بریتیش استیل (British Steel) در اقدامی برای استقبال از فولادسازی پایدار، از طرحی به ارزش 1.25 میلیارد پوند برای جایگزینی دو کوره بلند در کارخانه اسکانتورپ خود با کوره های قوس الکتریکی رونمایی کرده است. این به دنبال تعهد دولت بریتانیا در ماه سپتامبر برای سرمایه‌گذاری 500 میلیون پوندی برای یک کوره قوس الکتریکی در کارخانه پورت تالبوت تاتا استیل در جنوب ولز است.

این روش فولادسازی می تواند تا 100 درصد از ضایعات فولادی را به عنوان ماده اولیه خود استفاده کند که در نتیجه انتشار کربن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این آینده فولادسازی است.

فولادسازی پایدار

رقابتی در سراسر اروپا برای تضمین سرمایه گذاری برای فناوری های فولادسازی پایدار وجود دارد. Hybrit یک پروژه فولاد بدون فسیل در سوئد بین چند تولیدکننده بزرگ فولاد است و در حال حاضر در حال انجام است.

این برنامه به دنبال برنامه‌ریزی برای سرمایه‌گذاری تقریباً 40 میلیارد یورو (تقریباً 35 میلیارد پوند) در فناوری‌های تولید فولاد کم آلاینده طی 20 سال آینده است. همچنین در سوئد، شرکت H2 Green Steel، سه و نیم میلیارد یورو (3 میلیارد پوند) برای ساخت یک کارخانه فولاد هیدروژنی تضمین کرده است.

در ژوئیه 2023، دولت آلمان 2 میلیارد یورو (1.7 میلیارد پوند) حمایت از Thyssenkrupp، شرکت چند ملیتی فولاد را اعلام کرد. و این بیش از 3 میلیارد یورو (2.6 میلیارد پوند) بود که قبلاً برای حمایت از انتقال سبز صنعتی کشور اعلام کرده بود.

ArcelorMittal، دومین تولیدکننده بزرگ فولاد در جهان، همچنین سرمایه گذاری سبز در کارخانه های خود در بلژیک و اسپانیا را به مبلغ بیش از 1.2 میلیارد یورو (1.5 میلیارد پوند) اعلام کرده است.

در حالی که دولت بریتانیا هیچ استراتژی صنعتی منتشر نکرده است، سازمان‌های دیگر نقشه‌های راه برای فولادسازی کربن‌زدایی در بریتانیا تهیه کرده‌اند.

گزارش کمیسیون انتقال انرژی، یک ائتلاف جهانی از رهبران انرژی متعهد به انتشار خالص صفر، برنامه‌هایی را برای سرمایه‌گذاری در فولادسازی کم آلاینده در اوایل سال 2023 تشریح کرد. با سطح مناسب سرمایه‌گذاری دولت و بخش خصوصی، بریتانیا می‌تواند به یک کشور پیشرو در این زمینه تبدیل شود.

با ادامه افزایش دمای جهانی و عمیق تر شدن وضعیت اضطراری آب و هوا، نیاز به صنعت فولاد کربن زدایی شده بیشتر از همیشه است. روش‌های کربن پایین‌تر در تولید فولاد، آینده صنعت هم در بریتانیا و هم در سراسر جهان است.

فولاد یک ماده باورنکردنی است. این فلز متداول ترین فلز مورد استفاده در جهان است زیرا قوی، بادوام و قابل بازیافت است و آن را به ماده ای عالی برای همه چیز از آسمان خراش ها گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی و پنل های خورشیدی تبدیل می کند. سال گذشته بیش از 1.8 میلیارد تن فولاد خام در جهان تولید شد. انتظار می رود که این تعداد تنها با گذار جهان به آینده ای پایدارتر افزایش یابد.

انگلستان سالانه حدود 12 میلیون تن فولاد مصرف می کند. و در سال 2022، کمتر از 6 میلیون تن تولید کرد که در حدود 2.4 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای کشور نقش داشت.

کوره های قوس الکتریکی

دو روش اصلی تولید فولاد وجود دارد. در حال حاضر پورت تالبوت و اسکانتورپ از روش کوره اکسیژن پایه کوره بلند استفاده می کنند. هدف از کوره بلند جداسازی سنگ آهن استخراج شده از زمین به اجزای تشکیل دهنده آن است: آهن و اکسیژن.

شکلی از کربن، معمولاً زغال سنگ، با اکسیژن موجود در سنگ آهن ترکیب می شود. خروجی این فرآیند آهن و دی اکسید کربن است. سپس از کوره اصلی اکسیژن برای تبدیل آهن به فولاد استفاده می شود.

به عنوان یک میانگین جهانی، این روش فولادسازی حدود 2.32 تن CO2 به ازای هر تن فولاد تولیدی منتشر می کند.

یک کوره قوس الکتریکی با ایجاد یک قوس با دمای بالا بین الکترودهای گرافیتی کار می کند و از برق به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. سپس از این قوس برای ذوب فلز در داخل محفظه استفاده می شود.

با استفاده از این روش می توان تا 100% قراضه فولاد را به عنوان ماده اولیه استفاده کرد، در حالی که در روش کوره اکسیژن پایه کوره بلند فقط حداکثر 30% قراضه می تواند استفاده شود. تغییر به روش کوره قوس الکتریکی می تواند انتشار گازهای گلخانه ای را تا 0.67 تن CO2 به ازای هر تن فولاد تولید شده با استفاده از 100٪ فولاد قراضه کاهش دهد.

در آینده، همچنین ممکن است برق مورد نیاز برای فرآیندهای کوره قوس الکتریکی 100% از منابع تجدیدپذیر تامین شود، در حالی که در هنگام استفاده از روش کوره بلند، نوعی کربن همیشه برای کاهش سنگ آهن مورد نیاز خواهد بود.

فولاد بازیافتی

فولاد بازیافتی ترین ماده در جهان است و به همین دلیل قراضه فولاد به سرعت تبدیل به یک ماده خام حیاتی می شود. در سال 2021، صنعت فولاد جهانی حدود 680 میلیون تن فولاد قراضه بازیافت کرد. این معادل صرفه جویی تقریباً 1 میلیارد تنی انتشار CO2 در مقایسه با استفاده از تولید فولاد بکر است.

در سال 2021 بیش از 8.2 میلیون تن قراضه فولادی از انگلیس صادر شد. اگر با دقت بیشتری جمع‌آوری و دسته‌بندی شود، استفاده از این مواد در داخل می‌تواند ارزش زیست‌محیطی و اقتصادی را با کمک به برآوردن تقاضای رو به رشد ملی برای فولاد فراهم کند.

می دانیم که فولاد تولید شده با کوره قوس الکتریکی می تواند خواص متفاوتی نسبت به مواد تولید شده در کوره بلند داشته باشد. یکی از عوامل مهم در این مورد، کیفیت ضایعات فولادی است که در کوره قوس الکتریکی استفاده می شود – اگر کیفیت فولاد قراضه (scrap steel) پایین باشد، کیفیت خروجی نیز تحت تاثیر قرار می گیرد. با در نظر گرفتن این موضوع، نیاز به تحقیق، نوآوری و توسعه مهارت‌ها برای اطمینان از موفقیت آمیز بودن این انتقال به روش‌های تولید فولاد کم کربن وجود دارد.

یافتن و دسته بندی انواع مناسب مواد قراضه، تایید خواص مواد و افزایش درک زنجیره تامین فولادسازی با کوره قوس الکتریکی، همگی برای ادامه ساخت طیف وسیعی از محصولات فولادی در بریتانیا ضروری است.