کربن زدایی از فولاد و سیمان به یکی از مهمترین محورهای تحول صنعتی در دهه اخیر تبدیل شده است. این دو صنعت که ستون فقرات توسعه زیرساختی جهان محسوب میشوند، سهم قابل توجهی در انتشار گازهای گلخانهای دارند و همزمان با رشد تقاضای جهانی، فشارها برای کاهش ردپای کربنی آنها افزایش یافته است. در چنین شرایطی، سیاستگذاران، سرمایهگذاران و شرکتهای صنعتی در تلاشاند با تدوین استانداردهای بینالمللی، توسعه فناوریهای نوآورانه و تقویت همکاریهای بازار، مسیر گذار به «سیمان سبز» و «فولاد پایدار» را هموار کنند.
کربن زدایی از فولاد و سیمان در صنایع سختکاهشپذیر
در حالی که شرکتهای سراسر جهان در تلاش جهت کربنزدایی سرمایهگذاری میکنند، مشخص شده که این امر در برخی صنایع آسانتر از دیگران است. در صنایع سختکاهشپذیر مانند تولید فولاد و سیمان، کاهش انتشارات به شدت دشوار ثابت شده است. در همین حال، تقاضا برای این مواد ساختمانی اصلی در راستای هزینههای بالاتر برای پروژههای زیرساختی در حال افزایش است. بنابراین، توسعه صنایع «سیمان سبز» و «فولاد پایدار» مستلزم چه اقداماتی است؟
ضرورت استانداردهای بینالمللی برای فولاد و سیمان
در سال ۲۰۲۴، آژانس بینالمللی انرژی (IEA) تفسیری با عنوان «همکاری در زمینه استانداردهای فولاد و سیمان برای بازارهای جهانی بسیار حیاتی است» منتشر کرد. این سازمان اعلام کرد که صنایع فولاد و سیمان در مجموع تقریباً ۱۴ درصد از انتشارات مرتبط با انرژی جهانی را تشکیل میدهند. اکثر کشورهای جهان به واردات و صادرات فولاد متکی هستند، بهطوری که فروش جهانی فولاد در سال ۲۰۲۳ به ۱.۴ تریلیون دلار رسید. این موضوع نیاز به معرفی استانداردهای بینالمللی را نشان میدهد.
اهمیت شفافیت، برچسبگذاری و تعریف محصولات کمانتشار
این آژانس بر اهمیت ایجاد استانداردهایی با روششناسیهای شفاف برای اندازهگیری انتشارات و تعاریفی برای محصولاتی که کمانتشار یا نزدیک به انتشار صفر در نظر گرفته میشوند، همراه با استفاده از سیستمهای برچسبگذاری یا گواهی، برای کمک به بهبود شفافیت حول چگونگی تولید مواد ساختمانی و انتشارات کربن مرتبط تأکید کرد.
اقدامات اتحادیه اروپا در تدوین مقررات سختگیرانهتر
برخی مناطق از هماکنون بررسی برای اعمال استانداردهای سختگیرانهتر بر بخشهای دشوار برای کاهش آلایندگی را آغاز کردهاند. برای مثال، اتحادیه اروپا مقررات طراحی اکولوژیک برای محصولات پایدار را در مورد محصولات آهن و فولاد بررسی کرده است که انتظار میرود نتایج آن برای ایجاد یک قانون تفویضشده برای محصولات آهن و فولاد در چارچوب مقررات محصولات پایدار مورد استفاده قرار گیرد.
یکی از توصیههای اصلی آژانس بینالمللی انرژی، معرفی استانداردهایی است که «در سطح جهانی قابل مقایسه باشند، حتی در حالی که توسط کشورها و ذینفعان مختلف مطابق با اهداف خود مورد استفاده قرار میگیرند». این امر «انسجام را افزایش داده و بار گزارشدهی برای تولیدکنندگان و خریداران فعال در چندین حوزه قضایی را کاهش میدهد، تجارت مواد و محصولات کمانتشار و نزدیک به صفر انتشار را تسهیل کرده و یک زبان مشترک برای ردیابی تحولات بازار فراهم میکند – با ارسال سیگنالی به بازارهای جهانی درباره مسیر حرکت و اطمینان بیشتر برای سرمایهگذاری در فناوریهای جدید».
در مورد سیمان، کاهش انتشار گازهای گلخانهای (GHG emissions) مرتبط با تولید، کار سادهای نیست. تولید سیمان به دماهای بالای ۱۴۰۰ درجه سلسیوس نیاز دارد که این گرما عمدتاً از سوختهای فسیلی تولید میشود. از این گرما برای آزاد کردن دیاکسید کربن از سنگ آهک جهت تولید کلینکر (clinker) استفاده میشود که سپس آسیاب شده تا سیمان تولید شود؛ این یعنی حدود نیمی از انتشارات تولید ناشی از تولید کلینکر است. در همین حال، تقاضا برای سیمان بهویژه در جهان جنوب سالانه در حال افزایش است.
چالشهای فنی کربن زدایی از فولاد و سیمان
کربن زدایی از فولاد و سیمان علیرغم چالشهای پیشروی کربنزدایی، یک تحلیل در سال ۲۰۲۰ توسط شرکت سرمایهگذاری خطرپذیر ۲۱۵۰ نشان داد که نوآوری قابل توجهی در تولید سیمان در حال ظهور است. و هنگام ارزیابی اخیر این صنعت، ۲۱۵۰ دریافت که بیش از ۶۰ شرکت در زمینه بتن کمکربن فعال هستند که توسط سطوح بالاتر تأمین مالی عمومی و خصوصی پشتیبانی میشوند. چندین تولیدکننده و مصرفکننده سیمان اکنون اهداف صفر خالص را معرفی کردهاند که از جمله آنها شرکتهای بزرگ تولیدی Holcim و Heidelberg Materials هستند.
در سمت تقاضا، ایجاد تغییراتی مانند افزایش عمر ساختمانها، استفاده مجدد از بتن و طراحی هوشمندتر میتواند تا ۲۲ درصد از انتشارات بکاهد. در همین حال، شرکتهایی مانند هایمدال (Heimdal) و سیچنج (SeaChange) امیدوارند با استفاده از سنگ آهک کربنمنفی تولیدشده از دیاکسیدکربن موجود در آب دریا، انتشارات را کاهش دهند، در حالی که شرکتهای روندو (Rondo) و آنتورا (Antora) در حال بررسی ذخیرهسازی انرژی حرارتی برای افزایش استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در تولید سیمان هستند. انتظار میرود کاهش موفقیتآمیز انتشار کربن این صنعت، مستلزم طیفی از اقدامات از جمله جایگزینی سوختهای فسیلی با جایگزینهای تجدیدپذیر برای انرژی و گرما و ادغام فناوریهای جذب و ذخیرهسازی کربن (CCS) در عملیات باشد.
نقش بازار و مشارکتهای صنعتی در تسریع کربن زدایی از فولاد و سیمان
در همین حال، پایدارتر کردن تولید فولاد پیچیده است، اما چندین شرکت در حال حاضر پیشرفتهایی در این زمینه داشتهاند. در نیم قرن گذشته، تغییر از کورههای بلند سنتی به کورههای قوس الکتریکی استفاده از انرژی در تولید فولاد را ۶۰ درصد کاهش داده است. استفاده بیشتر از انرژیهای تجدیدپذیر، ادغام فناوریهای جذب و ذخیرهسازی کربن و دیجیتالیسازی بیشتر میتواند به بهبود بیشتر کارایی و کاهش انتشارات در سالهای آینده کمک کند.
خبر خوب این است که علاقهمندی مصرفکنندگان به خرید سیمان و فولاد پاکتر افزایش یافته است. در ماه اوت، استارتاپهای سیمان Sublime Systems و Brimstone هر دو از مشارکتهای جدیدی با شرکتهای مراکز داده خبر دادند که هدف آن کربنزدایی از عملیات تولید سیمان است.
شرکت Sublime در ماه اوت به عنوان بخشی از یک پروژه نمایشی، یک «بتنریزی آزمایشی» با استفاده از سیمان بدون سوخت فسیلی خود را در یک مرکز داده متعلق به Stack Infrastructure در ویرجینیا انجام داد. در همین حال، Brimstone توافقنامهای با Amazon امضا کرده است که در قالب آن، آمازون تأمینهای آینده سیمان پایدار Brimstone را پیشخرید کرده است.
چرا کربن زدایی از فولاد و سیمان اهمیت دارد؟
زیرا صنایع فولاد و سیمان در مجموع حدود ۱۴ درصد از انتشارات مرتبط با انرژی جهانی را تشکیل میدهند و بدون کاهش انتشار در این بخشها، دستیابی به اهداف اقلیمی جهانی دشوار خواهد بود.
چرا کاهش انتشار در صنعت سیمان دشوار است؟
تولید سیمان به دمایی حدود ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد نیاز دارد که عمدتاً از سوختهای فسیلی تأمین میشود. همچنین فرآیند تولید کلینکر بهطور شیمیایی موجب آزادسازی دیاکسیدکربن میشود و حدود نیمی از انتشار این صنعت از همین مرحله ناشی میشود.
چه فناوریهایی برای تولید سیمان سبز در حال توسعه هستند؟
فناوریهایی مانند تولید سنگ آهک کربنمنفی، استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در کورهها، ذخیرهسازی انرژی حرارتی و ادغام فناوری جذب و ذخیرهسازی کربن (CCS) از جمله راهکارهای نوظهور هستند. شرکتهایی مانند Sublime Systems و Brimstone در این حوزه فعالاند.
چگونه میتوان تولید فولاد را پایدارتر کرد؟
با جایگزینی کورههای بلند سنتی با کورههای قوس الکتریکی، افزایش استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، دیجیتالیسازی فرآیندهای صنعتی و ادغام فناوریهای جذب و ذخیرهسازی کربن میتوان انتشار را کاهش داد.
نقش استانداردهای بینالمللی در کربن زدایی چیست؟
استانداردهای جهانی قابل مقایسه امکان اندازهگیری شفاف انتشار، برچسبگذاری محصولات کمکربن و تسهیل تجارت بینالمللی را فراهم میکنند. آژانس بینالمللی انرژی بر ایجاد چنین استانداردهایی تأکید کرده است.
آیا تقاضای بازار بر توسعه فولاد و سیمان سبز تأثیر دارد؟
بله. افزایش تمایل مصرفکنندگان و شرکتهای بزرگ به خرید مواد کمانتشار، محرک مهمی برای سرمایهگذاری در فناوریهای نو است. برای نمونه، Amazon تأمینهای آینده سیمان پایدار را پیشخرید کرده است.
منبع: فلیسیتی برداستاک برای Oilprice.com
آرویج انرژی با ارائه خدمات مشاورهای، راهکارهای ORC، سیستمهای بازیابی انرژی و پروژههای کمکربن، به صنایع مختلف کمک میکند تا مسیر توسعه پایدار و کربن زدایی از فولاد و سیمان را هموار کنند. بازدید از وبسایت آرویج انرژی فرصتی است برای آشنایی با فناوریهای نوین، خدمات تخصصی و پروژههای موفق در زمینه انرژی پاک و مدیریت انتشار کربن.
