دسترسی سریع به محتوای این مطلب
با ورود به عصر فناوری، می توان گفت تقریبا هیچ محصول و خدمتی نیست که از هوش مصنوعی بهره ای نبرده باشد. با توجه به اینکه فولاد و صنایع فولادی سهم زیادی در انتشار دی اکسید کربن دارند، می توان گفت صنعت فولادسازی سهم زیادی در تولید گازهای گلخانه ای دارد. فولاد سبز دقیقا همان راهکاری است که به کمک صنعت فولاد می آید تا به کاهش اثرات مخرب محیط زیست بپردازد. به کمک این روش، تحولی در قیمت آهن بوجود می آید. در این مقاله به بررسی این مطلب که فولاد سبز چیست و این موضوع که آیا استفاده از آن در صنعت ارزش اقتصادی دارد یا خیر خواهیم پرداخت.
فولاد سبز به فولادی گفته می شود که در فرایند تولید آن از سوخت های فسیلی کمتر استفاده شود و یا به طورکلی استفاده نشود. Green Steel (فولاد سبز) نوعی فولاد تولید شده با سوخت هیدروژن سبز است. این فولاد هیچ آلاینده گازی ندارد و با استفاده از فرایند الکترولیز آب و برق تولید می شود. فرایند تولید فولاد سبز، در کوره های الکتریکی جدید کمک می کند تا میزان گازهای گلخانه ای کاهش چشمگیری داشته باشد؛ اما در نهایت میزان کربن خالص آن به صفر نمی رسد.
صنعت فولاد به دلیل پیچیدگی و وابستگی به داده ها و نیروی کار گسترده، از سایر صنایع متمایز است. ادغام هوش مصنوعی در این صنعت، به طور قابل توجهی عملیات آن را متحول کرده و فرصت های زیادی برای بهینه سازی و افزایش کارایی فراهم می کند.
استفاده از فناوری های هوش مصنوعی، شرکت های فولادی را قادر می سازد تا:
به همین دلیل، صنعت فولاد در سال های اخیر سرمایه گذاری های زیادی در این زمینه انجام داده است.
هوش مصنوعی با قابلیت پردازش حجم وسیعی از داده ها، به عنوان ابزاری قدرتمند برای هدایت صنعت فولاد به سمت پایداری و مقرون به صرفه بودن شناخته می شود. این فناوری می تواند به کاهش هزینه ها و ردپای زیست محیطی تولیدکنندگان فولاد کمک کند و در عین حال چالش های زیست محیطی را نیز مدیریت نماید.
امروزه، به دلیل کاهش هزینه ها و ظرفیت نامحدود ابزارهای جمع آوری و ذخیره سازی داده ها، صنایع مختلف با حجم عظیمی از اطلاعات مواجه هستند که شامل الگوها و ساختارهای مهمی است. شرکت ها در بخش های متنوع مانند بانکداری و مخابرات تلاش می کنند تا از این داده ها برای کاهش هزینه ها و افزایش درآمد استفاده کنند. با این حال، صنایع معدنی در ایران و برخی کشورها هنوز به رویکردهای سنتی وابسته اند و از پیشرفت های فناورانه به میزان کمتری بهره مند شده اند. بسیاری از معادن به دلیل موقعیت جغرافیایی دشوار، دسترسی محدودی به زیرساخت های ارتباطی دارند.
هوش مصنوعی به عنوان یک فناوری نوین، ظرفیت بالایی برای ایجاد تغییرات مثبت در صنعت معدن دارد. این فناوری می تواند با کاهش هزینه ها، افزایش بهره وری و بهبود ایمنی، به کاهش اثرات زیست محیطی نیز کمک کند؛ بنابراین، هوش مصنوعی در حال تبدیل شدن به یک عامل کلیدی در تحول صنعت معدن است.
تولید فولاد سبز اگرچه به روش های مختلفی قابل دستیابی است، اما تولید مستقیم سنگ آهن با استفاده از هیدروژن یکی از بهترین روش ها محسوب می شود. در این روش، به جای استفاده از کوره بلند سنتی و زغال سنگ، از هیدروژن برای کاهش سنگ آهن و تولید آهن اسفنجی استفاده می شود. سپس این آهن اسفنجی در کوره قوس الکتریکی ذوب شده و به فولاد تبدیل می شود.
استفاده از انرژی برق به جای سوخت های فسیلی در این فرآیند، به طور قابل توجهی انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد. به ویژه اگر این برق از منابع تجدیدپذیر یا با کمترین میزان انتشار کربن تولید شود، می توان به کاهش قابل توجه تولید کربن در صنعت فولاد دست یافت. با این حال، علی رغم پیشرفت های تکنولوژیکی، تولید فولاد سبز به شیوه‌ای اقتصادی و مقرون به صرفه هنوز با چالش هایی همراه است و برای افزایش سهم روش های تولید فولاد سازگار با محیط زیست، نیاز به تحقیقات بیشتر و بهبود فرآیندهای تولید است.
تولید فولاد سبز در ایران هنوز به طور گسترده رواج پیدا نکرده و بیشتر در مرحله تحقیق و توسعه و پروژه های آزمایشی قرار دارد. با این حال، صنعت فولاد سبز در جهان به سرعت در حال گسترش است و ایران نیز به دنبال دستیابی به تکنولوژی تولید فولاد با کاهش قابل توجه آلاینده هاست. تفاوت فولاد سبز با فولاد سنتی در روش تولید آن است؛ در فولاد سبز یا Green steel، از انرژی های پاک و روش های کم کربن استفاده می شود تا میزان دی اکسید کربن و آلاینده های محیط زیستی به حداقل برسد، در حالی که فولاد سنتی عمدتا با ذوب سنگ آهن در کوره های بلند و مصرف سوخت های فسیلی تولید می شود.
کاربرد فولاد سبز گسترده است و در صنایع خودروسازی، ساخت و ساز و تجهیزات سنگین به دلیل کیفیت بالا و کاهش اثرات زیست محیطی آن مورد توجه قرار گرفته است. ایران با توجه به منابع غنی آهن و تجربه طولانی در تولید فولاد سنتی، می تواند ظرف ۵ تا ۱۰ سال آینده به تولید صنعتی آهن سبز دست یابد، به شرط سرمایه گذاری در روش های نوین تولید فولاد سبز و فناوری های کاهش انتشار کربن. روش تولید فولاد سبز شامل استفاده از هیدروژن به جای کربن، بازیافت انرژی و بهره گیری از منابع انرژی تجدیدپذیر است. حالا که دریافتیم فولاد سبز چیست؟ بد نیست کمی در رابطه با هزینه های آن صحبت کنیم.
عبور از تولید سنتی فولاد و بهره مندی از تولید فولاد سبز، تحولی عظیم و پر هزینه در صنعت فولاد سازی است که نیازمند سرمایه گذاری های کلان در تولید انرژی های تجدیدپذیر و توسعه فناوری های نوین است. اتحادیه اروپا با هدف دستیابی به انتشار خالص صفر کربن تا سال ۲۰۵۰، این مسیر را در پیش گرفته و شرکت های بزرگی مانند آرسلور میتال نیز متعهد به این هدف شده اند. اما هزینه های این تحول بسیار بالاست و تخمین زده می شود که کربن زدایی از صنعت فولاد در اروپا حدود ۴۰ میلیارد دلار هزینه داشته باشد.
چین نیز با توجه به سهم بالای خود در تولید فولاد جهان، برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به واسطه این صنعت، تلاش های گسترده ای را آغاز کرده است. یکی از راهکارهای کاهش هزینه های تولید فولاد سبز، استفاده از قراضه آهن به عنوان ماده اولیه است. این امر نه تنها به صرفه جویی در استخراج و فرآوری سنگ آهن کمک می کند، بلکه هزینه های تولید را نیز کاهش می دهد.
با این حال، به دلیل هزینه های بالای تجهیزات و فناوری های مورد نیاز، تحقق این امر در کوتاه مدت برای کشورهایی مانند ایران که با چالش های اقتصادی و زیست محیطی متعددی روبرو است، بسیار دشوار است. ایران که به تازگی از جمع ۱۰ تولیدکننده برتر آهن و فولاد جهان خارج شده، با مشکلات جدی مانند خشک شدن دریاچه‌ها به دلیل آلودگی های ناشی از فعالیت های فولادسازی مواجه است. دستیابی به هدف تولید فولاد سبز در چنین شرایطی، نیازمند سرمایه گذاری های عظیم، برنامه ریزی دقیق و همکاری همه جانبه تمامی بخش های جامعه است.
فولاد سبز، با حفظ تمام ویژگی های فنی و کیفی فولاد سنتی، پتانسیل جایگزینی کامل آن را در تمامی صنایع ساختمانی و عمرانی دارد. از تولید مقاطع فولادی ساده مانند میلگرد و تیرآهن گرفته تا ساخت قطعات پیچیده خودرو و خطوط لوله دریایی، فولاد سبز می تواند به عنوان یک جایگزین پایدار و دوستدار محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد. به عبارت دیگر، محدودیتی برای کاربرد فولاد سبز در صنایع مختلف وجود ندارد و می توان از آن در تمامی پروژه های ساختمانی و صنعتی بهره برد. این امر نه تنها به کاهش آلودگی محیط زیست کمک می کند، بلکه به توسعه پایدار و حفظ منابع طبیعی نیز کمک شایانی خواهد کرد.
فولاد سبز و فولاد سنتی از نظر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی هیچ تفاوتی با هم ندارند و هر دو محصول نهایی یکسانی ارائه می دهند. تفاوت اصلی این دو نوع فولاد در نحوه تولید آنهاست. در تولید فولاد سبز، به جای روش های سنتی و آلوده کننده، از فناوری های نوین و انرژی های تجدیدپذیر استفاده می شود. به این ترتیب، انتشار گازهای گلخانه ای و آلاینده های زیست محیطی به شدت کاهش می یابد. در واقع، فولاد سبز محصولی است که در فرآیند تولید آن، کمترین آسیب به محیط زیست وارد می شود. با جایگزینی سوخت های فسیلی با انرژی های پاک و استفاده از کوره های مدرن، صنعت فولادسازی می تواند گامی بزرگ در جهت حفظ محیط زیست بردارد.
تولید فولاد سبز علاوه بر کاهش هزینه ها و آلودگی محیط زیست، مزایای دیگری نیز دارد. هدف اصلی در این روش، کاهش وابستگی به کربن و جایگزینی آن با هیدروژن است. این تغییر نه تنها به بهبود کیفیت هوا و افزایش تولید اکسیژن کمک می کند، بلکه باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و وابستگی به سوخت های فسیلی نیز می شود. با حذف فرآیندهای پر انرژی و آلاینده مانند گرم کردن سنگ آهن در کوره های بلند، می توان به طور قابل توجهی از آلودگی هوا کاست و نیاز به استفاده از تجهیزات تصفیه هوا را کاهش داد. به این ترتیب، تولید فولاد سبز گامی مهم در جهت حفظ محیط زیست و دستیابی به توسعه پایدار محسوب می شود.
تولید فولاد سبز، با وجود مزایای زیست محیطی فراوان، با چالش های جدی نیز روبرو است. استفاده از هیدروژن به جای کربن، نیازمند تجهیزات پیشرفته و گران قیمتی است که هزینه تولید فولاد را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. برآوردها نشان می دهد که هزینه تولید با این روش ممکن است ۳۰ تا ۱۰۰ درصد بیشتر از روش های سنتی باشد. همچنین، زیر ساخت های مورد نیاز برای تولید، حمل و نقل و ذخیره سازی هیدروژن، پیچیدگی های خاص خود را دارد. محدودیت دسترسی به تجهیزات الکتریکی مورد نیاز و کمبود دانش فنی در بسیاری از کشورها، از دیگر موانع پیش روی این فناوری نوین است. در نتیجه، موفقیت در تولید فولاد سبز، مستلزم برنامه ریزی دقیق، همکاری گسترده بین دولت و صنایع، سرمایه‌گذاری های کلان و توسعه زیر ساخت های تخصصی است.
تولید فولاد سبز، به عنوان یکی از مهم ترین تحولات در صنعت فولادسازی، به سرعت در حال گسترش است. کشورهای پیشرو مانند سوئد، با همکاری شرکت پیشگام SSABAB، و چین با شرکت بائو، سرمایه گذاری‌های کلانی در این حوزه انجام داده اند. اروپا نیز با اعمال قوانین سختگیرانه، تولیدکنندگان فولاد را به سمت تولید سبز سوق می دهد. آرسلور میتال، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فولاد جهان، نیز برنامه هایی برای آغاز تولید فولاد سبز در سال ۲۰۲۵ دارد. در ایران، با وجود پتانسیل های موجود، هنوز به فناوری های لازم دست نیافته ایم، اما پیش بینی می شود که تا سال ۲۰۶۰ به این فناوری ها برسیم. تولید فولاد سبز نه تنها به کاهش آلودگی و تغییرات اقلیمی کمک می کند، بلکه فرصت های جدیدی نیز برای اقتصاد ملی ایجاد خواهد کرد.
در مجموع، تولید فولاد سبز یک ضرورت جهانی است که برای تحقق آن باید چالش های اقتصادی، فنی و زیست محیطی بسیاری را پشت سر گذاشت. سرمایه‌گذاری های هنگفت، توسعه فناوری‌های نوین و تغییر رویکرد در صنعت فولادسازی از جمله مواردی هستند که برای دستیابی به این هدف ضروری هستند.
جمع بندی
کاربرد فولاد سبز بسیار گسترده است و می تواند در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، ساخت و ساز، پروژه های عمرانی و تجهیزات سنگین جایگزین فولاد سنتی شود. این رویکرد علاوه بر حفظ کیفیت و خواص مکانیکی، انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد و به توسعه پایدار کمک می کند. صنعت فولاد سبز در ایران با توجه به منابع غنی سنگ آهن و تجربه طولانی در تولید فولاد سنتی، در صورت سرمایه گذاری در فناوری های نو و زیرساخت های انرژی پاک، می تواند طی سال های آینده به تولید صنعتی آهن سبز برسد و در مسیر جهانی شدن تولید فولاد سبز جایگاه خود را تثبیت کند. تولید فولاد سبز در ایران هنوز در سطح صنعتی فراگیر نشده و بیشتر به صورت پژوهش و پروژه های آزمایشی دنبال می شود. در حالی که صنعت فولاد سبز در کشورهای پیشرفته در حال رشد سریع است، ایران نیز تلاش دارد با استفاده از روش تولید فولاد سبز و فناوری های نوین، به کاهش انتشار دی اکسید کربن و سایر آلاینده ها دست یابد.
سوالات متداول
فولاد سبز نوعی فولاد است که با استفاده از انرژی پاک و فناوری کم کربن تولید می شود و اثرات زیست محیطی را به حداقل می رساند.
در تولید فولاد سبز از هیدروژن به جای کربن، انرژی تجدیدپذیر و بازیافت حرارتی استفاده می شود تا انتشار CO2 بسیار کاهش یابد.
فولاد سنتی با سوخت های فسیلی و کوره بلند تولید می شود، اما فولاد سبز با روش های کم کربن و منابع انرژی پاک ساخته می شود.
استفاده از فولاد سبز باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، حفاظت از محیط زیست و تطابق با استانداردهای جهانی پایدار می شود.
در جهان پروژه های فولاد سبز از اوایل دهه 2020 آغاز شده و در ایران هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است و انتظار می رود ظرف ۵ تا ۱۰ سال آینده صنعتی شود.
سوئد با پروژه HYBRIT اولین کشور جهان است که تولید صنعتی آهن سبز را به مرحله اجرا رسانده است.
Green steel مزایایی مانند کاهش آلاینده ها، مصرف کمتر انرژی، کیفیت بالاتر و پذیرش گسترده در صنایع دوستدار محیط زیست دارد.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.