فولاد سبز بدون نسخه واحد: جهان در جستوجوی مسیر کمهزینهتر کربنزدایی
مسیر جهانی تولید فولاد سبز در حال فاصله گرفتن از یک نسخه واحد است و فولادسازان در حال انتخاب مسیرهایی هستند که با واقعیت اقتصادی و منابع در دسترسشان سازگار باشد.
احسان رنجبران_ پایگاه خبری «معدن نامه»: تحول در صنعت فولاد دیگر صرفاً به ساخت کارخانههایی با سوخت هیدروژن سبز محدود نمیشود. مجموعهای از پروژهها و تصمیمهای جدید در اروپا، آسیا و آفریقا نشان میدهد مسیر کربنزدایی فولاد در حال متنوع شدن است و مجموعهای از اتفاقات را از کورههای قوس الکتریکی مبتنی بر قراضه و برق تجدیدپذیر در نیوزیلند تا ترکیب گاز طبیعی، انرژیهای تجدیدپذیر و فناوریهای کاهش انتشار در الجزایر را در بر میگیرد. همزمان مشکلات اقتصادی پروژههای مبتنی بر هیدروژن سبز و نبود تقاضای کافی برای فولاد سبز در برخی بازارها، فرض اولیه درباره مسیر گذار صنعت فولاد را به چالش کشیده است.
صنعت فولاد یکی از دشوارترین بخشهای اقتصاد جهانی برای کربنزدایی است. حجم بالای تولید، وابستگی تاریخی به زغالسنگ و کوره بلند و نیاز به انرژی و مواد اولیه فراوان باعث شده کاهش انتشار در این صنعت به سرمایهگذاریهای بسیار سنگین نیاز داشته باشد. به همین دلیل در سالهای گذشته هیدروژن سبز بهعنوان یکی از مهمترین گزینهها برای جایگزینی زغالسنگ در فرآیند احیای مستقیم سنگآهن مطرح شد.
مدل ساده به نظر میرسید: سنگ آهن در فرآیند احیای مستقیم با هیدروژن تولیدشده از برق تجدیدپذیر احیا شود، سپس آهن اسفنجی حاصل در کوره قوس الکتریکی به فولاد تبدیل شود. این مسیر میتواند انتشار کربن را به میزان قابلتوجهی کاهش دهد. مشکل اینجاست که اقتصاد این مدل هنوز در بسیاری از نقاط جهان با واقعیت بازار فاصله دارد.
اقتصاد پروژهها در برابر آرزوهای فولاد سبز
تحولات اخیر شرکت تیسنکروپ یکی از روشنترین نمونههای این مسئله است. این شرکت آلمانی در حال توسعه پروژهای برای تولید فولاد کمکربن با سرمایهگذاری حدود ۳ میلیارد یورو است، اما دشواری تأمین هیدروژن سبز با قیمت مناسب، محاسبات اقتصادی پروژه را تحت تأثیر قرار داده است. گزارشهای منتشرشده درباره این پروژه نشان میدهد امکان استفاده از گاز طبیعی در دوره گذار مورد توجه قرار گرفته است.
این تغییر یک پیام مهم برای صنعت فولاد دارد: کربنزدایی الزاماً با حذف فوری تمام سوختهای فسیلی آغاز نمیشود.
اگر هیدروژن سبز به اندازه کافی تولید نشود یا قیمت آن برای فولادساز قابل رقابت نباشد، استفاده از گاز طبیعی میتواند بهعنوان یک راهحل میانی مطرح شود. چنین رویکردی از نظر میزان کاهش انتشار با فولاد کاملاً سبز یکسان نیست، اما میتواند اجرای پروژههای کاهش کربن را از نظر اقتصادی امکانپذیرتر کند.
مسئله فقط قیمت هیدروژن نیست. فولادساز باید برای برق تجدیدپذیر، زیرساخت انتقال انرژی، واحد احیای مستقیم، کوره قوس الکتریکی و زنجیره تأمین مواد اولیه نیز سرمایهگذاری کند. اگر محصول نهایی با قیمت بالاتر از فولاد متعارف تولید شود و بازار حاضر به پرداخت این اختلاف قیمت نباشد، پروژه فولاد سبز با یک مشکل بنیادی مواجه خواهد شد.
مشکل دیگر تولید نیست، مشتری است
تجربه هند جنبه دیگری از همین مسئله را نشان میدهد. بر اساس گزارشی که با استناد به شورای انرژی، محیطزیست و آب هند منتشر شده، ظرفیت فولاد سبز گواهیشده در این کشور در حال افزایش است و تعداد قابل توجهی از تولیدکنندگان توانستهاند معیارهای تعیینشده برای فولاد سبز را رعایت کنند.
اما افزایش عرضه الزاماً به معنای شکلگیری بازار نیست. چالش جدید هند ایجاد تقاضا برای فولاد سبز است. تولیدکننده میتواند شدت انتشار محصول خود را کاهش دهد اما اگر خودروساز، شرکت ساختمانی یا پروژه زیرساختی حاضر نباشد برای محصول کمکربن هزینه بیشتری پرداخت کند، انگیزه اقتصادی برای توسعه این ظرفیتها محدود خواهد شد.
این مسئله یکی از نقاط ضعف مدلهای اولیه توسعه فولاد سبز را آشکار میکند. تمرکز زیادی بر فناوری تولید وجود داشت، اما سمت تقاضا کمتر مورد توجه قرار گرفت.
فولاد سبز یک محصول عادی نیست که صرفاً با کاهش هزینه تولید بتوان بازار آن را توسعه داد. در بسیاری از موارد، تولید آن هزینه بیشتری دارد و بنابراین باید برای آن بازار، استاندارد، گواهی، مشوق و خریدار ایجاد شود.
از همین رو سیاستهایی مانند خرید دولتی فولاد کمکربن، قراردادهای بلندمدت میان تولیدکنندگان فولاد و صنایع پاییندستی و وضع استانداردهای انتشار میتوانند به اندازه سرمایهگذاری در فناوری اهمیت داشته باشند.
نیوزیلند و مسیر کوتاهتر از هیدروژن
نمونه نیوزیلند نشان میدهد که برای همه کشورها، سرمایهگذاری عظیم در هیدروژن سبز تنها گزینه نیست.
شرکت New Zealand Steel در کارخانه Glenbrook نخستین فولاد تولیدشده در کوره قوس الکتریکی جدید خود را تولید کرده است. این پروژه بر ترکیب قراضه فولادی، کوره قوس الکتریکی و برق تجدیدپذیر استوار است.
در این مدل به جای آنکه تولید فولاد از مسیر ساخت یک زنجیره جدید احیای سنگ آهن با هیدروژن آغاز شود، بخشی از فرآیند موجود با فناوری EAF جایگزین میشود. استفاده از قراضه نیز نیاز به احیای سنگ آهن را برای آن بخش از تولید کاهش میدهد.
این پروژه قرار است انتشار گازهای گلخانهای کارخانه را بیش از ۴۵ درصد کاهش دهد و مصرف زغالسنگ را حدود ۵۰ درصد پایین بیاورد.
مدل نیوزیلند یک نکته کلیدی را برجسته میکند: میزان و نوع منابع در دسترس هر کشور فناوری مناسب برای فولاد سبز را تعیین میکند.
کشوری که قراضه کافی، برق تجدیدپذیر و زیرساخت EAF دارد، لزوماً نیازی به تقلید از پروژهای مانند تیسنکروپ ندارد.
الجزایر؛ فولاد کمکربن با گاز و انرژی تجدیدپذیر
در الجزایر نیز مدل دیگری در حال بررسی است. China Baowu و شرکت دولتی فولاد الجزایر SNS درباره ایجاد یک مجتمع یکپارچه فولاد کمکربن گفتوگو کردهاند. این پروژه قرار است زنجیره تولید را از سنگ آهن تا DRI، HBI و فولاد دربر بگیرد.
نکته مهم این پروژه، ترکیب گاز طبیعی، انرژیهای تجدیدپذیر و فناوریهای کاهش انتشار است.
الجزایر از یک مزیت مهم برخوردار است: دسترسی به منابع گاز طبیعی و ظرفیت بالای انرژی خورشیدی. بنابراین میتواند در دوره گذار از گاز برای احیای مستقیم استفاده کند و همزمان سهم انرژیهای تجدیدپذیر را افزایش دهد. فناوریهای کاهش انتشار و حتی جذب و ذخیره کربن نیز در این مدل مطرح شدهاند.
این پروژه هنوز به تصمیم نهایی سرمایهگذاری نرسیده است، اما همین مذاکرات نشان میدهد مسیر صنعت فولاد به سمت یک الگوی واحد حرکت نمیکند.
سیماندو؛ فولاد سبز از معدن شروع میشود
یکی دیگر از تحولاتی که نباید از این بحث جدا شود، پروژه عظیم سنگ آهن سیماندو در گینه است.
ورود سیماندو به بازار جهانی تنها به افزایش عرضه سنگ آهن محدود نمیشود. کیفیت سنگ آهن و امکان استفاده از آن در زنجیرههای احیای مستقیم، اهمیت آن را برای آینده فولاد کمکربن افزایش میدهد.
این مسئله نشان میدهد فولاد سبز صرفاً موضوع فولادسازی نیست. معدن، کیفیت سنگ آهن و فناوری فرآوری نیز بخشی از معادله کربنزدایی هستند.
در مسیرهای مبتنی بر احیای مستقیم، کیفیت و ترکیب شیمیایی مواد اولیه اهمیت بیشتری پیدا میکند. بنابراین ممکن است در آینده رقابت میان تولیدکنندگان سنگ آهن فقط بر سر حجم عرضه نباشد و کیفیت سنگ آهن مناسب برای تولید آهن احیایی نیز به یک مزیت مهم تبدیل شود.
از این نظر توسعه پروژههایی مانند سیماندو میتواند ساختار جغرافیایی زنجیره فولاد جهانی را نیز تغییر دهد بهویژه اگر سنگآهن باکیفیت این پروژه به تولید DRI و فولاد کمکربن در نقاط مختلف جهان کمک کند.
یک فولاد سبز، چند مسیر
مجموع این تحولات نشان میدهد مفهوم فولاد سبز در حال فاصله گرفتن از یک برداشت ساده و یکسان برای همه کشورهاست.
یک کشور ممکن است مسیر هیدروژن سبز + DRI + EAF را انتخاب کند. کشور دیگری ممکن است از قراضه + EAF + برق تجدیدپذیر استفاده کند. برخی کشورها نیز در دوره گذار از گاز طبیعی + DRI استفاده خواهند کرد و سپس سهم هیدروژن و انرژی تجدیدپذیر را افزایش خواهند داد.
در نتیجه آینده فولاد سبز احتمالاً نه یک فناوری واحد بلکه ترکیبی از فناوریها خواهد بود.
عامل تعیینکننده نیز فقط میزان کاهش انتشار نیست. قیمت انرژی، دسترسی به قراضه، کیفیت سنگ آهن، زیرساخت برق، دسترسی به گاز، هزینه سرمایه، سیاستهای دولتی و مهمتر از همه وجود مشتری برای فولاد کمکربن تعیین میکنند کدام مدل در هر منطقه موفق خواهد شد.
این تغییر نگاه فولاد سبز را از یک پروژه صرفاً زیستمحیطی به یک مسئله اقتصادی و صنعتی تبدیل میکند.
ایران در کجای این نقشه قرار میگیرد؟
این تحول برای ایران اهمیت ویژهای دارد. صنعت فولاد کشور طی دهههای گذشته بر پایه احیای مستقیم و استفاده گسترده از گاز طبیعی توسعه یافته است. این ساختار از یک سو مزیتی برای ایران ایجاد کرده، اما از سوی دیگر در صورت ادامه روند جهانی کاهش انتشار، نیازمند بازطراحی خواهد بود.
ایران برخلاف برخی کشورهای اروپایی برای آغاز مسیر کاهش کربن الزاماً مجبور نیست یکباره تمام زیرساخت فولاد خود را کنار بگذارد. وجود زنجیره گسترده DRI، منابع گاز طبیعی، ظرفیت توسعه انرژی خورشیدی و بادی و تجربه تولید آهن اسفنجی میتواند امکان حرکت مرحلهای به سمت فولاد کمکربن را فراهم کند.
مسئله اصلی این است که ایران باید مشخص کند مزیت نسبی خود را در کدام بخش از زنجیره فولاد سبز قرار میدهد.
اگر جهان به سمت استفاده بیشتر از DRI و فولاد کمکربن حرکت کند، کیفیت سنگ آهن و کنسانتره داخلی اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد. اگر برق تجدیدپذیر ارزان توسعه یابد، ترکیب آن با EAF میتواند مسیر دیگری ایجاد کند. اگر هیدروژن سبز در دهه آینده رقابتی شود، بخشی از زیرساخت احیای مستقیم کشور قابلیت انطباق با آن را خواهد داشت.
اما بدون سرمایهگذاری، اصلاح قیمت انرژی، توسعه شبکه برق و ایجاد بازار برای فولاد کمکربن، مزیتهای بالقوه ایران به مزیت واقعی تبدیل نخواهند شد.
تحولات اخیر یک پیام روشن دارند: دوران فولاد سبز به معنای یک نسخه واحد برای همه کشورها نیست.
رقابت آینده بر سر این خواهد بود که هر کشور چگونه ترکیب مناسبی از معدن، انرژی، فناوری، سرمایه و بازار را پیدا کند. هیدروژن سبز همچنان یکی از مهمترین گزینههای کربنزدایی صنعت فولاد است، اما دیگر نمیتوان آن را تنها مسیر ممکن دانست.
فولاد سبز آینده احتمالاً نه کاملاً هیدروژنی خواهد بود و نه کاملاً متکی بر یک فناوری. برندهها کشورها و شرکتهایی خواهند بود که بتوانند کمکربنترین فولاد ممکن را با کمترین هزینه و متناسب با منابع و زیرساخت خود تولید کنند.
