن روش‌های تولید نوین در فولاد باشد و به راه‌حل فولاد سبز رسیده است. در این مقاله از فولادینو، فولاد سبز را بیشتر می‌شناسیم و به بررسی ویژگی‌های آن می‌پردازیم.

فولاد سبز چیست؟

در واقع فولاد سبز یا Green Steel به فولادی گفته می‌شود که از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر و هیدروژن سبز تولید می‌شود و در چرخه تولید آن هیچ‌گونه سوخت‌های فسیلی مصرف نمی‌شود. در نتیجه در فرآیند تولید آن انتشار گازهای گلخانه‌ای به صفر می‌رسد.

با توجه به وابستگی روزافزون صنایع جهان به فولاد و اثرات زیست‌محیطی این صنعت، فشارهای سازمان‌های جهانی برای کاهش گازهای گلخانه‌ای بیشتر شده است. به همین دلیل تولید فولاد سبز می‌تواند آینده صنعت فولاد را تضمین کند.

اهمیت تولید فولاد سبز Green Steel در چیست؟

با شدیدتر شدن تغییرات اقلیمی جهان مانند طوفان‌ها، سیل و گرمای بیشتر، شاهد حرکت صنایع آلاینده مدر کشورهای پیشرفته مانند فولادسازان به سمت تولید پاک هستیم. در اهمیت تولید فولاد سبز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش و درنهایت حذف تولید کربن و انتشار گازهای گلخانه‌ای
• حذف سوخت‌های فسیلی و جایگزینی با انرژی‌های تجدیدپذیر
• کاهش تولید آلاینده‌های محیطی و بهبود محیط‌زیست
• صرفه‌جویی در منابع سنگ آهن به دلیل امکان استفاده مستقیم از آهن قراضه
• افزایش تولید اکسیژن در چرخه محیط‌زیست به کمک هیدروژن سبز
• بهبود سلامت جامعه و کاهش هزینه‌های درمانی به ویژه در اطراف کارخانه‌های فولادسازی

البته باید اضافه کنیم که تولید فولاد سبز یک فرآیند پرهزینه و دستیابی به فنّاوری آن زمان‌بر است و به تجهیزات پیشرفته‌تری نیاز دارد تا در جهان به طور گسترده مورد استفاده قرار بگیرد. افزایش هزینه‌های تولید، کمبود دانش و نیروی متخصص، در دسترس نبودن امکانات برای تولید دستگاه‌های ویژه و دشواری حمل و ذخیره هیدروژن از چالش‌های پیش روی تولید فولاد سبز در کشورهای تولیدکننده فولاد به شمار می‌رود.

تفاوت فولاد سنتی با فولاد سبز چیست؟

فولاد به دست آمده در هر دو روش فولاد سبز و سنتی یکسان و مشابه است و نه از نظر ظاهر و نه از نظر مشخصات فیزیکی و مکانیکی تفاوتی در آن‌ها وجود ندارد. تنها تفاوت این دو فولاد در تکنولوژی تولید و نتایج زیست‌محیطی پروسه تولید است که باعث کاهش کربن و سایر آلاینده‌های محیطی می‌شود. به این ترتیب سوخت‌های فسیلی مورد استفاده در فولاد سنتی با انرژی‌های تجدیدپذیر مورد استفاده در فولاد سبز جایگزین می‌شود و از کوره‌های مدرن با سوخت برق یا هیدروژن سبز به جای کوره‌های زغال سنگ فولاد سنتی استفاده خواهد شد.

نحوه تولید فولاد سبز به چه صورت است؟

برای فعالان محیط‌زیست و افرادی که نگران آینده کره زمین هستند چیزی نمی‌تواند جالب‌تر از این باشد که با تولید فولاد به جای کربن بتوان اکسیژن تولید کرد. البته تولید فولاد سبز به همین سادگی‌ها هم نخواهد بود. در واقع کاربردی‌ترین فرآیند شناخته شده تاکنون برای تولید فولاد سبز، استفاده از تولید آهن اسفنجی از سوخت هیدروژن است. در این روش آهن اسفنجی که یک محصول میانی در تولید فولاد به شمار می‌رود از طریق احیای مستقیم سنگ‌آهن جامد با استفاده از سوخت هیدروژن سبز تولید می‌شود. سپس با ذوب کردن این محصول در کوره‌های قوس الکتریکی فولاد سبز را تولید می‌کنند.

به این ترتیب با حذف کوره‌های بلند سنتی و سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ، انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن حذف می‌شود و به کمک سوخت هیدروژن و نیروی برق، در نهایت اکسیژن وارد چرخه محیط‌زیست می‌شود. کارشناسان برای مقرون‌به‌صرفه کردن تولید فولاد سبز در حال بهبود فرایند تولید Green Steel هستند.

هزینه تولید فولاد سبز چقدر است؟

یکی از دلایل سرعت پایین جایگزینی روش تولید فولاد سبز با فولاد سنتی به هزینه‌های بالای آن مربوط می‌شود که عمدتاً باعث افزایش 40 الی 100 درصدی هزینه تولید فولاد می‌شود. هم‌چنین برای تولید فولاد سبز علاوه بر عوامل اقتصادی به دانش و تکنولوژی روز نیاز است که همه کشورها به آن دسترسی ندارند. عملیاتی شدن تولید فولاد سبز به حمایت و آمادگی و سرمایه‌گذاری دولت‌ها در این بخش نیاز دارد.

برترین تولیدکنندگان فولاد سبز در جهان کدام اند؟

چین به عنوان تولیدکننده و مصرف‌کننده نیمی از فولاد جهان متعهد شده است که تا 50 سال آینده کربن تولید شده در صنایع خود به ویژه بخش فولاد را به صفر برساند. از این رو گروه فولاد بائو چین (China Baowu Steel Group Corp) که به عنوان بزرگ‌ترین فولادساز جهان شناخته می‌شود به این برنامه ملحق شده و در آینده نزدیک به یکی از برترین تولیدکنندگان فولاد سبز در جهان تبدیل خواهد شد. از دیگر تولیدکنندگان مهم فولاد سبز در جهان می‌توان به کارخانه‌های زیر اشاره کرد:

• شرکت سوئدی (SSAB AB) که به کمک هیدروژن سبز، نخستین فولاد بدون سوخت فسیلی را در سال 2019 تولید کرده است.
• شرکت اسپانیایی آرسلور میتال (ArcelorMittal S.A.) که در حال راه‌اندازی تولید فولاد سبز از سوخت هیدروژن سبز است.
• گروه ریو تینتو (Rio Tinto) که برای تولید سنگ آهن از بیومس (Biomass) به جای کک برای تولید فولاد استفاده می‌کند.

هرچند در حال حاضر پروژه تولید فولاد سبز در کشورهای توسعه‌یافته مانند چین، اسپانیا، سوئد، آلمان، آمریکا و ژاپن آغاز شده است اما به دلیل هزینه‌های بالا و عدم دسترسی به دانش تولید، عملاً تولیدکنندگان کمی توانایی ورود به این پروژه را دارند.

کاربردهای فولاد سبز چیست؟

همان‌طور که اشاره کردیم فولاد سبز از نظر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی تفاوتی با فولاد سنتی ندارد و در نتیجه کاربردهای فولاد سبز تمام کاربردهای فولاد سنتی شامل صنایع ساختمان‌سازی و خودروسازی به عنوان دو مصرف‌کننده بزرگ فولاد را در بر می‌گیرد. به این ترتیب از فولاد سبز برای ساخت تمام محصولات نهایی فولاد شامل انواع تیرآهن، میلگرد، تیرآهن، انواع ورق، لوله، نبشی، ناودانی و… استفاده خواهد شد.

شرایط تولید فولاد سبز در ایران چگونه است؟

با توجه به هزینه‌های بالا و عدم دسترسی به دانش تولید فولاد سبز، ایران هنوز وارد پروژه تولید فولاد سبز نشده است؛ اما با توجه به اینکه ایران جزو ده تولیدکننده برتر فولاد در جهان به شمار می‌رود و هم‌چنین به دلیل کمبود منابع آبی کشور و وضعیت اسفناک محیط‌زیست در کشور، فولادسازان ایران ناگزیرند که در آینده نزدیک به این پروژه ملحق شوند. به نظر می‌رسد از اصلی‌ترین چالش‌های کارخانه‌های فولادی در ایران وجود تحریم‌های بین‌المللی باشد که مانع از دست‌یابی فولادسازان داخلی به دانش تولید فولاد سبز green steel می‌شود.

آینده فولاد سبز green steel چگونه خواهد بود؟

با توجه به شرایط اقلیمی و محیط‌زیستی جهان و افزایش مقررات انتشار گازهای گلخانه‌ای در صنایع بزرگ، تمام دولت‌ها و به طبع آن تولیدکنندگان فولاد در جهان مجبور خواهند بود که به پروژه تولید فولاد سبز green steel ملحق شوند.

سخن پایانی

به‌واقع ما در قرنی زندگی می‌کنیم که تغییرات اقلیمی و آب و هوایی یکی از مهم‌ترین چالش‌های پیش روی انسان است. مسلماً هرگونه اقدامی در جهت بهبود انتشار گازهای گلخانه‌ای بر کیفیت زندگی انسان و آینده زمین تاثیرگذار خواهد بود. صنعت فولاد امروزه عامل 7 الی 8 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای به ویژه کربن در جهان است. از آنجا که فولاد یکی از مهم‌ترین صنایع برای رشد جوامع انسان به شمار می‌رود، پیش‌بینی می‌شود که تا 30 سال آینده تقاضای جهانی برای مصرف فولاد 50 درصد افزایش یابد. این افزایش تقاضا باعث افزایش تولید فولاد و در نتیجه افزایش تولید گازهای گلخانه‌های خواهد شد. به این ترتیب روی آوردن به تولید فولاد سبز green steel با همه مشکلات پیش رویش، تنها گزینه‌ای است که می‌تواند به صلاح آینده صنعت فولاد و بهبود محیط‌زیست باشد.

در این مقاله از مجموعه فولادسازان راه ابریشم، به سوال فولاد سبز چیست پاسخ دادیم و اطلاعات مختصر و مفیدی رو درباره این فولاد ارائه کردیم. شما می‌توانید برای مشاهده مقالات مشابه و دریافت قیمت روز انواع محصولات فولادی به وبسایت فولادینو مراجعه کرده و از بخش‌های مختلف آن دیدن کنید.