بحران کمبود قراضه: چالش صنعت فولاد در مسیر تولید پایدار

به گزارش می‌متالز، آلایندگی صنعت فولاد، عمدتاً متوجه تولید فولاد از سنگ‌ آهن (منبع اولیه) است. این در حالی است که در فرآیند تولید فولاد از قراضه فولاد (منبع ثانویه)، غالباً از الکتریسیته استفاده‌شده و بنابراین یک ماده چرخشی بسیار کم‌انتشار تولید می‌شود. به گزارش مجمع جهانی اقتصاد، تقاضای جهانی فولاد خام از ۱.۹ میلیارد تن در سال ۲۰۲۱ به سالانه بیش از ۲.۶ میلیارد تن تا سال ۲۰۵۰ تحت الگو‌های مصرف فعلی افزایش می‌یابد. اگرچه تا سال ۲۰۵۰ سهم قراضه فولاد در کل تولید به میزان قابل‌توجهی افزایش خواهد یافت، اما این سهم تنها حدود ۴۴ درصد از تولید جهانی فولاد را به خود اختصاص خواهد داد. با وجود اینکه تولید فولاد بر پایه قراضه، در کربن‌زدایی این صنعت تا افق ۲۰۵۰، نقش مهمی دارد؛ اما باید بر روی کربن‌زدایی تولید فولاد مبتنی بر سنگ‌ آهن تمرکز کرد، زیرا کماکان منبع اصلی تأمین فولاد در سراسر جهان خواهد بود. قراضه همیشه ارزشمندِ فولاد، جایگزینی مقرون‌به‌صرفه و سازگار با محیط‌ زیست برای فرآیند پرهزینه و پرانتشار استخراج سنگ‌ آهن و ساخت فولاد است، اما چالش اصلی این است که جهان، گرسنه فولاد و فولاد گرسنه قراضه است.

در واقع مقدار قراضه فولادی موجود برای بازیافت کم است و برای دور شدن از استفاده از سنگ‌ آهن و دست‌یابی به یک اقتصاد کاملاً چرخشی، به عرضه کافی قراضه نیاز داریم که از دنیایی با ساختمان‌ها، زیرساخت‌ها، تجهیزات، وسایل نقلیه و... برای پاسخ‌گویی به نیاز‌های یک جهان توسعه‌یافته به دست می‌آید. شکل ۱ دو منبع فلزی برای تولید فولاد را نشان می‌دهد.

کمبود قراضه فولاد در آینده به علت روند‌هایی است که در چند دهه گذشته شتاب گرفته‌اند. تغییر از روش‌های سنتی فولادسازی، مانند کوره بلند و کوره اکسیژن پایه (BOF)، به فولادسازی با کوره قوس الکتریکی (EAF) ازجمله روند‌های قابل‌توجهی است که در این زمینه تأثیرگذار بوده است. در دهه آتی، کارخانه‌های فعلی و آینده کوره قوس الکتریکی سهم فزاینده‌ای در تأمین تقاضای جهانی فولاد، به‌ویژه برای تولید اقلام بزرگ و بادوام مانند خودروها، لوازم‌خانگی و ساخت‌وساز‌های جدید خواهند داشت. البته کارخانه‌های کوچک‌مقیاس (Mini-Mill) کوره قوس الکتریکی از دهه ۱۹۸۰ وجود داشتند، اما به دلیل اینکه می‌توانند فولاد پیشرفته با استحکام بالا و سازگار با محیط‌ زیست تولید کنند، محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند. همچنین، EAF علاوه بر سازگاری با محیط‌ زیست، انعطاف‌پذیری در برنامه‌ریزی و امکان ایجاد تغییرات در حجم و ظرفیت تولید را فراهم می‌کند؛ بنابراین پیش‌بینی می‌شود که عملیات EAF که در حال حاضر حدود ۲۹ درصد از تولید فولاد را به خود اختصاص می‌دهد، تا سال ۲۰۳۰ و با افتتاح کارخانه‌های بیشتر در اروپا و چین به بیش از ۴۱ درصد افزایش یابد و این امر، تقاضا برای قراضه را به‌شدت افزایش خواهد داد. در کوتاه‌مدت، مقدار قراضه موجود برای بازیافت بستگی به مقدار فلز قابل بازیافت از اقلام قدیمی و بزرگ مانند بدنه خودرو، تجهیزات صنعتی، لوازم‌خانگی و... دارد. پیش‌بینی می‌شود در میان‌مدت اوضاع وخیم‌تر شود. پس از رکود اقتصادی در اواخر دهه ۲۰۰۰ و همه‌گیری کووید ۱۹، محصولات بزرگ کمتری تولید و فروخته شد که به دنبال آن، عرضه قراضه برای بازیافت کاهش یافت. به‌علاوه، سال‌ها طول می‌کشد تا محصولات جدید به پایان عمر خود برسند؛ بنابراین اقلامی که امروزه یا در آینده نزدیک تولید می‌شوند، جهت استفاده در فرآیند فولادسازی با استفاده از کوره قوس الکتریکی برای ۱۵ تا ۵۰ سال مفید نخواهند بود.

علاوه بر این، قراضه اولیه (Prime Scrap) که نوع تمیزتری از قراضه فولادی است و مستقیماً از کارخانه‌ها بازیافت می‌شود نیز تحت تأثیر نوسانات اقتصادی است. باید گفت این قراضه برای ساخت فولاد با کیفیت بالا بسیار ارزشمند است و با انتشار کمتر دی‌اکسیدکربن بازیافت می‌شود. اما زمانی که کارخانه‌ها کمتر تولید می‌کنند، طبعاً قراضه کمتری تولید می‌شود؛ بنابراین تا سال ۲۰۳۰، به دلیل عدم تعادل بین عرضه و تقاضا، ممکن است با نزدیک به ۳۰ میلیون تن کمبود قراضه اولیه مواجه شویم. این تقاضای فزاینده به دلیل نیاز به قراضه اولیه برای ساخت ورق‌های فولادی با کیفیت بالاست. جالب است بدانید در کشور‌های درحال‌توسعه مانند هند و چین، لجستیک جمع‌آوری بازیافت گسترش نیافته، زنجیره‌های تأمین چرخشی در مراحل ابتدایی است و تجهیزات جداسازی بسیار گران‌قیمت است. هزینه‌های بالای حمل‌ونقل نیز انتقال قراضه به کارخانه‌های فولاد را دشوار می‌کند. به همین علت این عملیات عملاً برای این‌گونه کشور‌ها سودآور نیست و این امر هم به‌نوبه خود به کسری در عرضه قراضه می‌انجامد.

در همین راستا تلاش‌های فولادسازان جهان برای رسیدگی به شکاف فزاینده عرضه و تقاضای قراضه فولاد در دهه‌های آینده بسیار مهم خواهد بود. بسیاری از فولادسازان و پردازشگر‌های قراضه بر روی اجرای چندین استراتژی مانند بهبود کیفیت قراضه از طریق طبقه‌بندی و آزمایش داخلی و بهینه‌سازی فرآیند‌های ذوب با فناوری‌های پیشرفته مانند هوش مصنوعی برای به حداکثر رساندن کارایی تمرکز کرده‌اند. امید است شرکت‌های پیشتاز از طریق سرمایه‌گذاری در فناوری‌های فولاد سبز، بازیافت قراضه و ممارست در راستای کربن‌زدایی، صنعت را به سمت اقتصاد چرخشی و پایدار سوق دهند و توأمان با تأمین تقاضای روبه‌رشد جهانی برای فولاد، به مزیت رقابتی در آینده کم‌کربن دست یابند.

منابع:

• https://www.bcg.com/publications/۲۰۲۴/shortfalls-in-scrap-will-challenge-steel-industry
• https://www.weforum.org/agenda/۲۰۲۳/۰۱/davos۲۳-steel-scrap-decarbonization/

منبع: فولاد مبارکه اصفهان