صرفه‌جویی ۷۵ درصدی انرژی با قراضه

به گزارش می متالز، به گفته کارشناسان، بهره‌گیری از قراضه منجر به کاهش هزینه در واحدهای تولیدکننده فولاد می‌شود و این یکی از مهم‌ترین مزیت‌های مصرف قراضه نسبت به آهن اسفنجی برای تولید فولاد به‌شمار می‌رود.قراضه‌ها از اهمیت فراوانی برخوردارند زیرا دوباره وارد چرخه تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

از این‌رو از آهن قراضه به‌عنوان طلای صنعت فولاد یاد می‌شود. امروز قراضه آهن و فولاد نه‌تنها در بازارهای داخلی که در بازارهای جهانی از رونق بسیار خوبی برخوردار است زیرا استفاده از قراضه‌ها در چرخه تولید، صرفه‌جویی ۷۵درصدی در مصرف انرژی را نیز به‌دنبال خواهد داشت. به‌طور کلی بازیافت از هدررفتن منابع سودمند و سرمایه‌های ملی جلوگیری می‌کند و مصرف مواد خام و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. بازار قراضه فولادی به دلیل کاربرد بالایی که در تولید فولاد دارد، از اهمیت زیادی در کشورهای توسعه‌یافته و درحال توسعه برخوردار است. در این بین کشور ترکیه به‌دلیل کمبود منابع سنگ‌آهن برای توسعه صنعت فولاد، فناوری کارخانه‌های خود را براساس استفاده از قراضه طراحی کرده است. صنعت فولاد ترکیه برخلاف ایران به آهن قراضه متکی است.

مزایای استفاده از قراضه

با وجود چالش‌های عنوان شده برای استفاده از قراضه، کاهش مصرف منابع انرژی و آب در تولید فولاد، در صورت افزایش سهم کاربرد قراضه، عاملی است که صنایع تولیدکننده به‌ویژه کشورهایی که دسترسی به منابع ارزان انرژی ندارند را به سمت استفاده از قراضه سوق می‌دهد. به گزارش روزگار معدن، بر اساس گزارش منتشر شده در مطالعات طرح جامع فولاد کشور، در صورت جایگزینی قراضه با بریکت آهن اسفنجی، مقدار هزینه کل در کوره قوس افزایش پیدا خواهد کرد اما در همین گزارش اشاره شده که در صورت شارژ کوره قوس با ۱۰۰درصد قراضه در مقایسه با شارژ کوره قوس با ۹۰درصد بریکت و ۱۰درصد قراضه، مصرف برق در کوره قوی ۱۶درصد و مصرف گاز اکسیژن نیز ۴۰درصد کاهش می‌یابد. در صورت درنظر گرفتن انرژی مواد مصرف شده در مراحل پیش از تولید آهن اسفنجی یا بریکت، به عبارتی انرژی و آب مصرف شده در بخش‌های استخراج سنگ‌آهن تولید کنسانتره آهن، اکسیژن‌سازی، گندله‌سازی، کلوخه‌سازی و احیا کاهش می‌یابد. از طرفی با توجه به آمارهای ارائه شده تخمین زده می‌شود با جایگزین کردن قراضه، بیش از ۸۰درصد مصرف گاز، حدود ۳۰درصد مصرف برق و حدود ۴۰درصد مصرف آب برابر با تولید یک تن فولاد از منابع اولیه کاهش یابد. عرضه قراضه پیرو مقدار قراضه موجود و نرخ آن است. در صورت پایین بودن نرخ قراضه، تنها منابع قراضه‌ای که دسترسی به آنها به آسانی امکان‌پذیر باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرند و در صورت افزایش نرخ قراضه، آماده کردن آن از منابع کمتر در دسترس نیز به‌صرفه خواهد بود. در کشور در دهه ۸۰ و به دلیل سطح بالای فعالیت‌های ساختمانی و عمرانی، تامین قراضه از بخش مسکن تا حد زیادی جوابگوی فعالیت‌های داخلی و حتی صادرات بوده است اما رکود بازار مسکن و درنتیجه محدودیت منابع، باعث افزایش نرخ قراضه شده است. افزایش نرخ قراضه از یک‌سو باعث ترغیب عرضه‌کنندگان و از سوی دیگر باعث کاهش جذابیت استفاده از این منبع برای تولیدکنندگان شده است و به‌دنبال جایگزین کردن آن با سایر منابع هستند. در صورت مدیریت درست قراضه، امکان کاهش مصرف منابع آب و انرژی به مقدار قابل‌توجهی وجود دارد، از این‌رو ابتدا لازم است تخمینی از قراضه بالقوه در دسترس وجود داشته و سیاست‌گذاری‌های مناسب برای بالفعل کردن این ظرفیت اعمال شود.

مدیریت قراضه

ایران به عنوان کشوری غنی از منابع طبیعی شناخته می‌شود. دسترسی به منابع غنی سنگ‌آهن و انرژی ارزان از نقاط قوت ایران در توسعه صنایع انرژی‌بر بوده و از طرفی جایگاه صنعت فولاد به عنوان تامین‌کننده ماده اولیه برای توسعه زیرساخت‌ها در کشور شناخته شده است. صنایع فولاد ایران با تولید ۱.۱۶ و ۹.۱۷ میلیون تن فولاد در سال‌های ۲۰۱۵ (۱۳۹۳ خورشیدی) و ۲۰۱۶ (۱۳۹۴ خورشیدی) توانسته‌اند سهم یک‌درصدی از تولید فولاد جهان را به خود اختصاص دهند و در جایگاه چهاردهم جهان قرار گیرند. از سوی دیگر برنامه جامعی برای افزایش تولید در کشور تعریف شده که بر اساس آن تا افق ۱۴۰۴ ظرفیت تولید فولاد ۵۵ میلیون تن در سال هدف‌گذاری شده است. تامین منابع اولیه و انرژی لازم برای رسیدن به این حجم ضروری است و در گزارش‌های مطالعات طرح جامع فولاد کشور به‌طور گسترده به آن پرداخته شده است. بر اساس این گزارش تا سال ۱۴۰۴ نیازمندی‌های رسیدن به تولید ۵۵ میلیون تن به شرحی است که در ادامه می‌خوانید. مصرف آب از ۱۳۳ میلیون مترمکعب در شرایط کنونی به ۲۹۸ میلیون مترمکعب با استفاده از منابع مختلف می‌رسد. اثرگذاری در مصرف انرژی و پیش‌بینی افزایش مصرف ۲۳۷۴۲ میلیون کیلووات ساعت در سال ۱۳۹۵ به ۴۶۵۰۸ میلیون کیلووات‌ساعت تا سال ۱۴۰۴ که برای تامین این مقدار انرژی الکتریکی از ۴۷۱۱ مگاوات در سال ۱۳۹۵ به ۹۲۲۸ مگاوات در سال هدف افزایش می‌یابد. افزایش مصرف گاز از ۸۵.۸ میلیارد مترمکعب در سال ۱۳۹۵ به ۳.۱۸ میلیاردمترمکعب در سال ۱۴۰۴ پیش‌بینی می‌شود و تامین این مقدار گاز نیاز به افزایش ظرفیت و سرمایه‌گذاری در صنایع بالادستی گاز و همچنین انتقال دارد. بر اساس پیش‌بینی‌های انجام شده، افزایش ظرفیت تولید فولاد تا ۵۵ میلیون تن در سال به بیش از ۱۰ میلیون تن قراضه نیاز دارد. در چنین شرایطی نیاز به قراضه در سال ۱۴۰۴ نسبت به پیش‌بینی مصرف در سال ۱۳۹۶ بیش از ۴۰درصد افزایش خواهد داشت. با توجه به این موضوع نیاز به واردات قراضه در سال ۱۴۰۴ بیش از ۷ میلیون تن پیش‌بینی شده است.

جایگاه قراضه در تولید فولاد

محدودیت منابع طبیعی در عرضه مواد و انرژی و پذیرش پسماندها، پساب‌ها و انتشارات و از سوی دیگر رشد جمعیت و افزایش تقاضا باعث شد رویکردهای مختلفی نسبت به تعامل پایا و پویای محیط طبیعی و جامعه انسانی وجود داشته باشد و جدیدترین رویکرد نسبت به این موضوع با عنوان «اقتصاد مدور» مطرح شده است. بر اساس این رویکرد لازم است کمترین برداشت از منابع طبیعی انجام شود و منابع برداشت شده به‌طور بهینه استفاده شوند؛ در انتها نیز کمترین پسماندها و انتشارات با ترکیبی وارد محیط‌زیست شوند که کمترین آثار و تخریب‌های زیست محیطی را داشته باشند.
بر اساس این تعریف، فلزات به‌ویژه آهن و فولاد جایگاه ویژه‌ای در اقتصاد مدور و جامعه خواهند شد. دلیل این موضوع امکان بازیافت بی‌نهایت فلزات است. مفاهیمی مانند مصرف دوباره، تعمیر و بازیافت از راهکارهای پیشنهاد شده در این رویکرد است که می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی بر مصرف منابع طبیعی داشته باشد.

اهمیت قراضه در تولید فولاد ایران

بر اساس گزارش مطالعات طرح جامع فولاد کشور، ایران با وجود تولید ۱۶.۱ میلیون تن فولاد در سال ۲۰۱۵ میلادی (۱۳۹۳ خورشیدی) که معادل یک‌درصد از فولاد جهانی است و با مصرف حدود ۲.۵ میلیون تن قراضه، تنها مصرف‌کننده ۰.۶۳ درصد قراضه از کل قراضه موجود در جهان بوده است. عوامل مختلفی در پایین بودن نسبت تولید فولاد به مصرف قراضه در ایران نقش داشته که از مهم‌ترین آنها می‌توان به تمایل واحدها به استفاده از آهن اسفنجی، کاستی‌ها در قانون‌گذاری مدیریت قراضه و سطح فعالیت پایین واحدهای قراضه در مقایسه بین‌المللی و درنهایت دسترسی آسان تامین قراضه در دهه ۸۰ و درنتیجه پایین بودن نرخ قراضه و تمایل به استفاده از منابع کمتر در دسترس اشاره کرد.
با درنظر گرفتن پیش‌بینی‌ها در مطالعات طرح جامع فولادی کشور، تولید آهن قراضه در واحدهای فولادی تنها ۱.۱ میلیون تن برآورد می‌شود و کسری بیش از ۷ میلیون تن برای تامین قراضه موردنیاز وجود خواهد داشت. با درنظر گرفتن روند احتمالی حرکت صنایع فولادی چین به سمت کوره‌های قوس با هدف استفاده از قراضه تولید شده در چین، پیش‌بینی می‌شود واردات به‌تنهایی نتواند به‌طور دائم تامین‌کننده نیاز صنایع فولاد کشور باشد.
بنابراین راهکارهای مشخصی برای این موضوع درنظر گرفته شده است، نخست اینکه تولید آهن قراضه به وسیله برنامه‌ریزی بازیافت خودروهای فرسوده و بازیافت سایر وسایل در دستورکار قرار گیرد و برنامه‌های بازیافتی ساماندهی شوند همچنین قراضه با آهن اسفنجی و بریکت آهن اسفنجی جایگزین شود.

چالش استفاده از قراضه

قطعیت نداشتن در تامین قراضه، کیفیت پایین قراضه و همراه بودن سایر مواد مانند فلزات غیرآهنی، پلاستیک‌ها یا نخاله‌های ساختمانی و جداسازی نامناسب اجزای خودروها در سایت‌های غیررسمی اسقاط خودرو می‌تواند بر مصرف انرژی به‌ویژه در کوره قوس الکتریکی تاثیرگذار باشد. البته اثر افزایش خلوص قراضه در مجموعه فرآیندها به‌راحتی قابل‌بحث نیست و نیاز به شبیه‌سازی رفتار کوره قوس و آثاری مانند افزایش سرباره و درنظرگرفتن سایر پیچیدگی‌های کوره قوس دارد اما به صورت کلی، خلوص بالاتر قراضه و یکنواختی در ترکیبات ورودی باعث کاهش پیچیدگی‌های مربوط به کنترل کوره قوس خواهد شد. البته راهکارهای مختلفی برای ارزیابی کیفیت قراضه ورودی به صنایع فولادی پیشنهاد شده تا بتوانند با ارزیابی ظاهری و فیزیکی تا حد امکان از کیفیت قراضه ارسال شده اطمینان حاصل کنند.