رقابت برای کربن‌ زدایی صنعت فولاد و سیمان

به گزارش پایگاه خبری معدن نامه، این در حالی‌ست که تقاضا برای این مصالح بنیادی با افزایش هزینه‌های پروژه‌های زیربنایی رو به رشد است. پرسش کلیدی این است: چه عواملی می‌تواند به شکل‌گیری صنایع «سیمان سبز» و «فولاد پایدار» منجر شود؟

نقش و چالش‌ها در سطح جهانی

در سال ۲۰۲۴، آژانس بین‌ المللی انرژی (IEA) طی یادداشتی با عنوان «همکاری در استانداردهای فولاد و سیمان برای بازارهای جهانی حیاتی است» اعلام کرد که این دو صنعت در مجموع نزدیک به ۱۴ درصد از کل انتشار کربن مرتبط با انرژی در جهان را به خود اختصاص می‌دهند. بخش قابل‌ توجهی از کشورها به واردات و صادرات فولاد وابسته‌اند و ارزش فروش جهانی فولاد در سال ۲۰۲۳ به ۱.۴ تریلیون دلار رسید. از نگاه IEA، این آمارها نشان‌دهنده نیاز فوری به استانداردهای بین‌ المللی است.

این نهاد بر ضرورت تدوین مقرراتی با روش‌شناسی روشن برای اندازه‌گیری انتشار کربن و تعاریف دقیقِ محصولات کم یا نزدیک به صفر آلایندگی تأکید کرد؛ مقرراتی که همراه با سیستم برچسب‌گذاری یا گواهی‌نامه، شفافیت فرایند تولید مصالح ساختمانی و میزان انتشار آن‌ها را تقویت کند.

استانداردهای سخت‌گیرانه در راه

برخی مناطق جهان، از جمله اتحادیه اروپا، بررسی برای وضع استانداردهای سخت‌تر در این بخش‌ها را آغاز کرده‌اند. نمونه بارز آن «قانون طراحی زیست‌محور برای محصولات پایدار» است که در قالب مطالعه‌ای مقدماتی روی محصولات آهن و فولاد پیش می‌رود و نتایج آن می‌تواند مبنای تدوین مقررات الزام‌ آور جدید شود.

یکی از توصیه‌های کلیدی IEA این است که استانداردها باید «در سطح جهانی قابل مقایسه» باشند؛ حتی اگر کشورها و ذی‌نفعان بر اساس اهداف خود از آن‌ها استفاده کنند. چنین رویکردی هماهنگی جهانی را افزایش داده، بار گزارش‌دهی برای تولیدکنندگان و خریداران فعال در چند حوزه قضایی را کاهش می‌دهد، تجارت محصولات کم یا بدون آلایندگی را تسهیل می‌کند و زبان مشترکی برای پایش بازار فراهم می‌آورد — پیامی روشن به بازارهای جهانی درباره مسیر حرکت و اطمینان‌بخشی به سرمایه‌گذاران فناوری‌های نو.

سیمان: از گرمای ۱۴۰۰ درجه تا اصلاح طراحی ساختمان‌ها

کاهش گازهای گلخانه‌ای در تولید سیمان بسیار دشوار است. ساخت سیمان نیازمند دمای بیش از ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد است که عمدتاً از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود. این گرما برای آزادسازی دی‌اکسیدکربن از سنگ آهک و ساخت کلینکر — ماده اصلی سیمان — به کار می‌رود، به طوری که حدود نیمی از آلایندگی تولید از همین مرحله ناشی می‌شود.

با وجود این، گزارش سال ۲۰۲۰ صندوق سرمایه‌گذاری خطرپذیر 2150 نشان داد که نوآوری‌ های قابل‌ توجهی در این صنعت در حال وقوع است. در بررسی‌های اخیر این نهاد، بیش از ۶۰ شرکت در حوزه بتن کم‌کربن فعالیت می‌کنند و از حمایت مالی گسترده دولتی و خصوصی برخوردار شده‌اند. غول‌های سیمان مانند Holcim و Heidelberg Materials نیز اهداف خالص صفر انتشار را اعلام کرده‌اند.

در بخش تقاضا، تغییراتی مانند افزایش عمر ساختمان‌ها، استفاده مجدد از بتن و طراحی هوشمندتر می‌تواند تا ۲۲ درصد انتشار را کاهش دهد. شرکت‌هایی مانند Heimdal و SeaChange نیز به‌دنبال تولید سنگ آهک منفی کربن از CO₂ استخراج‌شده از آب دریا هستند. استارتاپ‌هایی چون Rondo و Antora روی ذخیره‌سازی انرژی حرارتی با هدف افزایش سهم انرژی‌ های تجدیدپذیر در فرآیند تولید سیمان کار می‌کنند. در نهایت، موفقیت این صنعت در کاهش کربن احتمالاً به ترکیبی از اقدامات وابسته است: جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی‌ های تجدیدپذیر، استفاده از فناوری‌های CCS (جذب و ذخیره کربن) و اصلاح فرایندهای تولید.

فولاد: گذار از کوره بلند به کوره قوس الکتریکی

تولید فولاد پایدار نیز مسیری دشوار اما در حال پیشرفت است. طی نیم‌قرن اخیر، جایگزینی بخشی از کوره‌های بلند سنتی با کوره‌های قوس الکتریکی میزان مصرف انرژی را حدود ۶۰ درصد کاهش داده است. افزایش استفاده از انرژی تجدیدپذیر، بهره‌گیری از CCS و دیجیتالی‌سازی گسترده می‌تواند اثربخشی این روند را در سال‌های آینده دوچندان کند.

علاقه مصرف‌کنندگان و نمونه‌های جدید

خبر خوب این است که تمایل به خرید سیمان و فولاد پاک در حال افزایش است. در اوت ۲۰۲۵، استارتاپ‌های سیمانی Sublime Systems و Brimstone از همکاری با شرکت‌های مراکز داده برای کربن‌زدایی تولید سیمان خبر دادند؛ اقدامی که پس از کاهش بودجه فدرال آمریکا در حوزه انرژی سبز، کمک اقتصادی مهمی برای آن‌ها محسوب می‌شود.

Sublime در پروژه‌ای نمایشی، سیمان بدون سوخت فسیلی خود را در یک مرکز داده در ویرجینیا به‌کار گرفت. این شرکت با باردهی الکتریکی به ترکیبی از مواد شیمیایی و سنگ‌های سیلیکات کلسیم سیمان را تولید می‌کند.

Brimstone اما از سنگ‌های بدون کربن به‌جای آهک استفاده می‌کند، آن‌ها را آسیاب کرده و پس از افزودن مواد شیمیایی، مواد معدنی باارزش را استخراج می‌کند؛ بخشی از این ترکیبات در کوره دوار برای تولید سیمان استاندارد حرارت داده می‌شوند. این شرکت توافقی با آمازون امضا کرده که طبق آن بخشی از تولید آتی سیمان پایدار Brimstone برای این غول فناوری رزرو می‌شود.معدن نیوز