فولاد سبز معمای بقا و برتری
صنعت فولاد در آستانه یک تحول تاریخی قرار دارد. این صنعت که همواره به عنوان موتور محرک اقتصاد جهانی شناخته شده، امروز با یک چالش جدی روبه‌رو است چگونه می‌توان همزمان با پاسخگویی به تقاضای روزافزون فولاد ردپای کربن را نیز به حداقل رساند. راه‌حل این معما درفولاد سبز نهفته است؛ فولادی که با استفاده از فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند احیای مستقیم با هیدروژن سبز، برق تجدیدپذیر و مواد اولیه بازیافتی تولید می‌شود. این تحول نه تنها یک ضرورت زیست‌محیطی، بلکه یک فرصت اقتصادی و فناورانه بی‌نظیر برای صنعت فولاد به شمار می‌رود.
صنعت فولاد جهانی که با تولید سالانه ۱.۸ میلیارد تن، سهم قابل توجهی در انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد، اکنون شاهد تحولی اساسی است. شرکت Ruukki با معرفی محصولات LowCarbon، راه‌حلی عملی برای کاهش ۷۰ درصدی انتشار کربن ارائه کرده است.
صنعت فولاد، با ظرفیت تولید جهانی بیش از ۱.۸ میلیارد تن در سال ۲۰۲۴، عمدتاً بر پایه فرآیندهای سنتی مانند کوره بلند تکیه دارد که نه‌تنها انرژی‌بر است بلکه دی‌اکسیدکربن زیادی را به‌عنوان محصول جانبی منتشر می‌کند. برآوردهای مهندسی نشان می‌دهند که هر تن فولاد مرسوم حدود ۱.۸۵ تن دی‌اکسیدکربن منتشر می‌کند که بیش از ۸۰ درصد آن از مرحله احیای سنگ‌آهن ناشی می‌شود. در مقابل، در فرآیند احیا مستقیم با ردپای کربن صفر، هیدروژن سبز (تولیدشده از الکترولیز آب با برق تجدیدپذیر) اکسیژن را از اکسید آهن جدا می‌کند و فقط آب را به‌عنوان محصول جانبی تولید می‌کند. یکی از معروف‌ترین فناوری‌های احیا مستقیم بر پایه هیدروژن توسط کنسرسیوم HYBRIT در سوئد توسعه یافته که ظرفیت کاهش انتشار تا ۹۵ درصد را دارد.
شرکت ساخت‌وساز Ruukki، بخشی از گروه معظم SSAB، با معرفی و عرضه محصولات جدید تحت عنوان LowCarbon از سال ۲۰۲۴، گام بلندی در این جهت برداشته است. این عرضه، که شامل محصولات ساختمانی با انتشار کربن تا ۷۰ درصد کمتر از محصولات استاندارد است، بر پایه فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند آهن‌سازی HYBRIT، فولادسازی بر اساس بازیافت SSAB Zero و پوشش‌های محیط دوست GreenCoat (بر پایه رزین‌های گیاهی) بنا شده است. این عرضه با استفاده از فناوری‌های نوین در صنعت فولاد سبز هدف، روشی جامع از چگونگی ادغام نوآوری‌های مهندسی در زنجیره ارزش فولاد برای دستیابی به اهداف پایدار ارائه کرده است. شرکت Ruukki، با سابقه مهندسی بیش از ۵۰ سال در تولید محصولات ساختمانی، چالش‌های زیست‌محیطی را به فرصت تبدیل کرده است. عرضه محصولات LowCarbon نه‌تنها پاسخی به مقررات سخت‌گیرانه اتحادیه اروپا است، بلکه ابزاری برای مشتریان جهت دستیابی به گواهینامه‌های ورود به بازارهای منطقه‌ای و بین‌المللی فراهم می‌کند. از منظر مهندسی، این عرضه بر ارزیابی چرخه حیات (LCA) تکیه دارد که انتشار کربن را از استخراج تا بازیافت محاسبه می‌کند.
زنجیره تامین سبز تر می‌شود
عرضه این محصولات در اسکاندیناوی با عنوان اولیه Ruukki Classic LowCarbon آغاز شد که شامل پروفیل‌ها و پوشش‌های سقفی با انتشار کربن تا ۷۰ درصد کمتر از محصولات مشابه و استاندارد است. این محصول در کارخانه‌های فنلاند، سوئد، استونی و لهستان با برق غیرفسیلی تولید می‌شود که انتشار محدوده‌های ۱ و ۲ را به حداقل می‌رساند. از نظر مواد، هسته اصلی این محصولات SSAB Zero است، یعنی فولادی با حداقل ۸۰ درصد محتوای بازیافتی که از ضایعات صنعتی به‌دست می‌آید. فرآیند ذوب در کوره قوس الکتریکی برای این فولاد، انرژی کمتری مصرف می‌کند و انتشار را تا ۷۰ درصد کاهش می‌دهد. پوشش‌های GreenCoat بر پایه رزین‌های گیاهی، دوام تا ۵۰ سال را تضمین می‌کنند و انتشار ترکیبات آلی فرار مضر را به صفر می‌رساند. همچنین بسته‌بندی بهینه‌شده با مواد قابل بازیافت و حمل‌ونقل کم‌کربن (مانند قطارهای برقی) زنجیره تأمین را سبزتر می‌کند. از دیدگاه مهندسی، این پروفیل‌ها با استانداردهای بین‌المللی کاملاً سازگار هستند و مقاومت کششی تا ۵۵۵ مگاپاسکال دارند. ضخامت استاندارد ۰.۵ میلی‌متر، وزن سبک (کمتر از ۵ کیلوگرم بر مترمربع) و قابلیت ادغام با سیستم‌های خورشیدی، آن را برای کاربردهای مدرن ایدئال می‌سازد. محاسبات LCA نشان می‌دهد که استفاده از یک سقف ۱۰۰۰ مترمربعی LowCarbon معادل حذف انتشار یک خودرو متوسط در یک سال (حدود ۲ تن دی‌اکسیدکربن) است.
از اواسط ۲۰۲۵، شرکت Ruukki سری جدید محصولات کم‌کربن را با استفاده از خروجی فناوری HYBRIT گسترش داد. نمونه آن ساندویچ پنل‌های Ruukki Life LowCarbon برای مراکز داده است که با کلاس خوردگی و مقاومت آتش بسیار خوب هستند (خصوصیاتی که برای کنترل دما در مراکز داده حیاتی هستند). این پنل‌ها از فولاد غیر فسیلی SSAB ساخته شده‌اند، با لایه میانی از شیشه بازیافتی (۷۰ درصد)، که عایق حرارتی بالایی را فراهم می‌کند. انتشار کربن این محصولات تا ۵۰ درصد کمتر از استاندارد است، زیرا تولید آن با سوخت‌های زیستی و برق غیر فسیلی انجام می‌شود. این پروژه آزمایشی با همکاری شرکت Amazon Web Services در منطقه اسکاندیناوی، نشان‌دهنده کاربرد عملی آن در ساخت سه مرکز داده است. محاسبات نشان می‌دهد که تولید بر پایه HYBRIT انرژی ۳۰ درصد کمتری نسبت به روش کوره قوس سنتی مصرف می‌کند و سرباره کمتری تولید می‌کند که بازیافت آن را آسان‌تر می‌سازد. از سال ۲۰۲۶، تمام محصولات LowCarbon از فولاد غیرفسیلی SSAB استفاده خواهند کرد که این امر زنجیره ارزش را به سطح جدیدی از پایداری می‌رساند. عرضه LowCarbon فراتر از سقف‌ها، می‌تواند به دیوارها، کلدینگ و فضاسازی سیستم‌های انرژی گسترش یابد. در مراکز داده که مصرف انرژی‌شان ۱ تا ۲ درصد جهانی است، پنل‌های LowCarbon با عایق‌بندی بالا، مصرف انرژی را تا ۱۵ درصد کاهش می‌دهند. مطالعه موردی AWS نشان می‌دهد که ادغام HYBRIT نه‌تنها انتشار را کم می‌کند، بلکه با مدول الاستیسیته ۲۱۰ گیگاپاسکال دوام سازه را در برابر لرزش‌های سرور افزایش می‌دهد.
در پروژه‌های ساختمانی عمومی، مانند ساختمان‌های مسکونی، LowCarbon با پوشش‌های زیستی، مقاومت UV و خوردگی را بهبود می‌بخشد. شبیه‌سازی‌ها برای تست تنش‌های حرارتی نشان‌دهنده عمر مفید ۷۰ ساله این محصولات است. از سپتامبر ۲۰۲۵، شرکت Ruukki اهداف اقلیمی را به کل زنجیره ارزش گسترش خواهد داد که باعث کاهش ۸۵ درصدی محدوده ۱ و ۲ تا سال ۲۰۳۵، و ۴۰ درصدی محدوده ۳، و ۹۰ درصدی تا سال ۲۰۴۵ خواهد شد. طبیعی است که این تعهدات، صنعت را به سمت استفاده از فناوری‌های الکترولیز سبز و جذب و ذخیره‌سازی کربن (CCUS) سوق می‌دهد، جایی که Ruukki نقش پیشرو ایفا می‌کند. عرضه محصولات LowCarbon نمادی از همگرایی مهندسی و پایداری است که با فناوری‌هایی مانند HYBRIT، مرزهای فولاد سبز را جابه‌جا می‌کند. با کاهش انتشار تا ۷۰ درصد و گسترش به کاربردهای نوین، این ابتکار نه‌تنها مقررات را برآورده می‌کند، بلکه آینده‌ای کارآمدتر می‌سازد. صنعت فولاد، با اتکا به نوآوری‌های Ruukki، می‌تواند به اهداف اقلیمی دست یابد و پایداری نسل‌های آینده را تضمین کند.
تولید فولاد سبز در ایران
تولید فولاد سبز در ایران هنوز به طور گسترده رواج پیدا نکرده و بیشتر در مرحله تحقیق و توسعه و پروژه‌های آزمایشی قرار دارد. با این حال، صنعت فولاد سبز در جهان به سرعت در حال گسترش است و ایران نیز به دنبال دستیابی به تکنولوژی تولید فولاد با کاهش قابل توجه آلاینده هاست. تفاوت فولاد سبز با فولاد سنتی در روش تولید آن است؛ در فولاد سبز یا Green steel، از انرژی‌های پاک و روش‌های کم کربن استفاده می‌شود تا میزان دی اکسید کربن و آلاینده‌های محیط زیستی به حداقل برسد، در حالی که فولاد سنتی عمدتا با ذوب سنگ آهن در کوره‌های بلند و مصرف سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود. کاربرد فولاد سبز گسترده است و در صنایع خودروسازی، ساخت‌وساز و تجهیزات سنگین به دلیل کیفیت بالا و کاهش اثرات زیست محیطی آن مورد توجه قرار گرفته است. ایران با توجه به منابع غنی آهن و تجربه طولانی در تولید فولاد سنتی، می‌تواند ظرف ۵ تا ۱۰ سال آینده به تولید صنعتی آهن سبز دست یابد، به شرط سرمایه‌گذاری در روش‌های نوین تولید فولاد سبز و فناوری‌های کاهش انتشار کربن. روش تولید فولاد سبز شامل استفاده از هیدروژن به جای کربن، بازیافت انرژی و بهره گیری از منابع انرژی تجدیدپذیر است.
سخن پایانی
عبور از تولید سنتی فولاد و بهره‌مندی از تولید فولاد سبز، تحولی عظیم و پر هزینه در صنعت فولادسازی است که نیازمند سرمایه گذاری‌های کلان در تولید انرژی‌های تجدیدپذیر و توسعه فناوری‌های نوین است. اتحادیه اروپا با هدف دستیابی به انتشار خالص صفر کربن تا سال ۲۰۵۰، این مسیر را در پیش گرفته و شرکت‌های بزرگی مانند آرسلور میتال نیز متعهد به این هدف شده‌اند. اما هزینه‌های این تحول بسیار بالاست و تخمین زده می‌شود که کربن زدایی از صنعت فولاد در اروپا حدود ۴۰ میلیارد دلار هزینه داشته باشد.
