کربن‌زدایی بخش‌های صنعتی

‌می‌متالز - کربن‌زدایی صنعت از نظر فنی امکان‌پذیر است، حتی اگر موانع فنی و اقتصادی ایجاد شود. اگرچه کربن‌زدایی عمیق امکان‌پذیر است، اما نیازمند سرمایه‌گذاری‌های اساسی و تغییرات بزرگ در سیستم انرژی است. پیشرفت‌های تکنولوژیک، کاهش قیمت انرژی، تغییر ترجیحات مصرف کننده یا مقررات جدید برای دستیابی به این هدف، حیاتی خواهند بود.

به گزارش می‌متالز، در توافق‌نامه پاریس در سال ۲۰۱۵، کشور‌های عضو توافق کردند که گرمایش جهانی را به ۵/ ۱ درجه سانتی‌گراد در مقایسه با سطوح پیش از صنعتی شدن محدود کنند. این امر به معنای کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای، به میزان ۸۰ تا ۹۵ درصد نسبت به میزان سال ۱۹۹۰ است که تا سال ۲۰۵۰ تکمیل می‌شود. از آنجا که صنعت حدود ۲۸ درصد از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای جهانی را در سال ۲۰۱۴ به خود اختصاص داده، نتیجه این است که بدون کربن‌زدایی فعالیت‌های صنعتی نمی‌توان به این اهداف دست یافت. سایت‌های صنعتی عمر طولانی دارند. بنابراین، ارتقا یا جایگزینی این امکانات برای کاهش انتشار کربن مستلزم آن است که برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری از قبل شروع شود. گزینه‌های کربن زدایی فرآیند‌های صنعتی، به ویژه در بخش‌های سیمان، فولاد، اتیلن و آمونیاک مهم و اساسی است، زیرا به دلیل سهم نسبتا بالای انتشار گاز‌های گلخانه‌ای از مواد اولیه و گرمای با دمای بالا در این بخش‌ها در مقایسه با سایر بخش‌ها، کاهش آنها، سخت است؛ بنابراین نتیجه گرفته می‌شود که کربن‌زدایی صنعت از نظر فنی امکان‌پذیر است، حتی اگر موانع فنی و اقتصادی ایجاد شود. بخش صنعت هم یک نیروگاه اقتصادی جهانی و هم یکی از تولیدکنندگان اصلی انتشار گاز‌های گلخانه‌ای است. بخش صنعت منبع حیاتی ثروت، رفاه و ارزش اجتماعی در مقیاس جهانی است. شرکت‌های صنعتی، دارای حدود یک‌چهارم تولید ناخالص داخلی و اشتغال جهانی‌اند و مواد و کالا‌هایی را می‌سازند که جزئی از زندگی روزمره ما هستند، مانند کود برای تغذیه جمعیت رو به رشد جهانی، فولاد و پلاستیک برای خودرو‌هایی که می‌رانیم، و سیمان برای ساختمان‌ها.

در سال ۲۰۱۴، انتشار مستقیم گاز‌های گلخانه‌ای از فرآیند‌های صنعتی و انتشار غیرمستقیم گاز‌های گلخانه‌ای ناشی از تولید برق مورد استفاده در صنعت، ۱۵ گیگاتن دی اکسید کربن (۲۸ درصد) از مجموع انتشار گاز‌های گلخانه‌ای جهانی را تشکیل می‌داد. دی اکسید کربن بیش از ۹۰ درصد از انتشار مستقیم و غیرمستقیم گاز‌های گلخانه‌ای ناشی از فرآیند‌های صنعتی را شامل می‌شود. بین سال‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۱۴، انتشار گاز‌های گلخانه‌ای از بخش صنعت ۶۹ درصد (۲/ ۲ درصد در سال) افزایش یافت، در حالی که انتشارات سایر بخش‌ها مانند نیرو، حمل ونقل و ساختمان‌ها ۲۳ درصد (۹/ ۰ درصد در سال) افزایش یافت. تقریبا ۴۵ درصد از انتشار دی اکسید کربن صنعت ناشی از تولید سیمان ۳ گیگاتن، فولاد ۹/ ۲ گیگاتن، آمونیاک ۵/ ۰ گیگاتن و اتیلن ۲/ ۰ گیگاتن است.

در اینجا، چهار بخش مورد توجه است. در این چهار بخش از فرآیند تولید، حدود ۴۵ درصد از انتشار دی اکسید کربن از مواد اولیه حاصل می‌شود که مواد اولیه‌ای هستند که شرکت‌ها به محصولات صنعتی تبدیل می‌کنند (به عنوان مثال، سنگ آهک در تولید سیمان و گاز طبیعی در تولید آمونیاک).۳۵ درصد دیگر از انتشار دی اکسید کربن ناشی از سوزاندن سوخت برای تولید گرمای با دمای بالا است.۲۰ درصد باقیمانده از انتشار دی‌اکسید کربن نتیجه سایر نیاز‌های انرژی است: یا سوزاندن سوخت‌های فسیلی در محل برای تولید گرمای متوسط یا پایین، و سایر استفاده‌ها در سایت‌های صنعتی (حدود ۱۳ درصد) یا رانندگی با ماشین (حدود ۷ درصد).

پس از پیشرفت در بخش‌های برق، حمل و نقل و ساختمان، کربن‌زدایی صنعتی، مرز بعدی است. تلاش‌های جهانی منجر به نوآوری و افزایش فناوری‌های کربن زدایی برای بخش‌های برق، ساختمان‌ها و حمل ونقل شده است. این امر منجر به کاهش عمده هزینه‌های این فناوری‌ها شده است. به عنوان مثال می‌توان به کاهش اخیر در هزینه‌های ماژول‌های فتوولتائیک خورشیدی و وسایل نقلیه الکتریکی اشاره کرد. نوآوری و کاهش هزینه کمتری برای فناوری‌های کربن‌زدایی صنعتی صورت گرفته است. این باعث می‌شود مسیر‌های کاهش انتشار دی اکسید کربن صنعتی کمتر از سایر بخش‌ها مشخص باشد. علاوه بر این، کاهش انتشار دی اکسید کربن در چهار بخش متمرکز به چهار دلیل فنی دشوار است. اول اینکه، ۴۵ درصد انتشار دی اکسید کربن ناشی از مواد اولیه را نمی‌توان با تغییر در سوخت کاهش داد، فقط با تغییر در فرآیند‌ها ممکن است. دوم اینکه، ۳۵ درصد از انتشارات ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای تولید گرمای با دمای بالا است (در بخش‌های متمرکز، دمای فرآیند می‌تواند به ۷۰۰ تا بیش از ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد). کاهش این گاز‌های گلخانه‌ای با تغییر به سوخت‌های جایگزین مانند الکتریسیته با کربن صفر دشوار خواهد بود، زیرا این امر مستلزم تغییرات قابل توجهی در طراحی کوره است. سوم اینکه، فرآیند‌های صنعتی بسیار یکپارچه هستند، بنابراین هر تغییری در بخشی از یک فرآیند باید با تغییراتی در سایر بخش‌های آن فرآیند همراه باشد. در نهایت، تاسیسات تولید طول عمر طولانی دارند، معمولا بیش از ۵۰ سال (با تعمیر و نگهداری منظم). تغییر فرآیند‌ها در سایت‌های موجود، مستلزم بازسازی یا مقاوم‌سازی پرهزینه است. عوامل اقتصادی، در کاهش گاز‌های گلخانه‌ای بسیار موثر بوده و می‌توانند به چالش‌ها در این موضوع بیفزایند. سیمان، فولاد، آمونیاک و اتیلن محصولاتی هستند که هزینه آن‌ها در تصمیم‌گیری‌های خرید مهم است. عمده این محصولات در سطح جهانی معامله می‌شوند. به‌طور کلی، در هر چهار بخش، برای عوامل خارجی، قیمت‌گذاری صورت نمی‌گیرد و تمایل به پرداخت بیشتر برای یک محصول پایدار یا کربن‌زدایی هنوز وجود ندارد. بنابراین، شرکت‌هایی که هزینه‌های تولید خود را با اتخاذ فرآیند‌ها و فناوری‌های کم‌کربن افزایش می‌دهند، برای تولیدکنندگان صنعتی که این کار را نمی‌کنند، در ضرر اقتصادی قرار خواهند گرفت.