کانادا و تلاش برای حذف کربن از صنعت فولاد

کانادا و تلاش برای حذف کربن از صنعت فولاد

کانادا و تلاش برای حذف کربن از صنعت فولادنقش زیست محیطی فولاد به عنوان ماده‌ای اساسی در بسیاری حوزه‌ها چون ساخت آسمان خراش‌ها، پل‌ها، کشتی‌ها، صنعت ساخت لوازم خانگی و اسلحه‌سازی در سال‌های گذشته مورد توجه قرار گرفته است. در تمام دنیا، تولید فولاد با انتشار گازهای گلخانه‌ای همراه است و یکی از عوامل افزایش دمای کره زمین محسوب می‌شود. کانادا، به عنوان شهری با سهمیه بالای تولید فولاد، در افزایش انتشار این گازها سهم دارد. طی سال‌های اخیر، کانادا حرکت به سوی حذف کربن را آغاز کرده است. این تحول گسترده، نیاز به تغییر روند سنتی قبل و کنار گذاشتن انواع کوره بلند قدیمی دارد.

کاترین کوبدن (Catherine Cobden)، مدیر انجمن تولیدکنندگان فولاد کانادا (CSPA) در مارس 2020 خبر از تلاش روزافزون برای کاهش تولید کربن و برآیند صفر (net-zero) داد. با وجود تاکید کوبدن به حرکت به سمت این هدف، به گفته منتقدان، هدفی که برای سال 2050 در نظر گرفته شده است، با برنامه‌هایی که در قلب صنعت انتاریوی جنوبی در حال کار است، مطاقت ندارد.
لیندا لوکاسیک (Lynda Lukasik) عضو باتجربه گروه ضدآلودگی محیط زیست همیلتون بیان داشت: ما به وضوح به برنامه‌ای برای حرکت در مسیر حذف کربن از صنعت فولاد نیاز داریم. اما تا کنون اقدامات بسیار کمی مشاهده شده است.
با تمام این شرایط، کانادا در چه نقطه‌ای از هدف بزرگ آلاینده کربن صفر قرار گرفته است؟ در ادامه مقاله، با روی آلوده و مسیر ترسیم شده فولاد آشنا خواهیم شد. با آیرومارت همراه باشید.

کانادا و تلاش برای حذف کربن از صنعت فولاد

جوانب آلوده فولاد

اولین گام تولید فولاد، تهیه آهن به عنوان ماده اولیه اصلی است. فرآیند تولید با تصفیه سنگ آهن آغاز می‌شود. در بسیاری مراکز صنعتی این کار با پخت زغال سنگ در کوره‌های دما بالا برای تولید ماده‌ای خاکستری و سخت به نام کک انجام می‌شود. کک در کوره‌ای بلند با سنگ آهک حرارت می‌‌بیند. با بدست آمدن آهن مذاب از این فرآیند، کربن دی اکسید بالایی منتشر می‌شود. پس از تصفیه بیشتر محصول در کوره اکسیژن قلیایی، فولاد مذاب حاصل شده به مقاطعی چون میلگرد ریخته‌گری می‌شود.
برای آشنایی بیشتر با کوره‌های مورد استفاده در صنعت فولاد، مقاله انواع کوره در تولید آهن آلات و صنعت فولاد را بخوانید.

فرآیندهای انجام شده صدمات بسیاری زیادی به آب و هوا وارد می‌کند. صنعت فولاد مسئول انتشار حدودا 7% از گاز کربن دی اکسید تولیدی در جهان است. در کانادا، سهم فولاد به دلیل رد پای عظیم کربن در صنعت نفت و گاز کمتر است. با این وجود در سال 2019، انتشار 16 میلیون تن گاز کربن دی اکسید – تقریبا 2% از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای – در کانادا را به خود اختصاص داده است.
بسیاری از شرکت‌ها، قراضه‌های فولادی را جمع‌آوری می‌کنند و با استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی مجددا آن‌ها را ذوق و به فولاد مایع تبدیل می‌کنند. در حالی که بسیاری از این کوره‌ها انتشار کربن پایینی دارند، با این حال نمی‌توان قراضه‌های فولادی را به عنوان ماده اولیه جایگزین سنگ آهن کرد.

CSPA و شرکای تحقیقاتی آن، در حمایت از تعهدی که برای حذف کربن داشته‌اند، چارچوبی برای کاهش گازهای گلخانه‌ای به منظور هدایت صنعت پروژه‌هایی کوتاه مدت و کم هزینه ایجاد کردند که می‌تواند تا سال 2030، به کاهش CO2 منجر شود. این مجموعه برنامه‌های بلند مدتی برای سال 2030 به بعد در نظر دارد که نیازمند منابع و سرمایه بیشتری هستند.
برخی پروژه‌های کوتاه مدت در حال انجام در حال حاضر:

• پروژه ArcelorMittal Dofasco (AMD) در همیلتون در حال آزمایش برای جایگزینی 40000 تن زغال سنگ در سال با استفاده از زیست توده است. AMD همچنین از گازهای تولیدی برای تامین تجهیزات تولید همزمان دو نوع انرژی با ظرفیت 40 مگاوات برق استفاده می‌کند.

• استلکو (Stelco) در حال برنامه‌ریزی برای تولید نیروگاهی 65 مگاواتی (تجهیزات تولید همزمان دو نوع انرژی) است. این پروژه توسعه فناوری کاهش مصرف کک با استفاده از ریل‌بندهای از کارافتاده راه‌آهن را هدف قرار داده است. استلکو در پروژه دیگری قصد دارد از 6300 تن CO2 با هدف تولید جلبک‌های خوراک ماهی و پلاستیک‌های زیستی جمع‌آوری و استفاده کند.

در آلگما (Algoma) تغییرات فزاینده‌ای از طریق فناوری تولید همزمان دو نوع انرژی و چند فناوری دیگر ایجاد کرده است. همچنین در ماه مه تغییر احتمالی نحوه تولید خود از کوره بلند به قوس الکتریکی را اعلام کرد. این تغییر، اصلاحی اساسی محسوب می‌شود که می‌تواند انتشار کربن را تا 70 درصد کاهش دهد. با این حال این تاثیر بستگی به منبع انرژی کافی برای تامین کوره‌ها و استفاده از قراضه‌های فولادی به جای سنگ آهن دارد.

اگرچه فناوری‌های در حال انجام، منجر به کاهش گاز کربن دی اکسید تولیدی می‌شوند اما برای رسیدن به میزان صفر کربن کافی نیستند.
لوکاسیک در این خصوص بیان داشت: تاسیسات تولیدکننده فولاد بزرگترین منتشرکنندگان گاز کربن دی اکسید هستند. شرکت‌ها برای تحقق بخشیدن به کاهش قابل توجه CO2، نیاز به بروزرسانی‌های اساسی در عناصر تولیدی خود دارند.

AMDدر حال بررسی فناوری الکترو وینینگ – استخراج اکسیدها از سنگ آهن توسط برق و نه با استفاده از زغال سنگ – است. با این حال صنعت بر این مساله اتفاق نظر دارد که فناوری هیدروژن سبز (هیدروژنی که با انرژی تجدیدپذیر تامین می‌شود) بیشترین پتانسیل برای دور کردن صنعت فولاد از زغال سنگ است. علاوه بر این‌که هیدروژن می‌توان جایگزین زغال سنگ شود، می‌تواند در کوره‌ها مستقیم کاهش یافته (DRI) مورد استفاده قرار گیرد و کاهش سنگ معدن را با استفاده از گاز طبیعی انجام دهد. بسیاری کارخانه‌ها در سطح جهان مثل ارسلورمیتال از این کوره‌ها استفاده می‌کنند.

تعدادی از پروژه‌های DRI مبتنی بر هیدروژن در اروپا در حال انجام است. پروژه مشترکی که توسط شرکت فولادی SSAB، استخراج‌کننده LKAB و تولیدکننده برق Vattenfall در دست کار است، تولید فولاد بدون سوخت فسیلی تا سال 2026 را هدف خود قرار داده است. ارسلورمیتال همچنین برنامه ساخت تولید هیدروژن DRI در هامبورگ آلمان را هدایت می‌کند. شرکت سنگ آهن کانادا زیر مجموعه شرکت ریو تینتو، مطالعه امکان سنجی را برای یک کارخانه DRI هیدروژن در کبک یا لابرادور آغاز کرده است.

هزینه‌های ناشی از توسعه و رشد

در حالی که این فناوری‌های جدید مبتنی بر برق در آستانه استفاده هستند، هزینه به‌کارگیری آن‌ها در مقیاس تجاری با هزینه‌های فعلی صنعت فولاد توجیه‌پذیر نیست. اما نشانه‌هایی از تغییر مشاهده می‌شود.

در یکی از مهم‌ترین تحولات، دولت فدرال هزینه بسیار بالاتری را برای انتشار کربن در نظر گرفته است. بر این اساس به تدریج هزینه کربن از 50 دلار در هر تن (در سال 2023) به 170 دلار در هر تن (تا سال 2030) افزایش می‌یابد که این مساله انگیزه بزرگی برای تولیدکنندگان بزرگ برای کاهش انتشار CO2 محسوب می‌شود. همچنین با همکاری مشترک دولت گرینینگ کانادا و ایالات متحده، طرح تامین عرضه‌کنندگان و زیرساخت‌های با انتشار کربن پایین در پروژه‌های دولتی مورد توجه قرار گرفت.
در ماه آوریل، دولت فدرال 5 میلیارد دلار به صندوق شتاب دهنده برآیند صفر خود اضافه کرد و بیان داشت که 8 میلیارد دلار در طول هفت سال هزینه می‌کند و تامین بودجه عمده صنعت فولاد را بر عهده می‌گیرد.

تمام این تلاش‌‌ها به دنبال انتشار سنگن کربن توسط چین در دست کار قرار گرفته است. چین بیشترین میزان انتشار گاز گلخانه‌ای در جهان را دارد و شدت انتشار آن 2.2 تن است. این رقم، بیش از دو برابر شدت انتشار در کانادا یا ایالات متحده امریکا برآورد شده است.

نبود چشم انداز مناسبی از 2050

صنعت دنیای بدون کربن به کجا خواهد رسید؟ کریس باتای (Chris Bataille)، محقق کانادایی موسسه توسعه پایدار و روابط بین الملل، معتقد است که بهتر است کانادا سیاست‌ها و برنامه‌ریزی‌های صنعت فولاد سوئد با رویکرد کربن زدایی کامل را دنبال کند. وی عقیده دارد برای رسیدن به این هدف باید تمامی معادن آهن و تمام بازارهای مصرف کننده فولاد بررسی شوند. از طرف دیگر، تولید زیرساخت‌های کم کربن نظیر وسایل نقلیه الکتریکی، خود بدون استفاده از کوره‌های بلند و کوره‌های کک سازی در صنعت فولاد قابل انجام نیست. پیتر واریان (Peter Warrian)، کارشناس فولاد در مدرسه امور جهانی و سیاست عمومی مونک در این خصوص بیان داشت: استفاده از کوره‌های کک‌سازی برای ساخت ماشین‌های الکتریکی در پنج تا هشت سال آینده الزامی است.

بنابراین، هنوز صنعت هدف کاهش کربن با استفاده از پروژه‌های کوتاه مدت تا سال 2030 مشخص نشده است. دولت کانادا در سطح ملی هدف خود برای سال 2030 را کاهش انتشار CO2 ¬تا 45% کمتر از سال 2005 در نظر گرفته است.
با وجود گذشت چندین سال از هدف‌گذاری صنعت بدون کربن، هنوز سرمایه بسیار زیادی برای تغییر رویکرد نیاز است. نیاز به منابع مالی بالا، می‌تواند مشکلات عدیده‌ای به وجود آورده و خریداران کانادایی را به سوی تامین فولاد پاک از دیگر کشورها سوق دهد.

نظر شما درباره سرانجام پروژه‌های فولاد پاک چیست؟ تعهد برآیند صفر به کجا خواهد رسید؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *