فرصت‌های آینده
چشم‌انداز تولید فولاد سبز در جهان چگونه است؟
تولید سنتی فولاد عمدتاً با استفاده از زغال‌سنگ و کک انجام می‌شود. این فرآیند به‌شدت کربن‌زاست و بدون تغییر ساختاری فناوری یا استفاده از راهکارهای جذب و ذخیره کربن، انتشار این بخش در برابر رشد تقاضا پایدار باقی می‌ماند و رسیدن به مسیر Net-Zero تا سال ۲۰۵۰ را تهدید می‌کند. اصطلاح Net-Zero یا «خنثی‌سازی کربن» به وضعی اشاره دارد که میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای به حداقل ممکن کاهش یافته و هر مقدار باقی‌مانده انتشار، از طریق روش‌های جبران‌کننده همانند جذب و ذخیره کربن، کاشت درخت یا سایر راهکارهای جبران انتشار، خنثی شود. در نتیجه، دولت‌ها و شرکت‌های فولادسازی در سراسر جهان روی توسعه فناوری‌های کم‌کربن سرمایه‌گذاری و مسیرهای نوین تولید فولاد سبز را دنبال می‌کنند.
سه مسیر فناوریک
جهان امروز در مسیر کاهش انتشار کربن صنایع سنگین، به‌ویژه فولاد، شاهد توسعه سه راهکار فناوریک اصلی است که هرکدام مزایا و چالش‌های خاص خود را دارند.
۱- آهن احیاشده با هیدروژن سبز و کوره قوس الکتریکی (DRI + EAF): در این مسیر، سنگ‌آهن با هیدروژن احیا می‌شود و به جای تولید دی‌اکسید کربن، آب به‌عنوان محصول فرعی ایجاد می‌شود. آهن احیاشده سپس وارد کوره قوس الکتریکی می‌شود تا فولاد تولید شود. بااین‌حال، تامین هیدروژن سبز کافی و برق تجدیدپذیر ارزان، بزرگ‌ترین چالش این فناوری محسوب می‌شود.
۲- کوره قوس الکتریکی مبتنی بر قراضه فولادی (Scrap-based EAF): استفاده از قراضه فولادی و برق تجدیدپذیر می‌تواند میزان انتشار کربن را به شکل چشمگیری کاهش دهد. این روش به‌ویژه برای تولید فولادهای ساختمانی و محصولات عمومی کاربردی است. محدودیت اصلی آن، وابستگی به کیفیت و میزان قراضه و همچنین دسترسی به برق ارزان و پایدار است. شرکت‌های بزرگ در حال توسعه زنجیره تامین قراضه و عقد قراردادهای بلندمدت برق هستند که تولید پایدار و رقابتی را تضمین کنند.
۳- فرآیندهای نوین استخراج مستقیم برقی و الکترولیز: روش‌های نوظهور همانند Boston Metal و Electra تلاش می‌کند با استفاده از برق، آهن را استخراج یا تبدیل کنند و فرآیند تولید فولاد را ساده کنند. اگرچه این فناوری‌ها هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارند، اما ظرفیت بالایی برای کاهش انتشار کربن و جایگزینی روش‌های سنتی دارند.
علاوه بر این، جذب و ذخیره کربن (CCUS) به‌عنوان راه‌حل تکمیلی در نظر گرفته شده است، به‌ویژه در واحدهایی که امکان تغییر کامل فناوری در کوتاه‌مدت وجود ندارد. این روش می‌تواند کمک کند حتی در شرایط انتقال فناوری، انتشار کربن به حداقل برسد و صنایع فولاد آماده گذار به تولید سبز شوند.
چالش‌ها و موانع
با وجود پیشرفت‌های فناوریک در مسیر فولاد کم‌کربن، تولیدکنندگان با چالش‌های قابل‌توجهی مواجه‌اند:
۱- هزینه برق و هیدروژن سبز: تولید H₂ سبز از طریق الکترولیز نیازمند برق ارزان و تجدیدپذیر است و در بسیاری از کشورها، قیمت بالای برق صنعتی مانع جدی محسوب می‌شود.
۲- سرمایه‌گذاری اولیه بالا: احداث کارخانه‌های DRI-EAF و زیرساخت‌های هیدروژن سرمایه‌بر و بازگشت سرمایه به سیاست‌های حمایتی و قیمت فروش فولاد سبز وابسته است.
۳- محدودیت دسترسی به قراضه باکیفیت: مسیر EAF محور به کیفیت و میزان قراضه وابسته و دسترسی به قراضه محدود است.
۴- زنجیره تامین و زیرساخت هیدروژن: نیاز به حمل، ذخیره و توزیع هیدروژن و همچنین مقیاس‌پذیری الکترولایزرها و شبکه برق تجدیدپذیر.
فرصت‌ها و مزایا
در کنار چالش‌ها، فولاد سبز فرصت‌های جذاب نیز ارائه می‌دهد:
۱- اول‌به‌حرکت بودن (First-mover advantage): شرکت‌ها و کشورهایی که زودتر ظرفیت تولید کم‌کربن را ایجاد کنند، می‌توانند به بازارهای با تقاضای محصول کم‌کربن دسترسی پیدا کرده و قراردادهای بلندمدت کسب کنند.
۲- مزیت جغرافیایی: منابع برق تجدیدپذیر فراوان می‌تواند به ایجاد مراکز تولید رقابتی کمک کند.
۳- زنجیره ارزش جدید: تولیدکنندگان فولاد می‌توانند خدماتی همانند صدور گواهی سبز بودن، ردیابی انتشار (traceability) و قراردادهای بلندمدت تامین ارائه کنند که فرصت‌های درآمدزایی جدیدی ایجاد می‌کند.
۴- حمایت سیاستی: تعیین قیمت واقعی کربن، ارائه یارانه هدفمند، تضمین بازار از طریق خرید دولتی یا قراردادهای «قرارداد-برای-اختلاف» و استانداردسازی انتشار کربن، اعتماد بازار و سرمایه‌گذاران را افزایش می‌دهد.
کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که در دهه ۲۰۳۰ ترکیبی از کارخانه‌های H₂-DRI، واحدهای EAF و پایلوت‌های الکتریکی تک‌مرحله‌ای در بازار جهانی شکل گیرد. تا سال ۲۰۵۰، دستیابی به کاهش عمیق انتشار در بخش فولاد مستلزم هماهنگی سیاست‌های دولتی، توسعه زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر و کاهش هزینه تولید هیدروژن است.
تجربه کانادا
کانادا نمونه‌ای عملی از این گذار است. شرکت Algoma Steel تصمیم گرفته است از روش سنتی کوره بلند و کک‌سازی فاصله بگیرد و به تولید فولاد با استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی و قراضه فولادی روی آورد. این روش می‌تواند تا ۷۰ درصد انتشار کربن را کاهش دهد و ظرفیت تولید را حدود یک‌سوم افزایش دهد. هزینه استقرار چنین کوره‌ای حدود ۹۸۷ میلیون دلار برآورد شده است، اما کاهش نیاز به نیروی کار و افزایش بازده، توجیه اقتصادی آن را تقویت می‌کند.
همچنین، شرکت ArcelorMittal Dofasco در همیلتون کانادا از فناوری احیای مستقیم با هیدروژن برای تولید فولاد استفاده می‌کند. در این روش، هیدروژن جایگزین کک زغال‌سنگ می‌شود و آهن اسفنجی تولید می‌شود. پروژه این شرکت می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا ۶۰ درصد کاهش دهد، اما چالش اصلی، تامین هیدروژن سبز کافی و مقرون‌به‌صرفه است. دولت کانادا برای تسهیل این گذار، تا ۵۰ درصد هزینه سرمایه‌گذاری را تامین می‌کند.
دولت فدرال همچنین با استانداردسازی و سیاست‌های خرید سبز، نقش مهمی در تحریک بازار فولاد سبز ایفا می‌کند. برای مثال، در طرح Greening Government Strategy، خرید فولاد کم‌کربن به معیار انتخاب پیمانکاران تبدیل شده است. این اقدامات، علاوه بر کاهش انتشار، رقابت را میان فولادسازان کانادایی تشدید می‌کند.
نتیجه‌گیری و توصیه‌ها
تحلیلگران تاکید دارند که شرکت‌ها باید سناریوهای مختلف قیمت کربن، برق و عرضه قراضه را مدل‌سازی کنند و براساس آن برنامه سرمایه‌گذاری را طراحی کنند. اجرای پایلوت‌های مشترک با دولت و تامین‌کنندگان انرژی، کاهش ریسک مالی پروژه‌ها را تسهیل می‌کند. تنوع فناوری، شامل توسعه همزمان مسیرهای H₂-DRI و افزایش ظرفیت EAF، ریسک‌های فناوریک را کاهش می‌دهد. همچنین قراردادهای بلندمدت فروش فولاد کم‌کربن با مشتریان صنعتی می‌تواند جریان درآمد قابل پیش‌بینی ایجاد کند.
فولاد سبز نه‌تنها ضرورت محیط‌زیستی، بلکه میدان رقابت جهانی است. کشورها و شرکت‌هایی که سریع‌تر به این مسیر وارد شوند، می‌توانند جایگاه رهبری در بازار فولاد کم‌کربن و زنجیره ارزش آن را به‌دست آورند. کانادا با پروژه‌های Algoma Steel و ArcelorMittal Dofasco نمونه‌ای از تلاش موفق برای تلفیق سیاست، فناوری و سرمایه‌گذاری در مسیر فولاد سبز است و سایر کشورها می‌توانند از این مدل برای طراحی استراتژی‌های صنعتی و محیط زیستی الهام بگیرند.
