تولید فولاد با آلایندگی صفر امکان‌پذیر است؟

ایسنا/خراسان رضوی فولاد یکی از مهم‌ترین مواد در جهان است که در خودروها، ساختمان‌ها و زیرساختی که به ما امکان می‌دهد از مکانی به مکان دیگر سفر کنیم، یک جزء جدایی‌ناپذیر محسوب می‌شود. فولاد همچنین مسئول ۷ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای در جهان است. ۴۵ کشور در سال ۲۰۲۱، متعهد شدند که تولید فولاد با آلایندگی نزدیک به صفر را در دهه آینده دنبال کنند اما تولید فولاد مورد نیاز جامعه با آلایندگی صفر چقدر امکان‌پذیر است؟

به گزارش تک‌اکسپلوریست، نتایج تحقیق جدید متمرکز بر صنعت فولاد ژاپن نشان می‌دهد، اگر به راستی برای رسیدن به آلایندگی صفر متعهد هستیم، باید برای سناریویی آماده باشیم که میزان فولادی که می‌توانیم تولید کنیم، کمتر باشد. ژاپن هدفی را برای کاهش ۴۶ درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای از صنعت فولاد تا سال ۲۰۳۰ و انتشار صفر تا سال ۲۰۵۰ تعیین کرده است که امید برای پیشرفت در جذب و ذخیره کربن (CCS) و فناوری‌های مبتنی بر هیدروژن وجود دارد.

در این تحقیق، دکتر تاکوما واتاری، محقق موسسه ملی مطالعات محیطی ژاپن که در حال حاضر با دانشگاه کمبریج انگلستان  مشغول به کار است، استدلال می‌کند که هیچ راه‌حل قطعی وجود ندارد.

وی می‌گوید که برنامه‌های فعلی برای کاهش انتشار کربن، میزان سختی توسعه فناوری‌های CCS و هیدروژن و استقرار گسترده آن‌ها را دست کم می‌گیرد.

این فناوری‌ها هنوز با چالش‌های فنی، اقتصادی و اجتماعی جدی روبرو هستند و هنوز در مقیاس بزرگ پیاده‌سازی نشده‌اند؛ مهمتر از همه، مشخص نیست که آیا برق کافی بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای برای استفاده از این فناوری‌ها وجود خواهد داشت یا خیر. ما باید با این احتمال مقابله کنیم که ممکن است نوآوری‌های فناوری به‌موقع آماده نباشند تا به ما امکان حفظ سطح فعلی تولید فولاد را بدهند و در عین حال انتشار گازهای گلخانه‌ای را به صفر برسانیم.

این تحقیق شامل نقشه‌برداری از جریان‌های فعلی فولاد در صنعت ژاپن و استفاده از مدلی برای بررسی چگونگی تغییر صنعت در صورت اعمال بودجه کربن سخت‌گیرانه در آینده بود.

واتاری توضیح می‌دهد که با رویه فعلی، کمیت و کیفیت فولاد تولید شده با بودجه کربن بدون انتشار به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد که به‌دلیل کمبود منابع و روال بدیافت است که در آن از ضایعات فولادی حاوی ناخالصی برای تولید محصولات جدید استفاده می‌شود. حذف این ناخالصی‌ها دشوار است بنابراین محصولات جدید کیفیت و عملکرد متفاوتی با فولاد اصلی دارند.

وی ابراز کرد: تولید فولاد بدون آلایندگی تا سال ۲۰۵۰ امکان‌پذیر است، اما کمیت و کیفیت آن در مقایسه با کل تولید فعلی محدود می‌شود. این امر به‌دلیل دسترسی محدود منابع سازگار با آلایندگی صفر و شیوه‌های بدیافت فولاد قراضه است.

نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که با بودجه کربن با آلایندگی صفر، تولید کالاهای فولادی در مقایسه با امروز به‌طور چشمگیری محدود می‌شود و در بهترین حالت به حدود نیمی از سطوح فعلی می‌رسد. در این مورد، تولید فولاد با کیفیت بالاتر (به‌عنوان مثال، ورق فولاد) به‌ویژه آسیب جدی خواهد دید.

مفهوم این امر روشن است؛ تکیه بر یک راه‌حل قطعی فناورانه که تغییر عرضه فولاد را محقق می‌کند، کافی نیست همچنین باید با تغییر فرهنگ استفاده از فولاد و بهبود کارایی مواد، به راهبردهایی برای کاهش تقاضا نگاه کنیم و برای تولید فولاد با عیار بالا از فولاد قراضه باید به‌دنبال بِه‌یافت باشیم.

این امر مستلزم همکاری کسانی است که از فولاد استفاده و نیز کسانی که آن را تولید می‌کنند. اگر محصولات فولادی به‌گونه‌ای طراحی شوند که عمر طولانی‌تری داشته باشند یا سبک وزن باشند، می‌توانند منابع کارآمدتری داشته باشند. هنگامی که محصولات فولادی به پایان عمر خود می‌رسند، می‌توان از طریق مرتب‌سازی و خرد کردن پیشرفته برای حذف ناخالصی‌ها از ضایعات فولاد، به به‌یافت دست یافت.

ژاپن نیز ممکن است مجبور شود کمتر وابسته به فولاد شود و به جای مالکیت محصولات، به مدل «استفاده از خدمات» روی آورد. برخلاف امروز که فولاد فراوان و ارزان است، آینده صفر خالص ما را ملزم به استفاده از منابع فولادی کمیاب‌تر و گران‌تر با کارایی بیشتر می‌کند.

دکتر واتاری نتیجه می‌گیرد که ما نیاز به سرمایه‌گذاری در نوآوری‌های فناورانه داریم اما نمی‌توانیم فقط منتظر ظهور آنها باشیم. در عوض، کاربران فولاد باید خود را برای دنیایی آماده کنند که در آن فولاد کمتری در دسترس است. ما نیاز به سرمایه‌گذاری در فناوری‌های تولید نوآورانه را انکار نمی‌کنیم بلکه آنچه می‌خواهیم برجسته کنیم این است که باید به‌دنبال گزینه‌های راهبردی‌تری بجای تکیه صرف بر فناوری‌های ایجاد راه‌حل قطعی باشیم. قرار دادن کارایی مواد و افزایش به‌یافت در قلب برنامه‌های کربن‌زدایی می‌تواند اتکای بیش از حد به فناوری‌های تولید نوآورانه را کاهش دهد و برای خطری که این فناوری‌ها ممکن است به اندازه کافی در زمان گسترش نیابند آماده شود.

لازم به ذکر است که بِه‌یافت (Upcycling) نوعی از بازیافت است که در آن ماده پسماند، پس از بازیافت کیفیتی بهتر از ماده یا شیء اصلی پیدا می‌کند. این امر می‌تواند از طریق بهتر کردن و خالص‌تر کردن خود ماده یا از طریق استفاده مجدد خلاقانه و هنری از پسماند صورت بگیرد و منظور از بدیافت (down cycling) بازیافت ماده به‌گونه‌ای است که محصول حاصل ارزش کمتری نسبت به ماده اصلی داشته باشد.

یافته‌های این تحقیق در مجله Nature Sustainability منتشر شده است.

انتهای پیام