چشم‌‌انداز ۲۰۵۰ فولادسازان

به گزارش دنیای معدن، جز این هرچه کشورها در صفوف بالاتر صادرکنندگان صنعتی جای گرفته باشند، فشار بالاتری را از ناحیه استانداردهای کربن صفر دریافت کرده، بنابراین لازم است سرمایه بیشتری را برای انتقال تکنولوژی در صنایع خود به ویژه صنعت فولاد صرف کنند. البته برخی مناطق جهان نظیر اتحادیه اروپا تلاش دارند با واردات فولاد و حذف صنایع بومی این منطقه، خود را از دردسر سرمایه گذاری در بخش تولید فولاد رها کند. این وضعیت در ژاپن بالعکس است و این کشور اصرار دارد که مسیر را برای حفظ جایگاه خود در صنعت فولاد جهان از طریق سرمایه گذاری های فناورانه هموار سازد. بنابراین آنچه مشخص است روندی دیالکتیکی بین نیروهای فعال در صنعت فولاد است که بر سر حذف این بخش یا تحول آن در نبرد هستند. فعلا و در بین رقبای مختلف صنعت آهن و فولاد، ۴ کشور سوئد، ژاپن، آمریکا و هند هستند که برای تحول شرکت های فولادی خود و گذار به ساخت فولاد سبز تلاش می کنند.

از کنفرانس کوپ ۲۶ (cop۲۶) در نوامبر ۲۰۲۱ به این سو، بحث بر سر تغییرات اقلیمی و لزوم سیاستگذاری و تغییر مدل های تولید و مصرف در سطوح صنعتی، ملی و بین المللی بیش از هر زمان دیگری مطرح است. پس از بخش برق که در مجموع بیش از ۵۰درصد از تولید گازهای گلخانه ای را به خود اختصاص می دهد، صنایع با سهم ۳۰درصدی از کل انتشار گازهای گلخانه ای قرار دارند. سه صنعت سنگین - مواد شیمیایی، فولاد و سیمان - تقریبا ۶۰درصد از کل مصرف انرژی صنعتی و حدود ۷۰درصد از انتشار CO۲ از بخش صنعت را به خود اختصاص می دهند.

توجه به این نکته ضروری است که عمده تولید در این صنایع با شدت بسیاری در بازارهای نوظهور و اقتصادهای در حال توسعه متمرکز است؛ به طوری که ۷۰ تا ۹۰درصد از تولید ترکیبی این کالاها در این کشورها ساخته شده یا با محصولاتی از این مناطق توسعه و تکمیل می شود. چین به تنهایی تقریبا ۶۰درصد از تولید فولاد و سیمان در سال۲۰۲۰ را به خود اختصاص داد. چالش این است که چگونه می توان تولید این مواد را بدون انتشار CO۲ ادامه داد. استقرار فناوری های سبز و کم کربن در تولید آنها محوریت اصلی سیاست های پیشنهادی نهادهای بین المللی نظیر آژانس بین المللی انرژی است.

این آژانس در گزارش اخیر خود پیش بینی کرده که کارآیی متریال های جدید در صنعت باعث کاهش ۲۰درصدی تقاضای سیمان و فولاد می شود. دیگر عاملی که باعث کاهش تقاضای فولاد تا افق ۲۰۵۰ می شود، تحولی است که در الگوهای تحرک شهری به وقوع می پیوندد. پیش بینی می شود که با افت نرخ خرید خودرو، انتشار CO۲ کاهش پیدا کند.

درحالی که در دو دهه گذشته و با رشد سریع اقتصادهای نوظهور بر اثر پروژه های عمرانی و زیرساختی، تقاضا برای فولاد به بیش از ۲برابر رسید، پیش بینی می شود تقاضای جهانی برای فولاد تا سال ۲۰۵۰ بیش از یک سوم افزایش یابد. البته باید توجه داشت که صنعت فولاد، چه با تکنولوژی های کم کربن به تمامی متحول شود و چه خیر، در اقتصاد سبز نقش مهمی ایفا خواهد کرد. زیرساخت های تولید برق تجدیدپذیر و حمل و نقل برقی تا سال ۲۰۵۰ به تنهایی تقریبا ۱۰ درصد از تقاضای جهانی فولاد را تشکیل خواهند داد. به صورت کلی، تقاضای فولاد در ۲۰۵۰ حدود ۱۲ درصد بیشتر از تقاضای فعلی فولاد است و این به آن معناست که اهمیت این کامودیتی در اقتصاد جهانی کماکان به جای خود باقی است؛ هرچند شاید دیگر آن محوریت دهه های ۲۰۰۰ و ۲۰۱۰ را نداشته باشد.

موسسه فست میکرز به صورت جزئی تری به این مساله پرداخته است. کارشناسانی که در یکی از میزگردهای این موسسه شرکت کرده بودند، بر این باور هستند که مصرف جهانی فولاد از ۸۷/ ۱میلیارد تن فعلی به ۴میلیارد تن خواهد رسید. فشارهای زیست محیطی بر صنعت فولاد نیز به احتمال زیاد باعث افزایش قیمت آن خواهد شد؛ اما به دلیل آنکه مصرف CO۲ فولاد نسبت به صنایعی همچون بتن با سهم ۱۰درصدی از کل تولید CO۲ پایین تر است، این ریسک چندان نمی تواند تاثیری روی تقاضای فولاد داشته باشد.

از سوی دیگر توسعه انرژی های تجدیدپذیر خود سبب افزایش مصرف فولاد خواهد شد. هم اکنون عمده فولاد جهان توسط سوخت های فسیلی تولید می شوند و برای کاهش آلایندگی ها، صنعت فولاد هم مجبور است از سوخت های تجدیدپذیر استفاده کند؛ اما این رابطه دوطرفه ای برای صنعت فولاد و انرژی های تجدیدپذیر است؛ زیرا توسعه این انرژی ها نیازمند مصرف فولاد فراوانی است.تغییراتی که صنعت فولاد جهانی تا سال ۲۰۵۰ قرار است تجربه کند، نیازمند مشارکت و سرمایه گذاری فعال تر دولت ها نیز هست. برآوردهای موسسه بلومبرگ NEF حکایت از آن دارد که برای رفتن به سمت روش های تولید کربن صفر، صنعت فولاد باید ۲۱۵ تا ۲۷۸میلیارد دلار سرمایه گذاری کند. جالب اینجاست فولادی که تحت چنین سیستمی در نهایت ساخته خواهد شد، می تواند هزینه کمتری هم نسبت به قیمت های امروزی داشته باشد.

دولت ها باید از این تغییر در صنعت فولاد حمایت کنند و قیمت های کربن یا یارانه ها تا ۱۴۵دلار به ازای هر تن کربن دی اکسید نیاز است تا برای فازهای اولیه این تغییر در دهه آینده ایجاد انگیزه شود. تا سال ۲۰۵۰، هیدروژن سبز می تواند ارزان ترین روش تولید فولاد باشد و ۳۱درصد از بازار را به خود اختصاص دهد. ۴۵درصد دیگر می تواند از مواد بازیافتی و بقیه از ترکیبی از نیروگاه های قدیمی تر زغال سنگ مجهز به سیستم های جذب کربن و فرآیندهای نوآورانه با استفاده از برق برای پالایش سنگ آهن به آهن و فولاد باشد. این یک تغییر چشمگیر در نوع کوره ها و سوخت های مورد استفاده برای تولید فولاد خواهد بود.

امروزه حدود ۷۰درصد فولاد در کوره های بلند زغال سنگ تولید می شود و ۲۵درصد آن از ضایعات در کوره های الکتریکی و ۵درصد آن در فرآیند جدیدتر، معمولا با سوخت گاز طبیعی به نام آهن اسفنجی یا آهن احیاشده مستقیم تولید می شود. تولید کوره بلند در این سناریو به ۱۸درصد ظرفیت کاهش می یابد.

در حال حاضر شرکت های چینی که در زمره مهم ترین تولیدکنندگان فولاد در جهان هستند، گذار از روش های سنتی را کلید زده اند. آنها در گام اول، سال اوج انتشار کربن خود را هدف گذاری کرده اند که افت تولید با روش های کربن زا قرار است به صورت جدی پس از آن آغاز شود. این سال برای شرکت چاینا بائووو سال۲۰۲۳ و برای HBIS سال۲۰۳۰ است. روند بلندمدتی که برای صنعت فولاد چین پیش بینی می شود شامل کاهش تولید نیز هست که خود منجر به مشارکت فعال تر سایر کشورها در این صنعت می شود.

چین وعده داده که تا سال۲۰۶۰ به هدف گذاری انتشار کربن صفر دست پیدا کند که پیش بینی می شود تولید فولاد این کشور نیز در آن سال ۴۰ درصد پایین تر از سال۲۰۲۰ باشد. در سال۲۰۲۰، ۹۱درصد از فولاد چینی در کوره های بلند زغال سنگ تولید می شد که تنها ۹درصد آن از کوره های الکتریکی بود که می توانند فولاد قراضه را بازیافت کرده و انتشار کربن بسیار کمتری داشته باشند. هدف این است که بازیافت قراضه فولاد در آینده افزایش یابد و سهم بیشتری از کاهش تولید فولاد چین را تشکیل دهد.ژاپن نیز از دیگر تولیدکنندگان مهم صنعت فولاد است که کربن زدایی در افق۲۰۵۰ را در چشم انداز آتی خود لحاظ کرده است. در این راستا گروه صنعتی فدراسیون آهن و فولاد ژاپن (JISF) اعلام کرد که متعهد به کاهش دی اکسیدکربن (CO۲) در تولید فولاد در حمایت از هدف کربن زدایی توکیو در سال۲۰۵۰ است.

این گروه هدف قبلی خود را در سال۲۰۱۸ برای کاهش انتشار CO۲ از تولید فولاد تا ۳۰درصد تا سال۲۰۵۰ و تجاری سازی کامل فاوری فولاد با کربن صفر تا سال۲۱۰۰ را ارائه کرده بود. فدراسیون آهن و فولاد ژاپن تحت این هدف جدید تولید فولاد با کاهش هیدروژن و همچنین استفاده از تکنولوژی های مهار انتشار گاز دی اکسیدکربن از کوره های بلند با ترکیب جذب و ذخیره کربن را هدف قرار داده است. نیپون، بزرگ ترین تولیدکننده فولاد در ژاپن می خواهد که در طول سه دهه آتی، حداقل ۲تریلیون ین (۳/ ۱۷میلیارد دلار) یارانه برای دستیابی به اهداف انتشار صفر کربن اختصاص دهد.

این شرکت انتظار دارد تا سال۲۰۵۰ هزینه ای بالغ بر ۵تریلیون ین برای ساخت تاسیساتی داشته باشد که کربن زدایی را ممکن می کند. ازآنجاکه نیپون حدود یک تریلیون ین را باید به تحقیق و توسعه اختصاص دهد، انتظار دارد که کمک بیشتری از سوی دولت ژاپن دریافت کند. تاکنون، دولت تنها کسری از آنچه نیپون به دنبال آن است، اختصاص داده است.این کشور در طول ۱۰سال ۵/ ۱۹۳میلیارد ین از صندوق سبز ۲تریلیون ینی خود را برای تحقیق و توسعه فولاد خالص صفر اختصاص داده است.

در مقام مقایسه با رقبای چینی که بیش از چهار برابر تولیدکنندگان فولاد ژاپن از دولت خود کمک و یارانه دریافت می کنند، سرزمین آفتاب تابان در موقعیتی ضعیف تر قرار دارد و از این رو ممکن است به دشواری بتواند به هدف گذاری های خود دست پیدا کند.دستیابی به روش های تولید کربن صفر تا سال۲۰۵۰، در صنعت فولاد اروپا نیز جزو دستورکارهای بلندمدت شرکت های بزرگ و جریان ساز بازار مانند ساب در سوئد، آرسلور میتال در لوکزامبورگ و تیسان کروپ در آلمان است. تولیدکنندگان فولاد اروپا ۶/ ۷درصد از تولید جهانی در سال۲۰۲۰ یا ۳/ ۱۹۳میلیون تن (میلیون تن) را به خود اختصاص داده اند که اگرچه ۱۳۲میلیارد یورو در ارزش افزوده ناخالص داخلی به اقتصاد اتحادیه اروپا کمک کرد، اما با ۱/ ۲۱میلیون تن فولاد وارداتی در برابر ۷/ ۱۷میلیون تن فولاد صادراتی، حکایت از آن دارد که اروپا از مقام صادرکننده فولاد در یک دهه گذشته به واردکننده فولاد تبدیل شده است. از جمله اقدامات تنظیم گر اروپایی برای تغییر این شرایط، عوارض ضددامپینگ برخی از انواع فولادهای تخصصی بوده است. در ژانویه۲۰۲۲، عوارض فولاد مورد استفاده در ترانسفورماتورهای الکتریکی برای محصولات چین، ژاپن، روسیه، کره جنوبی و ایالات متحده به مدت پنج سال تمدید شد.

پیش بینی می شود که مقامات اتحادیه اروپا این قبیل حمایت ها را تا زمان ایفای نقش فعال تر از سوی تولیدکنندگان فولاد اروپایی در بازار جهانی این کامودیتی ادامه دهند.

روش های تولید فولاد در اروپا متنوع است. طبق گزارشIHS مارکت، فناوری کوره بلند و کوره اکسیژن پایه (BF-BOF) حدود ۵۴درصد از تولید فولاد اروپا را در سال۲۰۱۹ به خود اختصاص داده است. ذوب قراضه فولاد با کوره قوس الکتریکی (EAF) دومین منبع بزرگ با حدود ۴۳درصد در اروپا بود. آهن-EAF کاهش یافته مستقیم (DRI-EAF) که از سنگ معدنی استفاده می کند که پردازش آن آسان تر است، ۷/ ۲درصد دیگر فولاد اروپا را تشکیل می دهد. پیش بینی می شود که تولیدکنندگان اروپایی تا سال۲۰۵۰ به سمت استفاده حداکثری از روش دوم که روشی سبز است بروند و میزان تولید فولاد با روش سوم را که بیشترین کربن را تولید می کند و به شدت انرژی بر است، به صفر برسانند.

در بین شرکت های فعال در اروپا، آرسلور میتال هدف صفر خالص CO۲ را برای سال۲۰۵۰ و کاهش ۳۰درصدی را برای سال۲۰۳۰ اعلام کرده است. این شرکت پروژه خود را در کارخانه فولاد دانکرک خود اجرا می کند که مستقیما ۵۰هزار تن در سال کربن حاصل از انفجار را جذب می کند. فرانسه نقشه راه فولاد را در ماه می۲۰۲۱ منتشر کرد که در آن کاهش ۳۱درصدی انتشار CO۲ تا سال۲۰۳۰ در مقایسه با سطوح سال۲۰۱۵ الزامی است.

براساس این برنامه، دولت ۷/ ۱میلیارد یورو در اختیار آرسلور میتال قرار داده است تا کوره های زغال سنگ در سایت های دانکرک و فوس خود را با فناوری EAF جایگزین کند. فولادساز سوئدی ساب در ماه ژانویه برنامه ای را برای رسیدن به انتشار خالص صفر برای فعالیت های خود تا سال های ۲۰۳۰-۲۰۳۵ اعلام کرد و هدف قبلی خود در سال ۲۰۴۵ را با هزینه حدود ۸/ ۴میلیارد دلار در طول یک دهه پیش برد. این شرکت فناوری EAF را در چهار کارخانه در سوئد و فنلاند نصب و تمام کوره های بلند زغال سنگ را بازنشسته خواهد کرد.

پس از تکمیل، انتقال گازهای گلخانه ای ملی سوئد ۱۰درصد نسبت به سطح فعلی و ۷درصد برای فنلاند کاهش خواهد یافت. این اقدامات باعث افزایش تقاضا برای فولاد نیز خواهد شد. پاییز گذشته، ساب، شرکت معدنی LKAB و شرکت انرژی واتن فال اعلام کردند که برای ارائه «فولاد بدون فسیل» با گروه خودروسازی ولوو برای ساخت نسل تازه ای از کامیون ها و کشنده های تجاری، همکاری می کنند. اتولیو شریک بزرگ صنایع خودروسازی اروپا و تولیدکننده محصولات ایمنی خودرو مانند کیسه هوا، نیز در ماه نوامبر قراردادی را با ساب امضا کرد تا از فولاد بدون سوخت فسیلی نیز در محصولات خود استفاده کند.صنعت فولاد ایالات متحده نیز اگرچه دیرهنگام اما سرانجام به موج تولید سبز پیوسته است.

شرکت یو اس استیل در آوریل۲۰۲۱ بیانیه ای منتشر و در آن خاطرنشان کرد که به دنبال کاهش ۲۰درصدی انتشار کربن در سال۲۰۳۰ نسبت به سال۲۰۱۸ است و برنامه انتشار صفر کربن تا افق ۲۰۵۰ را نیز دارد. یواس استیل (US.steel) برای دستیابی به این هدف انتظار دارد از ناوگان رو به رشد کوره های قوس الکتریکی (EAF) همراه با سایر فناوری ها مانند آهن کاهش یافته مستقیم، منابع انرژی بدون کربن و جذب، جداسازی و کربن استفاده کند. دستیابی به این هدف همچنین به همکاری عمومی و خصوصی در بین صنایع و سهامداران جهانی برای توسعه پیشرفت های نوآورانه حمایتی، از جمله دسترسی به منابع برق تجاری بی کربن در دسترس بستگی دارد.

شرکت یواس استیل در سال ۲۰۲۱ شرکت بیگ ریور استیل را که پیشرفته ترین شرکت فولاد ایالات متحده از نظر فناوری بود، خریداری و خط تولید ورد X را معرفی کرد که فولادهای با استحکام بالا را با یک چهارم کربن موردنیاز تولید می کند.