ماذا نعني عندما نتحدث عن الفولاذ منخفض الكربون

يعكس تاريخ صناعتنا في نواح كثيرة المجتمعات التي نعمل فيها ، ومنذ الثورة الصناعية ، أصبح إنتاج الحديد والصلب مدعومًا بالفحم.

 

هذا يتغير الآن ، وصناعة الصلب ، مثل بقية المجتمع ، تتحول لتوفير المنتجات والخدمات في المستقبل حيث يتم تقليص انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى بشدة.

 

لا تزال اللغة المرتبطة بهذا التحول تتطور ، وبالتالي ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من التعبيرات من قبل مختلف أصحاب المصلحة.

غالبًا ما يتم استخدام هذه التعبيرات بالتبادل ولكن يمكن أن تعني أحيانًا أشياء مختلفة بشكل كبير. ما الذي يجب أن نستفيد منه من الاستخدام المتنوع بشكل متزايد لتعبير الفولاذ الأخضر؟ بالنسبة للبعض ، هو ببساطة مصطلح تسويقي بدون تعريف أو حدود.

من ناحية أخرى ، يعتقد البعض أنه مصطلح يحتاج إلى شهادة تغطي نطاق عالم الاستدامة بأكمله.

والمشكلة ليست فقط مع الفولاذ الأخضر. هل الفولاذ الأخضر الخاص بي هو الفولاذ النظيف أم الفولاذ الخالي من الكربون؟ وأين يتم رسم الخطوط بين الفولاذ الخالي من الكربون والفولاذ الخالي من الكربون والفولاذ منخفض الكربون؟

 

في worldsteel ، نضع بعض التعريفات التي ستوفر وضوحًا لما نعنيه عندما نتحدث عن هذه الموضوعات.

 

تعمل صناعتنا وأعضائنا على تطوير وإطلاق عائلة جديدة من منتجات الصلب ، التي يتم إنتاجها بعبء كربون أقل بكثير مما كانت عليه في الماضي.

هذامنخفض الكربون الصلبيتم تصنيعها باستخدام التقنيات والممارسات التي تؤدي إلى انبعاث انبعاثات أقل بكثير من الإنتاج التقليدي.

في عام 2021 ، يتم إنتاج معظم الفولاذ باستخدام مخفضات تعتمد على الوقود الأحفوري ؛ ومع ذلك ، فإن العديد من صانعي الصلب قد نفذوا ، أو يطورون ، تقنيات تقلل بشكل كبير من الانبعاثات من عملية صناعة الصلب الأساسية. الامثله تشمل:

• آكو فيردي دو برازيليستخدم الفحم النباتي بنسبة 100 في المائة لإنتاج منتجات الحديد والصلب منخفضة الكربون.
• أرسيلور ميتالتقوم ببناء منشأة واسعة النطاق في غينت ، بلجيكا لتحويل غازات عوادم مصانع الصلب إلى إيثانول ، والذي يمكن استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك إنتاج الوقود الاصطناعي. بدأ مرفق تجاري مماثل العمل في 2018 فيشوقانغ ستيلفي الصين ، تنتج 30 مليون لتر من الإيثانول للبيع في السنة الأولى من التشغيل.
• فيحديد الامارات في الإمارات العربية المتحدة ، يتم التقاط ما يصل إلى 800 كيلوطن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا من تيار الغاز الغني بـ CO2 من مصنع تصنيع الحديد قبل حقنه في حقل نفط ناضج للتخزين الدائم
• EVRAZتتحول Rocky Mountain Steel في كولورادو من الفحم إلى الطاقة الشمسية. ستكون محطة EVRAZ أكبر محطة للطاقة الشمسية في الموقع في البلاد مخصصة لعميل واحد.
• HBIS، وهي شركة صينية رائدة في صناعة الصلب ، تقوم ببناء مشروع إيضاحي لمعدن الهيدروجين سعة 1.2 مليون طن. سيستخدم المشروع تقنيات الهيدروجين الخضراء والزرقاء لاستكشاف مسار لانبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون الصفرية من عملية تصنيع الحديد والصلب.
• نوكورمطحنة صغيرة في سيداليا بولاية ميسوري ، هي أول مصنع أمريكي للصلب يعمل بطاقة الرياح. المصنع عبارة عن شراكة بين شركة الصلب والمرافق المحلية ، والتي ستعمل على تشغيل المحطة بعد اتفاقية شراء الطاقة بين الشركتين.
• تاتا ستيلتقوم بتطوير تقنية صهر جديدة ومبتكرة من خلال مشروع HIsarna. يمكن لتكنولوجيا HIsarna إنتاج الحديد بدون أفران فحم الكوك ، أو مرافق التكتل ، مما ينتج عنه تيار غاز عادم غني بثاني أكسيد الكربون يناسب بشكل مثالي CCS.
• تيسين كروب للصلب وشركة نيبون للصلبأطلقت سلسلة من الاختبارات على استخدام الهيدروجين في فرن الصهر العامل ، بهدف الحد بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة أثناء صناعة الصلب.
•  

يمكن اعتبار الصلب المنتج باستخدام كل هذه التقنياتمنخفض الكربون الصلب، على الرغم من أنه من المحتمل أن يكون ما يعتبر الآن صلبًا منخفض الكربون مختلفًا بحلول عام 2050 عندما تغيرت اللوائح والتوقعات المجتمعية والتقنيات تمامًا.

 

يتم استخدام العديد من التعبيرات الأخرى داخل صناعتنا ومن قبل أصحاب المصلحة للإشارة إلى الفولاذ المنتج باستخدام تقنيات الإنتاج من الجيل التالي.

 

يفضل worldsteel الصلب منخفض الكربون ويستخدمه ، مثل "الكهرباء منخفضة الكربون" ، نشعر أنه من السهل فهمه ومعناه واضح.

فولاذ أخضريتم استخدامه وتفسيره من قبل العديد من الأطراف المختلفة ليعني أشياء مختلفة ، غالبًا في سياق تسويق منتجات جديدة أكثر وعيًا بالبيئة. لقد تم استخدامه للإشارة إلى الصلب المصنوع باستخدام تقنية الاختراق ، والصلب المنتج من الخردة ، والفولاذ المعاد استخدامه والمعاد تصنيعه ، والفولاذ التقليدي مع تعويض الانبعاثات من خلال سحب وحدات الكربون أو البدلات. بالنظر إلى هذا النقص المتأصل في الوضوح وتنوع المعاني ، فإن "الفولاذ الأخضر" ليس تعبيرًا عن استخدامات العالم للصلب.

 

أن تكون حقاًخالية من الكربونيجب إنتاج الفولاذ بدون أي انبعاثات لثاني أكسيد الكربون على الإطلاق. هذا عائق كبير جدًا للوصول إليه ، ومن الصعب تصور تقنية إنتاج يمكنها تحقيق ذلك في عام 2021.

 

قد يتجه الكثيرون نحو هذا ، لكن الصفر مطلق ، وربما لا يمكن تحقيقه دون استخدام التعويضات لانبعاثات الكربون المتبقية. قد تنشأ هذه الانبعاثات المتبقية في سلسلة التوريد ، من استخدام الأقطاب الكهربائية الحاملة للكربون أو استخدام الغاز الطبيعي في العمليات المصاحبة.

 

يحتاج الفولاذ في النهاية إلى احتواء بعض الكربون ، وهذا ما يميزه عن الحديد النقي. في حين أن هذا الكربون الأساسي يمكن الحصول عليه من مصادر غير أحفورية ، فإن وجوده يجعل الفولاذ "الخالي من الكربون" شيئًا خاطئًا.

 

ومع ذلك ، إذا كان من الممكن تحقيق توازن بين غازات الدفيئة التي يتم وضعها في الغلاف الجوي عند إنتاج الفولاذ والانبعاثات التي يتم إخراجها من الغلاف الجوي بواسطة البالوعات ، فيمكن الإشارة إلى الفولاذ الناتج باسمصافي صفر، أوالفولاذ الكربوني المحايد.

 

الانتاج منصافي الصفر الصلبقد تتطلب تعويضات في قطاعات أخرى لتحقيق حيادية حقيقية ، ومن المهم أنه في حالة جعل مزاعم حياد الكربون يتسم المنتجون بالشفافية بشأن الحدود ، ومنهجياتهم المحاسبية ، وجودة ومصداقية أي تعويضات مستخدمة.

 

بدأ عدد قليل من شركات الصلب في السوقخالية من الحفريات فُولاَذ. الصلب الخالي من الأحافير هو الفولاذ المصنوع دون استخدام أي أنواع من الوقود الأحفوري مثل الفحم أو الغاز الطبيعي ، ولا أي طاقة مشتقة من الوقود الأحفوري.

 

سيكون كل الفولاذ الخالي من الأحافير منخفض الكربون ، ولكن لا يمكن وصف كل الفولاذ منخفض الكربون بأنه خالي من الأحافير. على سبيل المثال ، قد لا يزال الفولاذ منخفض الكربون المنتج في منشأة تستخدم احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) يستخدم الغاز الطبيعي أو الفحم ، ولكنه يمنع انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. إذا لعبت الكتلة الحيوية دورًا ، فسيكون من المهم التأكد من أنها مصادر مسؤولة [1].

 

الفولاذ النظيفهو تعبير تقني يستخدم في قطاع الصلب للإشارة إلى الفولاذ الذي يحتوي على مستويات منخفضة من الشوائب ، أو الأكاسيد ، أو الشوائب ، أو مستوى منخفض أو منخفض للغاية من الكربون المذاب في المعدن. هذه العبارة شائعة الاستخدام ، بما في ذلك من خلال worldsteel في "دراسة عن الفولاذ النظيف" لعام 2004 ، وتعني شيئًا محددًا. على هذا النحو ، لا يشير worldsteel إلى "الفولاذ النظيف" في سياق تغير المناخ.

 

خالية من الكربونهو أيضًا تعبير يصعب ربطه بالصلب ، فالفولاذ بدون الكربون هو الحديد ، ويتم التحكم بدقة في محتوى الكربون في الفولاذ لتحقيق الخصائص المطلوبة في دفعة معينة. يجب إضافة الكربون إلى الحديد المختزل بالهيدروجين من أجل تحويله إلى فولاذ من خلال عملية التكرير.

 

غالبًا ما يتم إجراء محادثة تغير المناخ من حيث الحاجة إلىنزع الكربونمجتمع. لا تستخدم worldsteel عمومًا هذا التعبير للإشارة إلى إنتاج الصلب ، حيث إن الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الصلب هي التي يجب أن تكون خالية من غازات الدفيئة / ثاني أكسيد الكربون ، وليس العملية نفسها.

 

ستظل العديد من التقنيات المتقدمة الواعدة تستخدم الكربون كعامل اختزال كيميائي ولكنها تمنع انبعاثات غازات الدفيئة الضارة في الغلاف الجوي. لذلك ، في حين أن الانبعاثات من صناعتنا سيتم إزالتها في النهاية من الكربون ، فإن عملية صناعة الحديد نفسها قد لا تكون كذلك.

 

تقنية اختراقتنتج الفولاذ منخفض الكربون بطريقة مختلفة جذريًا عن الأفران التقليدية أو تقنية DRI أو EAF. تشمل الأمثلة على التكنولوجيا المتقدمة التي يتم تطويرها تقليل الهيدروجين ، وتطبيق CCS ​​، والتحليل الكهربائي لخام الحديد ، ومجموعة من تقنيات استخدام وتخزين الكربون (CCUS) وعمليات الحد من الصهر الجديدة.

 

هيدروجينهو ناقل رئيسي سيسمح بتخفيض انبعاثات غازات الدفيئة من قطاع الحديد والصلب بشكل كبير ، ويستكشف العديد من أعضاء worldsteel هذا الخيار التكنولوجي. غالبًا ما يُنسب الهيدروجين إلى لون ، اعتمادًا على أوراق اعتماده منخفضة الكربون.

 

عندما يتحدث worldsteel عن الهيدروجين منخفض الكربون ، فإننا نعني:

• الهيدروجين الأخضريتم إنتاجه من خلال التحليل الكهربائي للماء ، بواسطة الكهرباء المتجددة.
• الهيدروجين الأزرقمصنوع من الغاز الطبيعي من خلال عملية إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار جنبًا إلى جنب مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه.
• هيدروجينيمكن أيضًا إنتاجه باستخدام التحليل الكهربائي باستخدام مصادر أخرى للكهرباء منخفضة الكربون ، مثل الطاقة النووية أو احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه. نعتبر هذا أيضًا منخفض الكربون.
• الهيدروجين الأحفوريمصنوع من الوقود الأحفوري بلا هوادة ، بشكل رئيسي:
• الهيدروجين الرماديمصنوع من الغاز الطبيعي من خلال عملية إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار ، بدون احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ، لذلك ينبعث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
• الهيدروجين البني أو الأسوديتم تصنيعه من خلال تغويز الفحم ويؤدي إلى انبعاثات غازات الدفيئة أعلى بكثير من الأشكال الأخرى.

 

خطوة للأعلىهي عملية مراجعة كفاءة المرحلة في worldsteel 4-. تهدف step up إلى تحسين كفاءة إنتاج الصلب الآن ، لدعم أعضائنا في تشغيل مواقعهم بمستوى أداء يتناسب مع أكثر المواقع كفاءة في العالم. يعد step up برنامجًا انتقاليًا ولا ينبغي اعتباره بمثابة حل لتحديات تغير المناخ في صناعة الصلب.

 

[1] يوجد عدد من المخططات للمصادقة على الكتلة الحيوية المسؤولة ، على سبيل المثال ، مجلس رعاية الغابات