فولاد سبز چیست + آینده فولاد سبز (green steel) چگونه خواهد بود؟

صنعت فولاد نقش قابل توجهی در انتشار دی‌اکسید کربن در جهان دارد، به طوری که تخمین زده می‌شود فرآیند فولادسازی به‌ تنهایی بین ۶ تا ۷ درصد از کل گازهای گلخانه‌ای در سراسر جهان را تولید می‌کند (فولاد چیست را اینجا بخوانید). با تشدید فشار جهان برای کاهش تاثیرات منفی بر محیط‌زیست، کارشناسان صنعت در تلاش هستند تا انتشار دی‌اکسید کربن را تا حد امکان کاهش دهند. رسیدن به این هدف از طریق استفاده از مواد جدیدی که آلاینده‌های کمتری دارند امکان‌پذیر است؛ فولاد سبز می‌تواند به‌ منظور کاهش اثرات مخرب محیط زیستی، جایگزینی بسیار مناسب برای فولادهای عادی باشد.

فولاد سبز به زبان ساده نوعی فولاد است که در فرآیند تولید آن از سوخت‌های فسیلی استفاده نشده یا مصرف آن‌ها به حداقل رسیده باشد. یکی از کاربردی‌ترین راه‌های ساخت این نوع قطعات، که به نام (Green Steel) هم شناخته می‌شود، استفاده از روش تولید آهن اسفنجی و سوخت هیدروژن سبز است که هیچ‌گونه آلاینده گازی ندارد و از طریق فرآیند الکترولیز آب و با استفاده از برق تولید می‌شود. این فرآیند شامل کاهش شیمیایی سنگ‌ آهن جامد با استفاده از هیدروژن است که برای ایجاد آهن اسفنجی به کار می‌رود؛ با این که کوره‌های الکتریکی جدید به طور قابل توجهی تولید گازهای گلخانه‌ای را کاهش داده‌اند، اما امکان دستیابی به فولاد سبز با صفر درصد کربن خالص از طریق این کوره‌ها وجود ندارد.

هزینه تولید فولاد سبز چقدر است؟

تولید هیدروژن پاک به مقیاس بزرگ به سرمایه‌گذاری میلیارد دلاری در زمینه تولید برق تجدیدپذیر نیاز دارد. با این حال، هدف اصلی اتحادیه اروپا همچنان از بین بردن انتشار گازهای کربنی خالص تا سال ۲۰۵۰ است. بزرگترین تولیدکننده فولاد اروپا، شرکت آرسلور میتال، در مصاحبه‌ای با فایننشال اعلام کرده است که فرآیند کاهش کربن از فعالیت‌های فولادی در این قاره می‌تواند تا ۴۰ میلیارد دلار هزینه داشته باشد. همچنین، چین تعهد داده است که تا سال ۲۰۶۰ انتشار گاز کربن را به صفر برساند. رسیدن به این هدف، نیازمند کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای از کارخانه‌های فولاد این کشور است؛ چرا که تولیدی‌های این قطعات مسئول ایجاد یک‌ سوم کل آلودگی CO۲ چین هستند. جالب است بدانید که چین در حال حاضر حدود نیمی از فولاد جهان را تولید می‌کند.

اهمیت و کاربرد فولاد سبز

با افزایش هزینه‌های مربوط به تولید این نوع فولاد و با چالش‌هایی که برای دستیابی به انرژی سبز وجود دارد، احتمالاً قیمت آهن و فولاد نیز افزایش خواهد یافت. با این حال، این روش تولید، مزایای بسیاری دارد که باعث می‌شود همچنان به آن به‌ عنوان یک روش سرمایه‌گذاری ایده‌آل برای حفظ سرمایه‌های زیست محیطی نگاه کنیم. پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۵۰، نزدیک به ۵۰ درصد تقاضا برای فولاد افزایش خواهد یافت که با تولید فولاد سبز به‌ میزان قابل‌توجهی می‌توان از گرمایش زمین جلوگیری کرد؛ به طور کلی، درباره اهمیت فولاد سبز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

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

فولاد سبز ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی متفاوتی نسبت به دیگر انواع فولاد ندارد؛ بنابراین کاربردهای آن شامل تمام کاربردهای فولاد سنتی، از جمله صنایع ساختمان‌سازی و خودروسازی که به عنوان دو مصرف‌کننده بزرگ فولاد محسوب می‌شوند، است. بنابراین، می‌توان از فولاد سبز برای تولید محصولاتی از جمله انواع تیرآهن، میلگرد، ورق، لوله، نبشی، ناودانی و… استفاده کرد.

بررسی اهمیت و کاربرد فولاد سبز در قالب جدول

اهمیت و کاربرد فولاد سبز	توضیحات
کاهش و در نهایت حذف تولید کربن و انتشار گازهای گلخانه‌ای	این روش تولید فولاد کمترین تاثیرات محیط زیستی را داراست و به کاهش گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند.
حذف سوخت‌های فسیلی و جایگزینی با انرژی‌های تجدیدپذیر	فولاد سبز از انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده می‌کند که به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند.
کاهش تولید آلاینده‌های محیطی و بهبود محیط‌ زیست	استفاده از فولاد سبز منجر به کاهش آلاینده‌های هوا و آب و بهبود شرایط محیط زیستی می‌شود.
صرفه‌جویی در منابع سنگ آهن به دلیل امکان استفاده مستقیم از آهن قراضه	استفاده از فولاد سبز منجر به کاهش مصرف منابع طبیعی و صرفه‌جویی در استفاده از منابع محدود می‌شود.
افزایش تولید اکسیژن در چرخه محیط‌ زیست به کمک هیدروژن سبز	تولید هیدروژن سبز در فرآیند تولید فولاد سبز منجر به افزایش تولید اکسیژن در محیط زیست می‌شود.
بهبود سلامت جامعه و کاهش هزینه‌های درمانی به ویژه در اطراف کارخانه‌های فولادسازی	کاهش آلاینده‌ها و بهبود محیط زیست به طور مستقیم به بهبود سلامت جامعه و کاهش هزینه‌های درمانی منجر می‌شود.
فولاد سبز بدون ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی متفاوت، اما می‌توان از آن برای تمام کاربردهای فولاد استفاده کرد.	فولاد سبز معمولاً با فولاد معمولی در کاربردهای مختلف قابل مقایسه است و به عنوان جایگزین پایدار و مناسب شناخته می‌شود.
کاربردهای فولاد سبز شامل صنایع ساختمان‌سازی، خودروسازی، تولید تیرآهن، میلگرد، ورق، لوله، نبشی، ناودانی و… استفاده می‌باشد.	فولاد سبز در صنایع مختلف مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، و تولید قطعات فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

تولیدکنندگان فولاد سبز

همانطور که گفته شد، چین به عنوان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان فولاد در جهان، تعهد داده است که تا پنجاه سال آینده، انتشار کربن مرتبط با صنایع خود، به‌ ویژه بخش فولاد را به صفر برساند. به همین دلیل، گروه فولاد بائو چین (China Baowu Steel Group Corp)، که به عنوان بزرگ‌ترین فولادساز جهان شناخته می‌شود، به این برنامه پیوسته و پیش‌بینی می‌کند که در آینده نزدیک به یکی از برترین تولیدکنندگان فولاد سبز در جهان تبدیل شود؛ دیگر تولیدکنندگان مهم فولاد سبز در جهان عبارتند از:

• شرکت سوئدی SSAB AB که در سال 2019 با استفاده از هیدروژن سبز، نخستین فولاد بدون استفاده از سوخت فسیلی را تولید کرده است.

• شرکت اسپانیایی آرسلور میتال (ArcelorMittal S.A) که در حال حاضر در حال تولید فولاد سبز از هیدروژن سبز است.

• گروه ریو تینتو (Rio Tinto) که برای تولید سنگ آهن از بیومس به جای کک استفاده می‌کند.

اگرچه در حال حاضر پروژه‌های 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، به‌طور عملی تولیدکنندگان بسیار کمی توانایی ورود به این پروژه‌ها را دارند.

آینده فولاد سبز (green steel) چگونه خواهد بود؟

با وجود فشارهای سیاسی موجود در زمینه گرمایش زمین، تولیدکنندگان فولاد به جز جایگزین روش‌های سنتی با روش‌های سبز، گزینه‌ دیگری ندارند و در آینده، قیمت پروفیل استیل، تیرآهن و سایر محصولات فولادی وابسته به فولاد سبز خواهد بود. در این مسیر، استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی به جای کوره‌های سوخت فسیلی و تأمین انرژی مورد نیاز این صنایع از طریق برق تولید شده با استفاده از منابع تجدیدپذیر اهمیت بالایی دارد. در کشورهای پیشرفته به‌ ویژه کشورهای اروپایی، گام‌های مثبتی در این زمینه برداشته شده است؛ اما تا رسیدن به تولید کامل فولاد به روش سبز، همچنان مسیر طولانی‌ را پیش رو داریم.

جمع‌بندی

همانطور که گفته شد، فولاد سبز نوعی فولاد است که در فرآیند تولید آن از سوخت‌های فسیلی استفاده نشده یا مصرف آن‌ها به حداقل رسیده باشد. سرمایه‌گذاری‌های زیادی برای این تکنولوژی جدید انجام شده است که می‌تواند تاثیرات زیادی در کاهش آلودگی CO2 و کمک به محیط زیست بگذارد.