استفاده از هیدروژن در فرآیند تولید فولاد؛ راهی به سوی صنعت پایدار

به گزارش می‌متالز، تولید فولاد به طور سنتی به استفاده از زغال‌ سنگ و گاز طبیعی وابسته است که منجر به انتشار مقادیر زیادی دی‌اکسید کربن می‌شود. با توجه به تغییرات اقلیمی و فشار‌های جهانی برای کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای، صنعت فولاد به دنبال روش‌های نوین و پایدار است. هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک و با پتانسیل بالا برای کاهش کربن در فرآیند تولید فولاد، به سرعت در حال جلب توجه است.

روش‌های استفاده از هیدروژن در تولید فولاد

یکی از روش‌های اصلی استفاده از هیدروژن در تولید فولاد، فرآیند کاهش مستقیم آهن (Direct Reduced Iron) است. در این فرآیند، هیدروژن به عنوان احیاکننده برای تبدیل اکسید آهن به آهن اسفنجی استفاده می‌شود. این روش به طور قابل توجهی انتشار دی‌اکسید کربن را کاهش می‌دهد، زیرا هیدروژن تنها بخار آب تولید می‌کند.

در کوره‌های بلند، هیدروژن می‌تواند به عنوان جایگزینی برای زغال‌ سنگ و گاز طبیعی استفاده شود. با استفاده از هیدروژن در این کوره‌ها، می‌توان به کاهش انتشار کربن و بهبود کارایی انرژی دست یافت. این روش هنوز در مراحل آزمایشی قرار دارد، اما پتانسیل بالایی برای تجاری‌سازی دارد.

هیدروژن می‌تواند به عنوان بخشی از گاز سنتزی (syngas) در فرآیند‌های تولید فولاد استفاده شود. این گاز معمولاً شامل هیدروژن و مونوکسید کربن است و می‌تواند به عنوان منبع انرژی و احیاکننده در فرآیند‌های مختلف به کار رود.

پروژه‌های پیشگام در استفاده از هیدروژن

پروژه HYBRIT (Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) در سوئد به عنوان یکی از پیشگامان استفاده از هیدروژن در تولید فولاد شناخته می‌شود. این پروژه به دنبال تولید آهن اسفنجی با استفاده از ۱۰۰ درصد هیدروژن و زیست‌توده است. هدف این پروژه کاهش ۱۰ درصدی از کل انتشار دی‌اکسید کربن در صنعت فولاد است.

پروژه SALCOS (Sustainable Steelmaking by Hydrogen and Carbon Capture Storage) در آلمان به دنبال توسعه فناوری‌های جدید برای استفاده از هیدروژن در کوره‌های بلند است. این پروژه به دنبال کاهش انتشار کربن و بهبود کارایی انرژی در فرآیند تولید فولاد است.

پروژه H۲FUTURE در اتریش نیز به بررسی استفاده از هیدروژن الکترولیزشده به جای گاز طبیعی در فرآیند تولید فولاد می‌پردازد. این پروژه به دنبال ایجاد یک مدل پایدار برای تولید فولاد با حداقل اثرات زیست‌محیطی است.

تولید هیدروژن به روش الکترولیز هنوز هزینه‌بر است و نیاز به سرمایه‌گذاری‌های کلان و توسعه زیرساخت‌های جدید برای تولید و توزیع هیدروژن وجود دارد. همچنین در این راستا لازم است که فرآیند‌های سنتی به روش‌های جدید تغییر کند که این امر نیز نیاز به زمان و آموزش دارد.

کوره‌های قوس الکتریکی به عنوان یکی از روش‌های مدرن تولید فولاد، می‌توانند با استفاده از هیدروژن به عنوان منبع انرژی، به کاهش انتشار کربن کمک کنند. در این روش، هیدروژن به عنوان یک عامل احیاکننده در کنار برق برای ذوب و تولید فولاد استفاده می‌شود. این فرآیند می‌تواند به طور قابل توجهی اثرات زیست‌محیطی را کاهش دهد.

هیدروژن سبز که از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی تولید می‌شود، می‌تواند به عنوان یک راهکار پایدار در صنعت فولاد به کار رود. این نوع هیدروژن به دلیل عدم تولید گاز‌های گلخانه‌ای در فرآیند تولید، به عنوان یک گزینه ایده‌آل برای کاهش اثرات زیست‌محیطی شناخته می‌شود.

استفاده از هیدروژن در فرآیند‌های تولید فولاد می‌تواند به بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها منجر شود. با به کارگیری فناوری‌های نوین و بهینه‌سازی فرآیندها، می‌توان کارایی تولید را افزایش داد و در عین حال اثرات منفی بر محیط زیست را کاهش داد.

منبع: پایگاه خبری - تحلیلی ایراسین