فولاد سبز که با عنوان Green Steel نیز شناخته می‌شود، نوعی فولاد است که با بهره‌گیری از منابع انرژی تجدیدپذیر تولید می‌شود. هدف از تولید این نوع فولاد، کاهش آلاینده‌ها و مقابله با تغییرات اقلیمی است. در روش‌های سنتی تولید فولاد، از سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ استفاده می‌شود که یکی از بزرگ‌ترین منابع تولید گازهای گلخانه‌ای به شمار می‌رود. این در حالی است که تولید فولاد، باتکیه‌بر انرژی‌های تجدیدپذیر نظیر باد، خورشید و هیدروژن، تأثیرات زیست‌محیطی را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد. استفاده از فولاد بدون کربن، گامی مهم در جهت حرکت به‌سوی صنعتی پایدار و کاهش اثرات مخرب فعالیت‌های انسانی بر محیط‌زیست است.  آیا شما نیز به دنبال راه‌هایی برای حفاظت از کره زمین و کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی هستید؟ در ادامه با آسن استیل همراه باشید تا بیشتر درباره فولاد سبز و نقشی که در تغییرات صنعت فولاد دارد، آشنا شوید.

چرا فولاد سبز اهمیت دارد؟

صنعت فولاد یکی از بزرگ‌ترین منابع تولید گازهای گلخانه‌ای است. به‌کارگیری انرژی‌های تجدیدپذیر نظیر انرژی خورشیدی، بادی و هیدروژن سبز در فرایند تولید فولاد می‌تواند به شکل قابل‌توجهی انتشار دی‌اکسیدکربن (CO2) را کاهش دهد. این رویکرد نوین، علاوه بر کاهش آلاینده‌ها، تأثیرات منفی زیست‌محیطی ناشی از تولید فولاد را نیز به حداقل می‌رساند. فولاد بدون کربن، گامی اساسی در جهت حفظ محیط‌زیست و تحقق اهداف توسعه پایدار است. در این میان، آگاهی از اهمیت پیش‌بینی قیمت آهن و فولاد می‌تواند به تصمیم‌گیری بهتر در سرمایه‌گذاری و استفاده از این منابع پایدار کمک کند. حالا که به تأثیر فولاد سبز بر محیط‌زیست پی بردیم، در ادامه به روش‌های تولید این نوع فولاد و فناوری‌های مرتبط می‌پردازیم.

روش‌های تولید فولاد سبز

تولید فولاد سبز باهدف کاهش اثرات زیست‌محیطی و دستیابی به صنعتی پایدار، از روش‌های نوینی بهره می‌برد که بر کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و استفاده بهینه از منابع تجدیدپذیر متمرکز است. این روش‌ها علاوه بر کاهش آلاینده‌ها، به افزایش بهره‌وری و حفاظت از منابع طبیعی نیز کمک می‌کنند. برخی از این روش‌ها عبارت‌اند از:

بازیافت فولاد: استفاده از ضایعات فولادی به‌جای مواد خام جدید یکی از روش‌های مهم در کاهش مصرف منابع طبیعی و کاهش آلاینده‌ها است. این فرایند موجب کاهش تقاضا برای استخراج مواد معدنی و در نتیجه کاهش اثرات زیست‌محیطی می‌شود.

انرژی‌های تجدیدپذیر: جایگزینی منابع انرژی فسیلی با انرژی‌های پاک مانند انرژی خورشیدی، بادی و هیدروژن سبز، نه‌تنها به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند، بلکه فرایند تولید فولاد را به‌طورکلی پایدارتر می‌سازد. این نوع انرژی‌ها که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر به دست می‌آیند، می‌توانند جایگزین سوخت‌های فسیلی در تولید فولاد شوند.

توسعه فناوری‌های نوین: بهره‌گیری از فرایندهای پیشرفته مانند کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) و استفاده از هیدروژن سبز به‌جای سوخت‌های فسیلی، به طور مستقیم به کاهش آلایندگی در تولید فولاد کمک می‌کند. در کوره‌های قوس الکتریکی، جریان برق از طریق الکترودهای گرافیتی به فلزات ضایعاتی وارد می‌شود و آن‌ها را ذوب می‌کند. این کوره‌ها می‌توانند از برق تولید شده از منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید بهره‌برداری کنند که به‌این‌ترتیب فرایند تولید فولاد را به روشی پایدار و دوستدار محیط‌زیست تبدیل می‌کنند. در همین حال، هیدروژن سبز که از طریق الکترولیز آب با استفاده از برق تولیدشده از منابع تجدیدپذیر به دست می‌آید، به‌عنوان یک سوخت پاک در فرایند احیای سنگ‌آهن می‌تواند جایگزین کربن (زغال‌سنگ) در تولید فولاد شود. این فرایند هیچ‌گونه آلایندگی تولید نمی‌کند و به‌عنوان یک گام بزرگ در جهت کربن‌زدایی صنعت فولاد به شمار می‌رود.

این روش‌ها نه‌تنها تأثیرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند، بلکه زمینه‌ساز آینده‌ای پایدارتر در صنعت فولاد هستند و می‌توانند به تحقق اهداف جهانی در زمینه توسعه پایدار و حفاظت از محیط‌زیست کمک کنند.

پیش‌گامی کشورها در تولید فولاد سبز

 کشورهای مختلف جهان باهدف کاهش اثرات زیست‌محیطی، درحال‌توسعه و پیگیری فناوری‌های نوآورانه برای تولید فولاد پایدار هستند. ایالات متحده و کشورهای عضو اتحادیه اروپا از پیش‌گامان این حوزه به شمار می‌روند. این کشورها با وضع قوانین مربوط به گزارش میزان کربن تولیدی، به ترویج استفاده از فولاد کم‌کربن و کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی کمک می‌کنند. این اقدامات نشان‌دهنده تعهد جهانی به دستیابی به صنعتی پایدار و حمایت از محیط‌زیست است.

به نقل از سایت Swiss Steel Group:تولید فولاد سبز با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، هیدروژن سبز و بازیافت قراضه‌های فلزی، انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا ۸۳ درصد در مقایسه با میانگین جهانی در تولید کاهش می‌دهد. این فرایند نه‌تنها به حفظ منابع طبیعی کمک می‌کند، بلکه فرصت‌های جدیدی برای صنایع پایدار ایجاد می‌کند.

فرایند تولید فولاد سبز: تحولی در صنعت فولاد با استفاده از انرژی‌های پاک

تولید فولاد کم‌کربن باهدف کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر و هیدروژن سبز انجام می‌شود. این فرایند از فناوری‌های نوین بهره می‌گیرد تا فولاد به روشی پایدار و دوستدار محیط‌زیست تولید شود. در ادامه، مراحل اصلی تولید فولاد سبز به‌اختصار توضیح داده شده است:

احیای مستقیم سنگ‌آهن با هیدروژن سبز

در این مرحله، سنگ‌آهن به‌جای استفاده از کربن (زغال‌سنگ)، با هیدروژن سبز احیا می‌شود. هیدروژن سبز از طریق الکترولیز آب و با استفاده از برق تولیدشده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید به دست می‌آید. این فرایند، سنگ‌آهن را به آهن اسفنجی یا DRI (Direct Reduced Iron) تبدیل می‌کند.

ذوب‌آهن اسفنجی در کوره قوس الکتریکی (EAF)

آهن اسفنجی تولیدشده در مرحله قبل، به کوره قوس الکتریکی منتقل می‌شود. در این کوره، با استفاده از جریان الکتریکی، آهن اسفنجی ذوب شده و به فولاد تبدیل می‌گردد. کوره قوس الکتریکی به دلیل بهره‌وری بالا و امکان استفاده از برق تجدیدپذیر، یکی از کلیدی‌ترین مراحل تولید فولاد سازگار با محیط‌زیست است. این روش‌ها نه‌تنها تأثیرات زیست‌محیطی صنعت فولاد را کاهش می‌دهند، بلکه به تحقق اهداف جهانی در زمینه توسعه پایدار نیز کمک می‌کنند.

کاهش تولید دی‌اکسیدکربن

در این فرایند، به‌جای انتشار دی‌اکسیدکربن، اکسیژن آزاد می‌شود. این مزیت کلیدی به کاهش چشمگیر آلودگی هوا و کاهش ردپای کربنی فرایند تولید فولاد کمک می‌کند.

تحول صنعت فولاد با فناوری‌های نوین و رویکردهای پایدار

تولید فولاد سبز باتکیه‌بر فناوری‌های نوآورانه، در حال دگرگونی اساسی است. شرکت‌های پیشرو در این صنعت، مانند Voestalpine در اتریش، با توسعه فناوری‌هایی نظیر استفاده از پلاسمای هیدروژن، در تلاش‌اند فولاد را بدون انتشار گاز دی‌اکسیدکربن (CO2) تولید کنند. این فناوری گامی بزرگ به‌سوی تولید فولاد خام بدون ردپای کربنی محسوب می‌شود. همچنین، برنامه‌های تحقیق و توسعه در سطح جهانی متمرکز بر بهینه‌سازی فرایندهای تولید و گسترش استفاده از منابع انرژی پاک، نقش مهمی در تحقق اهداف زیست‌محیطی این صنعت ایفا می‌کنند.

مزایای تولید فولاد سبز

تولید فولاد سازگار با محیط‌زیست با مزایای قابل‌توجهی همراه است که تأثیرات مثبت آن بر محیط‌زیست و اقتصاد آشکار است. از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش مصرف انرژی: تولید فولاد سبز پایدار با استفاده از بازیافت و کاهش مصرف مواد خام، انرژی کمتری نسبت به روش‌های سنتی مصرف می‌کند.
• کاهش آلودگی هوا: این روش با کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، به بهبود کیفیت هوا و مقابله با تغییرات اقلیمی کمک می‌کند.
• حفاظت از منابع طبیعی: بهره‌گیری از مواد بازیافتی، فشار بر منابع طبیعی را کاهش داده و استخراج مواد معدنی را به حداقل می‌رساند.
• ایجاد اشتغال: تولید فولاد بدون کربن در بخش‌هایی مانند جمع‌آوری، بازیافت و تولید، فرصت‌های شغلی جدیدی ایجاد می‌کند.
• رقابت‌پذیری در بازار: با رشد تقاضا برای محصولات پایدار، شرکت‌هایی که در تولید فولاد کم‌کربن سرمایه‌گذاری می‌کنند، از موقعیت بهتری در بازار رقابتی برخوردار خواهند شد.

این مزایا تولید فولاد سبز را به رویکردی کلیدی در جهت توسعه پایدار و حفاظت از محیط‌زیست تبدیل کرده است.

نمونه‌هایی از مصرف فولاد سبز در جهان

بر اساس مقاله «فولاد سبز: کربن‌زدایی با تولید مبتنی بر هیدروژن» از وب‌سایت Visual Capitalist، تولید جهانی فولاد خام در سال ۲۰۲۱ به ۱۹۵۱ میلیون تن رسید که بیش از نیمی از آن (۱۰۳۳ میلیون تن) در چین تولید شده است. این صنعت، با اتکا به سوخت‌های فسیلی، در سال ۲۰۱۹ حدود ۳.۶ میلیارد تن دی‌اکسیدکربن (CO₂) به جو زمین وارد کرده است.

روش‌های مرسوم تولید فولاد، نظیر کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) و کوره‌های بلند همراه با کوره‌های اکسیژن پایه (BF-BOF)، به ترتیب ۰.۵ و ۳.۱ میلیارد تن گاز CO₂ تولید کرده‌اند. برای کاهش این میزان آلایندگی، استفاده از هیدروژن به‌عنوان جایگزین سوخت‌های فسیلی پیشنهاد شده است. این فناوری نوین با کاهش چشمگیر انتشار کربن می‌تواند به کربن‌زدایی صنعت فولاد کمک کرده و گامی اساسی در حفاظت از محیط‌زیست باشد.

نمونه‌هایی از برنامه‌های تولید فولاد دوستدار محیط‌زیست در آینده عبارت‌اند از:

• ولوو: این شرکت به همراه SSAB قصد دارد از سال ۲۰۲۶ خودروهایی تولید کند که با استفاده از فولاد سبز و هیدروژن سبز ساخته می‌شوند.
• چین: به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده فولاد جهان، تلاش می‌کند با بهره‌گیری از فناوری‌هایی مانند کوره‌های قوس الکتریکی (EAF)، میزان آلایندگی صنعت فولاد خود را کاهش دهد.
• آلمان: این کشور در حال تحقیق و توسعه روش‌هایی برای تولید فولاد با استفاده از هیدروژن سبز و منابع انرژی تجدیدپذیر است. این روش‌ها فقط در صورتی از نظر اقتصادی به‌صرفه خواهند بود که مالیات بالایی بر انتشار کربن وضع شود.

این رویکردها نمایانگر تعهد جهانی به کاهش اثرات زیست‌محیطی صنعت فولاد و حرکت به‌سوی توسعه پایدار هستند.

فولاد سبز در ایران

در ایران، صنعت فولاد یکی از بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان انرژی و منابع اصلی آلودگی محسوب می‌شود. برای کاهش آلایندگی‌ها، محصولات فولاد مبارکه که با روش‌های کم‌کربن مانند کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) تولید می‌شوند، نقش مهمی دارند. این روش‌ها به کاهش چشمگیر انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کرده‌اند. همچنین، دولت با ارائه مشوق‌های مالیاتی برای شرکت‌هایی که از فولاد پایدار استفاده می‌کنند، از توسعه این صنعت حمایت می‌کند. این تلاش‌ها نشان‌دهنده حرکت ایران به‌سوی کاهش آلودگی و ساختن آینده‌ای پایدارتر است.

چالش‌ها در مسیر تولید فولاد سبز در ایران

صنعت فولاد کم‌کربن در ایران در حال پیشرفت است، اما همچنان با چالش‌هایی روبه‌رو است. از جمله این چالش‌ها می‌توان به مشکلات مالی، نیاز به همکاری مؤثر بین بخش‌های مختلف صنعتی و ضرورت سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین اشاره کرد. برای غلبه بر این موانع، همکاری نزدیک دولت و بخش خصوصی برای ترویج و توسعه فولاد با آلایندگی کم در کشور ضروری است.با توجه به اهمیت این صنعت در آینده اقتصادی و زیست‌محیطی کشور، ایجاد زیرساخت‌های مناسب و حمایت‌های لازم می‌تواند مسیر پیشرفت تولید فولاد سبز را هموارتر کند.

سخن پایانی

در نهایت، تولید فولاد سبز گامی مهم برای داشتن صنعتی پایدار و کاهش آسیب‌های آن به محیط‌زیست است. با توجه به مشکلات زیست‌محیطی و نیاز به کم کردن گازهای گلخانه‌ای، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و فناوری‌های نوین در تولید فولاد می‌تواند راه‌حلی مؤثر برای حفاظت از زمین باشد. کشورهای مختلف در حال پیشرفت در این زمینه هستند و ایران هم با اقدامات خود در مسیر تولید فولاد پایدار، در تلاش است تا سهمی در حفظ محیط‌زیست داشته باشد. اگرچه این مسیر هنوز با مشکلاتی روبه‌رو است، اما همکاری میان دولت، بخش خصوصی و صنایع می‌تواند به سرعت این تحول را رقم بزند. حرکت به‌سوی تولید فولاد کم‌کربن نه‌تنها به نفع محیط‌زیست است، بلکه می‌تواند فرصت‌های جدید اقتصادی و اجتماعی در آینده ایجاد کند.

سوالات متداول