فولادِ آفلاین تا فولادِ آنلاین
چگونه فناوری‌ها می‌تواند موتور تحول بزرگ‌ترین صنعت پایه ایران باشد؟
ستون فقرات
از هنگامه شکل‌گیری انقلاب صنعتی تا به امروز «فولاد» شاهرگ اصلی توسعه شناخته می‌شود. این فلز سختِ خاکستری‌رنگ، پایه ساخت‌وساز، تولید انرژی، گسترش حمل‌ونقل و توسعه صنایع مادر است. براساس گزارش «Worldsteel»، بیش از ۸۵/۱ میلیارد تن فولاد خام در جهان تولید می‌شود و چین با تولید بیش از نیمی از آن جایگاه برترین تولیدکننده فولاد جهان را در اختیار دارد. پس از چین، هند، ژاپن، آمریکا و روسیه در جایگاه‌های بعدی هستند.
ایران نیز با تولید بیش از ۳۰ میلیون تن فولاد خام در سال ۱۴۰۳ و حفظ جایگاه در میان ۱۰ کشور برتر تولیدکننده فولاد، یکی از بازیگران مهم منطقه محسوب می‌شود. این صنعت سالانه میلیاردها دلار ارزآوری ایجاد می‌کند و ده‌ها هزار شغل مستقیم و غیرمستقیم را در زنجیره معدن، انرژی و صنایع پایین‌دست پشتیبانی می‌کند. به گزارش سازمان توسعه و نوسازی معادن و صنایع معدنی ایران (ایمیدرو)، بیش از ۸۰ درصد تجهیزات و ماشین‌آلات مورد استفاده در پروژه‌های عمرانی از محصولات فولادی ساخته شده و حدود ۴۰ درصد فولاد تولیدی ایران نیز به خارج از کشور صادر می‌شود. در واقع، فولاد برای اقتصاد ایران همان جایگاهی را دارد که نفت در قرن بیستم داشت.
چالش ماندگاری
با وجود ظرفیت بالای تولید، زیرساخت‌های صنعت فولاد ایران در مقایسه با رقبای جهانی همچنان فرسوده و سنتی هستند و اثری از فناوری‌های نوین در آنان دیده نمی‌شود. خطوط تولید کارخانه‌ها با فناوری‌های دهه‌های ۷۰ و ۸۰ میلادی کار می‌کنند و بهره‌وری انرژی آنها پایین‌تر از میانگین جهانی است.
البته تلاش‌های گوناگونی برای بازسازی و توسعه فناوری‌های نوین در این صنعت پول‌ساز انجام شده است، اما کافی نبوده‌اند. از یک‌سو تحریم‌های بین‌المللی، مسیر انتقال فناوری و سرمایه‌گذاری خارجی را برای ایران دشوار کرده‌اند و محدودیت‌های بانکی، حمل‌ونقل و انتقال دانش فنی باعث شده پروژه‌های نوسازی یا ارتقای فناوری در بسیاری از مجتمع‌ها نیمه‌تمام باقی بماند. از سوی دیگر عدم سرمایه‌گذاری کافی ورود فناوری‌های نوین به این حوزه را با کندی مواجه کرده است.
مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۰ که در نشریه «Journal of Economics and Management» منتشر شده، نشان می‌دهد شکاف فناوری صنعت فولاد ایران نسبت به کشورهای پیشرفته به بیش از ۱۵ سال رسیده که یکی از بزرگ‌ترین فاصله‌ها در میان صنایع پایه است. درحالی‌که کشورهایی مانند هند یا ترکیه با جذب سرمایه‌گذاران خارجی و اجرای پروژه‌های مدرن، ظرفیت خود را به بیش از ۵۰ میلیون تن رسانده‌اند، بخش مهمی از تجهیزات فولاد ایران بیش از ۲۰ سال عمر دارند.
محدودیت‌های زیرساختی
همه می‌دانیم فولاد، صنعتی پرمصرف است. بااین‌حال تلاش‌های جدی برای کاهش مصرف انرژی در این صنعت صورت گرفته است. درحالی‌که کشورهای اسکاندیناوی و شرق آسیا در حال حرکت به سمت «فولاد سبز» هستند، بسیاری از خطوط تولید ایران هنوز با الگوی سنتی و پرکربن فعالیت می‌کنند.
در این میان ناترازی انرژی و خاموشی‌های گاه‌وبی‌گاه برق و محدودیت‌های گاز، خسارت‌های زیادی به این صنعت وارد کرده است. به‌گونه‌ای که بر اساس گزارش «تهران‌تایمز» تنها در زمستان ۱۴۰۲، ده‌ها کوره ذوب در مجتمع‌های فولاد مبارکه، خوزستان و چادرملو به دلیل کمبود انرژی متوقف شدند و ظرفیت تولید کشور تا دو میلیون تن در سال کاهش پیدا کرده است که زنگ خطر را در این عرصه به صدا درآورده و اهمیت استفاده از فناوری‌های نوین برای کاهش مصرف انرژی و وابستگی به منابع انرژی سنتی در این حوزه بیش از هر زمان دیگری پدیدار شده است.
درهای بهره‌وری و سودآوری
در چنین شرایطی، نوآوری نه انتخاب، بلکه ضرورتی برای بقاست. نوآوری در صنعت فولاد شامل مجموعه‌ای از فناوری‌ها و روش‌های مدیریتی است که بهره‌وری، ایمنی، کیفیت و سودآوری را افزایش می‌دهد. فناوری‌های دیجیتال همانند اینترنت صنعتی اشیا (IIoT) و حسگرهای هوشمند، امکان رصد لحظه‌ای دما، فشار و کیفیت مواد را فراهم می‌کنند. آن‌گونه که گزارش «Startus Insights» نشان می‌دهد شرکت‌های اروپایی مانند «آرسلور میتال» و «نیپون استیل» با استفاده از این ابزارها توانسته‌اند مصرف انرژی را تا ۲۰ درصد کاهش دهند.
«ارتقای کیفیت و رقابت‌پذیری» از دیگر حوزه‌هایی که نوآوری می‌تواند نقش فعالی در آن بازی کند. نوآوری در ترکیب مواد اولیه و کنترل دقیق‌تر فرآیندهای ذوب و نورد، باعث یکنواختی بیشتر محصولات و کاهش نقص‌ها می‌شود. فولادهای با استحکام بالا و مقاومت حرارتی جدید، بازارهای صادراتی با ارزش افزوده بالاتر را هدف گرفته‌اند.
از دیگر اهداف استفاده از فناوری‌های نوین در صنعت فولاد «ارتقای ایمنی و پایداری محیط زیستی» است؛ موضوعی که در سال‌های اخیر بیش از پیش موردتوجه قرار گرفته است. نوآوری‌های فناورانه نقش مهمی در افزایش ایمنی کارگران و کارکنان در محیط‌های کاری خطرناک صنعت بازی می‌کنند و ضمن حفظ ایمنی کارکنان از هزینه‌های آینده پیشگیری می‌کند.
در کنار موارد گفته‌شده باید تاکید داشت که استفاده از دانش و فناوری‌های نوین نقش مهمی در کاهش تولید و انتشار گازهای گلخانه‌ای در این صنعت ایفا می‌کند. در عصر «فولاد سبز»، کارخانه‌هایی که بتوانند ردپای کربن خود را کاهش دهند از مزیت رقابتی جهانی برخوردارند و بیشتر مورد اقبال قرار می‌گیرند.
فناوری‌های آینده
در سال‌های گذشته با گسترش دانش و تکنولوژی‌هایی همچون اینترنت اشیا و هوش مصنوعی فناوری‌های نوین در صنعت جهانی فولاد با سرعت چشمگیری در حال رشد هستند. به‌گونه‌ای که هر سال شاهد ارائه روش‌های نوین و استفاده از فناوری‌های جدید در این صنعت هستیم. در ادامه به تشریح چند نمونه از مهم‌ترین فناوری‌های نوین صنعت فولاد خواهیم پرداخت:
۱- تولید فولاد با هیدروژن: براساس گزارش سال ۲۰۲۴ شرکت «Eoxs»، فناوری «احیای مستقیم با هیدروژن» یا «Hydrogen DRI» که از سوی شرکت‌های اروپایی مانند «SSAB» توسعه یافته، به‌جای زغال‌سنگ از هیدروژن سبز برای تولید فولاد استفاده می‌کند و انتشار دی‌اکسید کربن را تا ۹۰ درصد کاهش می‌دهد.
۲- نگهداری پیش‌بینانه و هوش مصنوعی: استفاده از هوش مصنوعی و الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی خرابی تجهیزات و برنامه‌ریزی تعمیرات، میزان توقف خط را کاهش می‌دهد. برای نمونه در مجتمع فولاد آرسلورمیتال این فناوری کاهش ۱۵درصدی هزینه تعمیرات و نگهداری تجهیزات را به‌دنبال داشته است.
۳- پوشش‌های محافظتی و نانو: استفاده از فناوری نانو در صنعت فولاد نیز کاربرد دارد و می‌تواند موجب افزایش کیفیت و عمر ماشین‌آلات و تجهیزات و محصولات تولیدی شود. برای نمونه پوشش‌های ضدخوردگی و مقاوم در برابر حرارت که با نانوتکنولوژی تولید می‌شوند عمر قطعات کوره و تجهیزات نورد را تا دو برابر افزایش می‌دهند. براساس گزارش خبرگزاری «آنا» در ایران نیز یک شرکت دانش‌بنیان موفق شده است قطعات نانوپوشش برای صنایع فولاد و مس تولید کند.
۴- دیجیتالی‌سازی و شبیه‌سازی فرآیند: با استفاده از «شبیه‌سازی دیجیتال» یا «Digital Twin» کارخانه‌ها می‌توانند قبل از تولید محصول فرآیند ذوب و نورد را مدل‌سازی کنند و خطاهای احتمالی را کاهش دهند. این فناوری در حال حاضر در پروژه‌های توسعه‌ای فولاد مبارکه مورد بررسی است.
مغز متفکر تحول
با وجود تحریم‌های بین‌المللی که مانعی بر سر انتقال فناوری‌های نوین به صنعت فولاد کشور هستند، در سال‌های گذشته اکوسیستم شرکت‌های دانش‌بنیان دریچه امیدی پیش‌روی صنعت فولاد گشوده‌اند. با وجود اینکه صدها تیم استارت‌آ‌پی و ده‌ها شرکت دانش‌بنیان در حوزه‌های مختلفی از اینترنت اشیا و هوش مصنوعی گرفته تا متالورژی و فولاد فعال هستند که در زمینه‌هایی همچون طراحی حسگرهای حرارتی، تولید مواد دیرگداز پیشرفته، نرم‌افزارهای مانیتورینگ صنعتی و بهینه‌سازی انرژی فعالیت دارند، اما گسترش تاثیرگذاری آنان در تحول صنعت فولاد ایران نیازمند سرمایه‌گذاری‌های کلان است.
بااین‌حال همکاری میان شرکت‌های بزرگ فولادی و شرکت‌های دانش‌بنیان در راستای بومی‌سازی فناوری‌ها گسترش یافته، به‌گونه‌ای که پروژه‌های مختلف در صنایع فولاد مبارکه، فولاد خوزستان و ذوب‌آهن اصفهان با حضور شرکت‌های دانش‌بنیان، استارت‌آ‌پ‌ها و پژوهشگران دانشگاهی اجرا شده‌اند. با وجود همه چالش‌ها هم‌افزایی میان صنعت و دانش، می‌تواند فاصله فناوری حوزه صنعت فولاد ایران با جهان را کاهش دهد؛ فاصله‌ای که به گفته پژوهشگران دانشگاه مازندران، هنوز در بسیاری از واحدهای صنعتی بیش از ۱۵ سال است.
آینده ایران
براساس گزارش سال ۲۰۲۵ «گرند ویو ریسرچ»، بازار فولاد ساختاری ایران در مسیر رشد است و تا سال ۲۰۳۰، حدود ۳۰ درصد افزایش می‌یابد. این رشد ناشی از تقاضای داخلی برای پروژه‌های عمرانی، مسکن و انرژی، و همچنین توسعه صادرات به کشورهای همسایه است.
نوآوری می‌تواند نقش کلیدی در بهره‌گیری از این فرصت‌ها ایفا کند. کاهش هزینه تولید و انرژی، بهبود کیفیت محصولات و توسعه محصولات با ارزش افزوده بالا مانند فولاد ضدزنگ و فولاد ابزار می‌تواند سودآوری شرکت‌ها را تا چند برابر افزایش دهد. اگر صنعت فولاد ایران بتواند مسیر «نوآوری باز» را جدی بگیرد و از ظرفیت شرکت‌های فناور برای بومی‌سازی فناوری استفاده کند، می‌تواند نه‌تنها در تولید خام، بلکه در فناوری و محصولات نهایی نیز به یکی از بازیگران مهم منطقه بدل شود. صنعت فولاد ایران در نقطه‌ای ایستاده که نوآوری می‌تواند سرنوشت آن را تغییر دهد. زیرساخت‌های قدیمی، عدم سرمایه‌گذاری و تحریم‌های بین‌المللی چالش بزرگ پیش‌روی این صنعت‌اند، اما ظرفیت بازار، نیروی انسانی متخصص و توان شرکت‌های دانش‌بنیان فرصت‌هایی برای حرکت به‌سوی آینده‌ای هوشمند و سبز فراهم کرده‌اند.
جهش فناوری در فولاد نه صرفاً برای رقابت جهانی، بلکه برای پایداری اقتصادی ضروری است. اگر سیاست‌گذاران صنعتی، مدیران شرکت‌های بزرگ و فعالان فناور توسعه فناوری در صنعت فولاد را جدی بگیرند، فولاد ایران می‌تواند از صنعت سنگینِ سنتی به صنعت چابک، هوشمند و سودآور تبدیل شود، اما این تغییرات نیازمند عزم جدی، سرمایه‌گذاری‌های کلان، رفع تحریم‌ها و توسعه روابط بین‌المللی و استفاده موثر از ظرفیت‌های داخلی است. بدون بهره‌گیری همزمان از تمام ظرفیت‌های داخلی و بین‌المللی نمی‌توان انتظار داشت در آینده‌ای نزدیک صنعت فولاد ایران بتواند با جبران عقب‌ماندگی‌ها به صنعتی مدرن و فناور تبدیل شود.
