ماذا نعني بمصطلح "الفولاذ منخفض الكربون"؟

على الرغم من أن إنتاج الصلب كان يعتمد على الفحم منذ الثورة الصناعية، فإن صناعة الصلب، مثل غيرها من الصناعات، تنتقل إلى مستقبل يتميز بانخفاض كبير في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة الأخرى. ومع ذلك ، فإن شروط  هذا التحول غير واضح، وأحيانا يتم استخدام تعبيرات مختلفة بالتبادل، وأحيانا يمكن استخدام نفس الكلمة في “أظن” و “كنت أعتقد” الموقف.

على سبيل المثال، المشتركة “الصلب الأخضر” هو مصطلح تسويقي عند بعض الأشخاص، ليس له تعريف أو نطاق، ويمكن استخدامه كما تريد.

لكن آخرين يعتقدون ذلك “الصلب الأخضر” هو مصطلح معتمد يغطي النطاق الكامل للتنمية المستدامة.

على الرغم من كليهما   هي متطرفة بعض الشيء، وكيف “الأخضر” يمكن  يمكن استدعاؤه “الصلب الأخضر”?

هل “الصلب الأخضر” أنا أتحدث عن نفس “الصلب النظيف” أو “صفر الكربون الصلب” الذي تتحدث عنه؟

أين هو الخط الفاصل بين “صافي صفر الكربون الصلب”, “صفر الكربون الصلب” و “فولاذ منخفض الكربون”?

إذا لم يتم حل هذه الغموض، فليس من الصعب أن نتصور أين ستصل المناقشة.

لتوفير المزيد من الوضوح حول المواضيع التي نناقشها، تعمل شركة Worldsteel على توحيد معنى بعض المصطلحات.

“فولاذ منخفض الكربون”

في عام 2021، بينما لا يزال يتم إنتاج معظم الفولاذ باستخدام الوقود الأحفوري كعامل اختزال، فإن العديد من الشركات لديها أو تعمل على تطوير تقنيات يمكنها تقليل انبعاثات الكربون بشكل كبير من عمليات صناعة الصلب الأساسية، مما يمثل مجموعة جديدة من منتجات الصلب - الفولاذ منخفض الانبعاثات الكربونية. Fأو مثال:

أطلقت شركتا ThyssenKrupp وNippon Steel سلسلة من الاختبارات حول استخدام الهيدروجين في الأفران العالية لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الفولاذ بشكل كبير  الإنتاج

وتقوم شركة حديد الإمارات في دولة الإمارات العربية المتحدة بالتقاط 800 ألف طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً من غاز الفحم الغني بثاني أكسيد الكربون الذي يتم إنتاجه في مصانع صناعة الحديد التابعة لها ثم حقنه في حقول النفط الناضجة للتخزين الدائم.

تقوم Hesteel Group، إحدى شركات الصلب الرائدة في الصين، ببناء مشروع تجريبي للحديد المختزل المباشر لإنتاج الهيدروجين بقدرة 1.2 مليون طن سنويًا. سيستخدم المشروع تقنيات الهيدروجين الأخضر والأزرق لاستكشاف مسار انبعاثات كربونية صفرية للصلب  الإنتاج العمليات.

وتقوم شركة أرسيلور ميتال ببناء منشأة كبيرة في مدينة جينت ببلجيكا لتحويل غاز نفايات مصانع الصلب إلى إيثانول، الذي له مجموعة واسعة من الاستخدامات، بما في ذلك الوقود الاصطناعي. وفي عام 2018، بدأت مجموعة شوقانغ الصينية أيضًا في تشغيل منشأة تجارية مماثلة، حيث أنتجت 30 مليون لتر من الإيثانول للبيع في العام الأول.

يعد مصنع الصلب الصغير التابع لشركة Nucor Steel في ولاية ميسوري بالولايات المتحدة الأمريكية أول مصنع للصلب في الولايات المتحدة يستخدم طاقة الرياح كمصدر للطاقة. المصنع هو مشروع تعاون بين شركة Nucor Steel وشركة المرافق المحلية، وسيقوم بتزويد مصنع الصلب بالكهرباء بعد توصل الطرفين إلى اتفاقية شراء الطاقة.

مجموعة إيفراز روكي ماونتن ستيل شركة في كولورادو، الولايات المتحدة الأمريكية، تتحول من الفحم إلى الطاقة الشمسية. وستكون أكبر محطة للطاقة الشمسية في الموقع في البلاد مخصصة لعميل واحد.

تستخدم شركة Green Steel Company البرازيلية الفحم بنسبة 100% لإنتاج منتجات الصلب منخفضة الكربون.

تعمل شركة Tata Steel على تطوير تقنيات صهر وصهر جديدة من خلال مشروع HIsarna. تقنية هيسارنا يمكن إنتاج الحديد دون استخدام أفران فحم الكوك أو مرافق التلبيد، وإنتاج غاز الفحم الغني بثاني أكسيد الكربون المناسب تمامًا لالتقاط وتخزين الكربون  تكنولوجيا

يمكن اعتبار جميع الفولاذ المنتج باستخدام هذه التقنيات الجديدة فولاذًا منخفض الكربون، على الرغم من أن "الكربون المنخفض" اليوم قد لا يعني نفس الشيء مثل "الكربون المنخفض" في عام 2050 مع تغير الأنظمة والتوقعات الاجتماعية والتكنولوجيا بشكل كبير. هناك طرق مختلفة للإشارة إلى هذا الجيل الجديد من الفولاذ في الصناعة والمنظمات ذات الصلة، وهي مدرجة أدناه. تفضل الرابطة العالمية للصلب استخدام "الفولاذ منخفض الكربون" لأننا نعتقد أنه أكثر سهولة ووضوحًا، تمامًا مثل "الكهرباء منخفضة الكربون".

"الصلب الأخضر"

وبالعودة إلى السؤال الذي أثير في بداية هذه المقالة، فإن العديد من المجموعات تستخدم أيضًا وتصف "الفولاذ الأخضر"، عادةً عند تسويق منتجات جديدة ذات وعي بيئي أكبر. ويشير بشكل أساسي إلى الفولاذ المنتج باستخدام تقنيات متقدمة، والصلب المنتج من الصلب الخردة، والصلب المعاد تدويره وإعادة تصنيعه، والصلب التقليدي المنتج من خلال شراء حصص انبعاثات الكربون أو مصارف الكربون.

في ضوء   عدم اليقين وتنوع المعنى “الصلب الأخضر” في حد ذاتها، لن تستخدم جمعية الصلب العالمية هذا المصطلح “الصلب الأخضر”.

“فولاذ خالي من الكربون”

لإنتاج صحيح “صفر الكربون الصلب”، يجب ألا ينبعث من عملية إنتاج الفولاذ ثاني أكسيد الكربون، ومن الصعب أن نتخيل أن تكنولوجيا الإنتاج ستكون قادرة على تلبية هذا المعيار الصارم في 202 4 . ورغم أن العديد من التقنيات تتحرك في هذا الاتجاه، “صفر الكربون” مطلق للغاية. في سلسلة التوريد، قد تتولد انبعاثات الكربون المتبقية بسبب استخدام أقطاب كهربائية تحتوي على الكربون أو الغاز الطبيعي في العمليات المرتبطة بها، وهو ما قد لا يتحقق دون استخدام مصارف الكربون لتعويض انبعاثات الكربون المتبقية.

علاوة على ذلك، فإن الكربون هو المكون الأساسي للصلب، وهو ما يميز الفولاذ عن الحديد النقي. وحتى لو كان من الممكن الحصول على هذا الكربون المخلوط من طاقة غير أحفورية، فإن وجود الكربون يكفي لإظهار عدم ملاءمة المصطلح “صفر الكربون الصلب”.

"الفولاذ الصافي صفر كربون"/"الفولاذ المحايد للكربون"

ومع ذلك، إذا كان من الممكن موازنة غازات الدفيئة المنبعثة في الغلاف الجوي أثناء إنتاج الصلب مع الانبعاثات المجمعة من الغلاف الجوي باستخدام مرافق حوض الكربون، فيمكن تسمية هذا الفولاذ بـ "الفولاذ الصافي صفر الكربون" أو "الفولاذ المحايد للكربون".

لتحقيق الحياد الكربوني الحقيقي، قد يلزم تعويض إنتاج "الصلب الصافي الخالي من الكربون" في قطاعات أخرى. إذا اعتقدت شركة الإنتاج أنها حققت الحياد الكربوني، فعليها التأكد من شفافية حدود إنتاجها، وشفافية منهجياتها الإحصائية، والجودة العالية والمصداقية لطرق الأوفست المستخدمة.

"صفر من الوقود الأحفوري الصلب"

بدأت بعض شركات الصلب في الترويج لمبدأ "الصلب الخالي من الوقود الأحفوري". إن ما يسمى بـ "الصلب الخالي من الوقود الأحفوري" يعني أنه لا يتم استخدام أي وقود أحفوري (مثل الفحم أو الغاز الطبيعي) ولا أي طاقة مشتقة من الوقود الأحفوري في عملية إنتاج الفولاذ.

جميع "الفولاذ الخالي من الوقود الأحفوري" عبارة عن فولاذ منخفض الكربون، ولكن لا يمكن تسمية كل الفولاذ منخفض الكربون بـ "الفولاذ الخالي من الوقود الأحفوري". على سبيل المثال، بالنسبة للفولاذ منخفض الكربون المنتج بتقنية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS)، فقد يظل يستخدم الغاز الطبيعي أو الفحم، لكنه لا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون. إذا تم استخدام الكتلة الحيوية، فمن المهم التأكد من أن الكتلة الحيوية يتم الحصول عليها من مصادر مسؤولة لتلبية التعريف 1.

"الفولاذ النظيف"

"الفولاذ النظيف" هو مصطلح يستخدم في صناعة الصلب للإشارة إلى الفولاذ الذي يحتوي على مستويات منخفضة من الشوائب، أو الأكاسيد، أو المنشطات، أو الفولاذ الذي يحتوي على مستويات منخفضة أو منخفضة للغاية من الكربون المذاب في المعادن.

هذا المصطلح شائع الاستخدام بالفعل، حيث تم استخدامه من قبل جمعية الصلب العالمية في تكنولوجيا عملية إنتاج الصلب النظيف لعام 2004، وله معنى محدد. ولذلك، فإن الرابطة العالمية للصلب لا تستخدم مصطلح "الفولاذ النظيف" في سياق تغير المناخ.

"إزالة الكربون"

I في محادثات تغير المناخ، غالبًا ما تتم مناقشة حاجة المجتمع إلى إزالة الكربون. لا تستخدم الرابطة العالمية للصلب بشكل عام مصطلح "إزالة الكربون" للإشارة إلى إنتاج الصلب، حيث أن الانبعاثات الناتجة عن عملية إنتاج الصلب فقط هي التي تحتاج إلى التخلص من غازات الدفيئة / ثاني أكسيد الكربون، وليس عملية إنتاج الصلب نفسها، وهو ما يشبه سبب عدم استخدام باستخدام "الفولاذ الخالي من الكربون".

كما تستخدم العديد من التقنيات المتقدمة الواعدة الكربون كعامل اختزال كيميائي، ولكنها تمنع إطلاق غازات الدفيئة الضارة إلى الغلاف الجوي. وذلك في حين أن صناعتنا’سيتم في نهاية المطاف إزالة الكربون من انبعاثات الكربون، لكن عملية صناعة الحديد نفسها قد لا تكون كذلك.

تقنيات الاختراق

تنتج التقنيات المتقدمة فولاذًا منخفض الكربون بطريقة مختلفة تمامًا عن الأفران العالية التقليدية أو الحديد المختزل المباشر أو تقنيات الأفران الكهربائية. تشمل التقنيات المتقدمة قيد التطوير حاليًا ما يلي: تقليل الهيدروجين، وتطبيق احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، والتحليل الكهربائي لخام الحديد، وحزم احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS) وعمليات الاختزال المعدنية الجديدة الأخرى.

“ملون” هيدروجين

يعتبر الهيدروجين محفزًا رئيسيًا يمكن أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات الغازات الدفيئة في صناعة الصلب ويتم استكشافه من قبل العديد من شركات الصلب العالمية.’الشركات الأعضاء. غالبًا ما يُعطى الهيدروجين لونًا بناءً على قدرته على تقليل انبعاثات الكربون.

عندما يشير الصلب العالمي إلى الهيدروجين منخفض الكربون، فإننا نشير إلى:

الهيدروجين الأخضر: يتم إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي للمياه باستخدام الكهرباء المتجددة.

الهيدروجين الأزرق: مصنوع من الغاز الطبيعي باستخدام مزيج من إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار واحتجاز وتخزين الكربون  تكنولوجيا

بالإضافة إلى ذلك، هناك الهيدروجين المنتج عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام كهرباء أخرى منخفضة الكربون (مثل الطاقة النووية)، أو الهيدروجين المنتج باستخدام تقنية CCS. نعتقد أن هذه أيضًا هيدروجين منخفض الكربون.

يشير الهيدروجين الأحفوري إلى الهيدروجين المنتج باستخدام الوقود الأحفوري ولكن دون استخدام عمليات تقليل الكربون، بما في ذلك بشكل أساسي:

الهيدروجين الرمادي: هيدروجين يتم إنتاجه من الغاز الطبيعي باستخدام عملية إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار؛ وبما أن هذه العملية لا تستخدم تكنولوجيا احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، فسيتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون الناتج معًا في الغلاف الجوي.

الهيدروجين البني أو الهيدروجين الأسود: يتم إنتاج الهيدروجين باستخدام تقنية تغويز الفحم، وينتج هذا اللون من الهيدروجين غازات دفيئة أعلى بكثير من الألوان الأخرى للهيدروجين.

مشروع "رفع كفاءة الطاقة".

مشروع "ترقية كفاءة الطاقة" عبارة عن عملية تقييم كفاءة من أربع خطوات تم تطويرها من قبل جمعية الصلب العالمية. ويهدف المشروع إلى تحسين كفاءة إنتاج الصلب الحالية ومساعدة الشركات الأعضاء للوصول إلى مستوى أفضل المصانع أداءً في العالم. ويعد مشروع "ترقية كفاءة الطاقة" خطة انتقالية ولا يمكن أن يوفر لصناعة الصلب حلا لتحديات تغير المناخ.