امروزه استفاده از فولاد سبز یا Green Steel، از جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف برخوردار است؛ زیرا در روند ساخت آن، آلودگی‌های محیطی بسیار کمتری تولید می‌شود. در واقع مهم‌ترین شعار سازندگان این محصول، تولید فولاد بدون مصرف سوخت‌های فسیلی و کمک به حفظ هوای پاک است. کارخانه های فولاد سهم بزرگی از گازهای گلخانه ای را به خود اختصاص داده اند.
بنابراین بسیاری از کشورهای توسعه یافته و محافظ محیط زیست، از محصولی به نام فولاد سبز استفاده می‌کنند که از طریق فرآیند الکترولیز آب و برق تولید می‌شود. استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، قابلیت بازیافت، کاهش آلاینده‌های زیست محیطی، استفاده از هیدروژن سبز، کاهش انتشارات جوی و گازهای گلخانه‌ای از مهم‌ترین فواید این محصول به شمار می‌رود. در این مقاله قصد داریم به توضیح مفهوم، روش تولید، اهمیت و مزایای فولاد سبز بپردازیم پس با ما همراه باشید.
جهت مشاهده ویدئو روند تولید فولاد سبز لینک زیر عکس را باز نمایید.
https://drive.google.com/file/d/113xg4DaxunWvpJyQrLzAB0hsWF-u_OK1/view?usp=drivesdk
فولاد سبز چیست؟
فولادی که توسط سوخت هیدروژن سبز در فرآیند الکترولیز آب و برق تولید شود، فولاد سبز یا Green Steel نام دارد. در حال حاضر یکی از مهم‌ترین نیازهای جهانی، تولید و جایگزینی این محصول با فولادهای سنتی است. دلیل آن نیز مشخص است زیرا آلاینده‌های تولید شده در صنایع فولادسازی، زندگی انسان‌ها و موجودات زنده دیگر را به خطر می‌اندازند.
تفاوت فولاد سبز با فولاد سنتی
محصول نهایی تولید شده در هر دو روش فولاد سبز و فولاد سنتی، یکسان است اما روند تولید و دستگاه‌های هر کدام کاملا متفاوت هستند. در واقع فولاد سبز درون کوره‌های برق یا هیدروژن ساخته می‌شود که تولید و انتشار کربن در آن، تقریبا نزدیک به صفر است.
اما فولاد سنتی، درون کوره‌های زغال سنگ همراه با انتشار گازهای گلخانه‌ای و کربن بسیار زیاد تولید می‌شود. فراموش نکنید اگرچه این شیوه بسیار خوبی برای تولید فولاد محسوب می‌شود، اما به همان اندازه نیز پرهزینه است؛ زیرا علاوه بر کوره‌های الکتریکی، هزینه‌های برق سبز و تغییر زیرساخت کلی کارخانه نیز وجود دارد.
فرآیند و روش تولید فولاد سبز چیست؟
روش‌های متعددی برای تولید فولاد سبز وجود دارد، اما لزوما همه‌ی این روش‌ها قابل انجام نیستند. در واقع استانداردترین فرآیند برای تولید این محصول، احیای مستقیم سنگ‌آهن مبتنی بر هیدروژن است. در این روش سنگ‌آهن جامد توسط هیدروژن به آهن‌اسفنجی تبدیل می‌شود. سپس این محصول میانی درون کوره الکتریکی قرار گرفته و پس از ذوب شدن، فولاد سبز تولید می‌شود.
در این روش به جای سوخت‌های فسیلی و بسیار مضر، از هیدروژن سبز یا آبی استفاده می‌شود که به جای انتشار کربن، اکسیژن تولید می‌کند
کاربرد فولاد سبز چیست؟
همانطور که فولاد سنتی در تمام صنایع ساختمانی و پروژه‌های عمرانی قابل استفاده است؛ از فولاد سبز نیز می‌توان در تولید قطعات این صنایع بهره برد. برای ساخت مقاطعی مانند میلگرد، تیرآهن، لوله، نبشی، ناودانی، بدنه و موتور خودرو، خطوط لوله دریایی و… می‌توان از فولاد سبز استفاده کرد.
مزایا و فواید استفاده از فولاد سبز
در ابتدای مقاله به تعدادی از فواید فولاد سبز و تاثیری که بر محیط زیست می‌گذارد اشاره شد. در اینجا لیستی از تمام مزایای محیطی این فرآورده را بررسی می‌کنیم.
- کربن زدایی از صنعت فولاد و در نهایت حذف آن
- کاهش و حذف تولید گازهای گلخانه‌ای که در نهایت باعث کاهش آلودگی محیطی می‌شود
- جایگزینی هیدروژن به جای کربن که موجب تولید O2 می‌شود
- جایگزینی انرژی‌های تجدیدپذیر به جای تجدیدناپذیر
- حذف کامل هزینه تهیه و استفاده از فیلترهای تصفیه کننده هوا در شهرک‌های صنعتی
حذف روش‌های سنتی تولید فولاد، یعنی گرم کردن سنگ‌آهن در کوره‌های بلند که گرمای بسیار زیادی تولید می‌کند
مشکلات و چالش‌های استفاده از فولاد سبز
استفاده از این روش برای تولید فولاد، اگرچه فواید و مزایای بسیار زیادی دارد؛ اما چالش برانگیز است. در واقع جایگزین کردن کربن با هیدروژن، نیازمند دستگاه‌های فوق‌العاده قدرتمندی است که هزینه‌های بسیار سنگینی به دنبال دارد. براساس برنامه‌ریزی‌ها و آمار، پیش‌بینی می‌شود که هزینه تولید فولاد در این روش 30 الی 100 درصد افزایش می‌یابد.
برنامه‌ریزی، اجرا، همکاری و هم‌فکری در این شیوه از نکات بسیار مهمی است که فعالیت و مشارکت دولت و صنایع را می‌طلبد زیرا از توان یک صنعت خارج است.
همچنین حمل، ذخیره و استفاده از هیدروژن، دشوارتر از کربن است. دستگاه الکتریکی مورد استفاده این روش را تنها در تعداد محدودی از کشورهای تولید کننده می‌توان پیدا کرد.
به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت که عوامل اقتصادی، عملیاتی، دانش و فناوری، حمایت تیم پشتیبانی، آمادگی دولت، سرمایه‌گذاری و تولید دستگاه از مهم‌ترین چالش‌های تولید فولاد سبز است.
بزرگترین تولیدکنندگان فولاد سبز در ایران و جهان
در حال حاضر پروژه تولید فولاد سبز در کشورهای توسعه یافته یعنی چین، اسپانیا، سوئد، آمریکا، آلمان و ژاپن آغاز شده است. شرکت سوئدی SSAB AB اولین تولید کننده فولاد سبز در جهان محسوب می‌شود و فعالیت خود را به طور رسمی از سال 2019 آغاز کرد.
همچنین شرکت بائو در کشور چین، تحت تاثیر قوانین اعلام شده از سوی اتحادیه اروپا آمادگی خود را برای شروع پروژه فولاد سبز اعلام کرده است. شرکت فولادسازی آرسلور میتال اسپانیا نیز به این برنامه پیوسته و تا سال 2025 تولید فولاد سبز را آغاز می‌کند.
برخلاف کشورهای توسعه یافته، ایران هنوز به تکنولوژی‌های لازم برای تولید فولاد سبز دست نیافته است؛ اما پیش‌بینی می‌شود که این پروژه تا سال 2060 نیز به ایران برسد.
در پاسخ به این سوال که فولاد سبز چیست ابتدا به مشخصات، تفاوت و سپس مزایای آن پرداختیم. امروزه آغاز پروژه فولاد سبز، یکی از مهم‌ترین برنامه‌های فولادسازان در سراسر جهان است. آغاز این پروژه فواید بسیار زیادی همچون کربن زدایی از صنعت فولاد، کاهش و حذف تولید گازهای گلخانه‌ای، جایگزینی هیدروژن به جای کربن، جایگزینی انرژی‌های تجدیدپذیر و… دارد. البته این نکته که آغاز هر پروژه جدید، چالش‌هایی نیز به دنبال دارد. افزایش هزینه‌های تولیدی، کمبود نیروی متخصص، در دسترس نبودن اطلاعات و امکانات برای تولید دستگاه و حمل و ذخیره دشوار هیدروژن از مشکلات این برنامه است.
تفاوت فولاد سنتی با فولاد سبز چیست؟
محصول تولید شده در هر دو روش یکسان است، تنها تفاوت آنها در نوع مواد اولیه، دستگاه مورد استفاده و نتایج زیست محیطی هر کدام است.
پروژه تولید فولاد سبز از چه زمانی آغاز می‌شود؟
تعیین زمان دقیق برای این پروژه کار آسانی نیست، اما می‌توان امیدوار بود که تا 30 سال آینده فولاد سنتی و مضر با فولاد سبز جایگزین شود.
نخستین تولید کننده فولاد سبز در جهان، کدام کشور است؟
کشور سوئد آغاز کننده این پروژه است که فعالیت خود را در این زمینه از سال 2019 آغاز کرد