صنعت فولاد در حال آزمایش فن‌آوری‌های جدیدی است که به سوخت‌های فسیلی متکی نیستند.
در شهر ووبرن، ماساچوست، حومه‌ای در شمال بوستون، کادری از مهندسان و دانشمندان با کت‌های سفید، یک پشته منظم از آجر را بازرسی کردند. شمش‌های فولادی به رنگ خاکستری تفنگی روی میز داخل یک فضای آزمایشگاهی با نور نئون.

آنچه به دنبال آن بودند، دسته‌ای از فولاد بود که با استفاده از یک روش تولید نوآورانه ایجاد شد، روشی که بوستون متال، شرکتی که یک دهه پیش از MIT جدا شد، امیدوار است که به طرز چشمگیری شکل آلیاژ را برای قرن‌ها تغییر دهد. با استفاده از الکتریسیته برای جداسازی آهن از سنگ معدن خود، این شرکت ادعا می کند که می تواند بدون انتشار دی اکسید کربن، فولاد بسازد و راهی برای پاکسازی یکی از بدترین صنایع جهان برای انتشار گازهای گلخانه ای ارائه دهد.

یک ورودی ضروری برای در مهندسی و ساخت و ساز، فولاد یکی از محبوب ترین مواد صنعتی در جهان است که سالانه بیش از 2 میلیارد تن تولید می شود. با این حال، این فراوانی قیمت گزافی برای محیط زیست دارد. فولادسازی 7 تا 11 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای جهان را به خود اختصاص می دهد و آن را به یکی از بزرگترین منابع صنعتی آلودگی جو تبدیل می کند. و از آنجایی که تولید ممکن است تا سال 2050 یک سوم افزایش یابد، این بار زیست محیطی می تواند افزایش یابد.

این یک چالش مهم برای مقابله با بحران آب و هوا است. سازمان ملل می‌گوید کاهش قابل‌توجه انتشار کربن صنعتی برای حفظ گرمایش جهانی زیر سطح 1.5 درجه سانتی‌گراد تعیین‌شده در توافق‌نامه آب‌وهوای پاریس در سال 2015 ضروری است. بر اساس برآوردهای آژانس بین‌المللی انرژی، برای انجام این کار، انتشار گازهای گلخانه‌ای از فولاد و سایر صنایع سنگین باید تا سال 2050 تا 93 درصد کاهش یابد.

در مواجهه با فشار فزاینده‌ای از سوی دولت‌ها و سرمایه‌گذاران برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، تعدادی از آنها مواجه هستند. فولادسازان - از جمله تولیدکنندگان بزرگ و استارت آپ ها - در حال آزمایش با فناوری های کم کربن هستند که از هیدروژن یا الکتریسیته به جای تولید سنتی با کربن فشرده استفاده می کنند. برخی از این تلاش‌ها به واقعیت تجاری نزدیک می‌شوند.

«آنچه در مورد آن صحبت می‌کنیم صنعتی سرمایه‌بر و ریسک‌گریز است که در آن اختلال بسیار نادر است. اتاق فکر تحقیقاتی مستقر در پاریس. بنابراین، او افزود، «هیجان‌انگیز» است که اتفاقات زیادی در یک زمان رخ می‌دهد.

هنوز، کارشناسان موافقند که تغییر صنعت جهانی که در سال 2017 بیش از 2.5 تریلیون دلار درآمد داشت و بیش از 6 میلیون نفر را استخدام می‌کرد. تلاش زیادی خواهد کرد فراتر از موانع عملی برای افزایش به موقع فرآیندهای جدید برای رسیدن به اهداف جهانی آب و هوا، نگرانی هایی در مورد چین وجود دارد، جایی که بیش از نیمی از فولاد جهان در آن ساخته می شود و برنامه های آن برای کربن زدایی بخش فولاد مبهم است.

" باتای می‌گوید: مطمئناً راه‌حل ساده‌ای برای کربن‌زدایی صنعتی مانند این نیست. "اما چاره ای نیست. آینده این بخش - و آب و هوای ما - فقط به همین بستگی دارد."

فولادسازی مدرن شامل چندین مرحله تولید است. معمولاً سنگ آهن خرد شده و به سینتر (جامد خشن) یا گلوله تبدیل می شود. به طور جداگانه، زغال سنگ پخته شده و به کک تبدیل می شود. سپس سنگ معدن و کک با سنگ آهک مخلوط شده و به یک کوره بلند بزرگ که در آن جریان هوای بسیار داغ از پایین وارد می شود، وارد می شود. در دمای بالا، کک می سوزد و مخلوط، آهن مایع تولید می کند که به آهن خام یا آهن کوره معروف است. مواد مذاب سپس به یک کوره اکسیژن می رود، در آنجا با اکسیژن خالص از طریق لنس خنک شده با آب منفجر می شود، که کربن را مجبور می کند تا فولاد خام را به عنوان محصول نهایی باقی بگذارد.

این روش، اولین بار توسط انگلیسی ثبت شده است. مهندس هنری بسمر در دهه 1850، انتشار دی اکسید کربن را به روش های مختلف تولید می کند. اول، واکنش های شیمیایی در کوره بلند منجر به انتشار گازهای گلخانه ای می شود، زیرا کربن به دام افتاده در کک و سنگ آهک با اکسیژن موجود در هوا متصل می شود تا دی اکسید کربن را به عنوان یک محصول جانبی ایجاد کند. علاوه بر این، سوخت‌های فسیلی معمولاً برای گرم کردن کوره بلند و نیروگاه‌های پخت و گندله‌سازی و همچنین کوره‌های کک سوزانده می‌شوند و در این فرآیند دی اکسید کربن منتشر می‌کنند.

حدود ۷۰ درصد فولاد جهان. از این طریق تولید می شود و به ازای هر تن فولاد تولیدی نزدیک به دو تن دی اکسید کربن تولید می شود. 30 درصد باقیمانده تقریباً تماماً از طریق کوره های قوس الکتریکی ساخته می شود که از جریان الکتریکی برای ذوب فولاد استفاده می کنند - قراضه عمدتاً بازیافتی - و انتشار CO2 بسیار کمتری نسبت به کوره های بلند دارند.

اما به دلیل عرضه ضایعات محدود است. جفری ریسمن، مدیر برنامه های صنعتی و رئیس مدل سازی در شرکت انرژی و اقلیم انرژی مستقر در سانفرانسیسکو، گفت: همه تقاضاهای آینده را نمی توان از این طریق برآورده کرد. او گفت که با اتخاذ سیاست های صحیح، بازیافت می تواند تا 45 درصد تقاضای جهانی را در سال 2050 تامین کند. مابقی با جعل فولاد مبتنی بر سنگ معدنی اولیه، که بیشترین انتشار گازهای گلخانه ای از آنجا حاصل می شود، ارضا خواهند شد." باید اساساً نحوه ساخت مواد را تغییر شکل دهد - و این کار را نسبتاً سریع انجام دهید."

رقابت , تولید , فولاد