مسیر چین به سمت فولاد کم‌کربن

به گزارش می‌متالز، با هدف دستیابی به صفر CO۲ تا سال ۲۰۶۰، دولت چین برنامه‌های متعددی را برای کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و بهبود کارایی انرژی در صنعت فولاد اجرا کرده است. این اقدامات شامل راه‌اندازی سیستم تجارت گاز‌های گلخانه‌ای، محدودیت‌های صادراتی برای محصولات فولادی پرانرژی و تشویق به استفاده از فناوری‌های سبز مانند کوره‌های قوس الکتریکی و هیدروژن است. با این حال، چالش‌هایی نظیر کمبود ضایعات و هزینه‌های بالای تولید هیدروژن سبز همچنان وجود دارد که باید برطرف شوند تا چین بتواند به اهداف خود در زمینه کاهش کربن دست یابد. 

سیاست تحول سبز چین با ثبات و تکیه بر پتانسیل اقتصادی قوی مشخص می‌شود. امروزه چین ۵۵ درصد از تولید فولاد جهانی و بیش از ۶۰ درصد از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای در صنعت فولاد جهانی را به خود اختصاص داده است. بنابراین، کاهش کربن به موفقیت چین بستگی دارد. در حال حاضر، تولید ۱ تن فولاد نورد شده در چین ۲.۳۳ تن CO۲ تولید می‌کند، در حالی که میانگین جهانی ۱.۹۲ تن است. بنابراین، پتانسیل بسیار زیادی وجود دارد و به تدریج به عنوان بخشی از سیاست اقلیمی پکن تحقق می‌یابد. اثربخشی این سیاست به طور عمده به نتایج امسال بستگی دارد، زیرا چین به دنبال دستیابی به مجموعه‌ای از اهداف بلندپروازانه در این بازه زمانی است.

سیاست سبز دولت

در سال ۲۰۲۰، دولت چین برنامه ملی "۱ + N" را برای دستیابی به صفر CO۲ تا سال ۲۰۶۰ تصویب کرد. به عنوان بخشی از این استراتژی، سیستم تجارت گاز‌های گلخانه‌ای ملی چین (ETS CH) از ژوئیه ۲۰۲۱ در کشور فعال است. این سیستم در حال حاضر حدود ۳۵ درصد از کل انتشار CO۲ در اقتصاد چین را پوشش می‌دهد که سهم مربوط به بخش انرژی است.

تا به امروز، ۲۱۶۲ شرکت برق، که ۹۹.۵ درصد از تمام شرکت‌های بازار را نمایندگی می‌کنند، در ETS CH شرکت دارند. از سال ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۴، حجم کل تجارت سهمیه به ۶۳۴ میلیون تن رسید که ارزش بازار تجمعی آن ۶.۰۶ میلیارد دلار بود. این شامل ۱۸۸ میلیون تن معامله شده در سال ۲۰۲۴ به ارزش ۲.۵۲ میلیارد دلار است.

در ماه مارس امسال، وزارت اکولوژی و محیط زیست چین اعلام کرد که آماده‌سازی برای گسترش ETS CH به پایان رسیده است. به گفته نماینده وزارت، لیو شیژه، در سال‌های ۲۰۲۵-۲۰۲۶، بازار سهمیه گاز‌های گلخانه‌ای ملی هشت بخش دیگر را پوشش خواهد داد. این شامل صنعت فولاد است که ۱۷ درصد از کل انتشار CO۲ چین را به خود اختصاص می‌دهد.

همانند بخش انرژی، در ابتدا مجوز‌های انتشار به شرکت‌ها به صورت رایگان تخصیص داده می‌شود. در آینده، کل سهمیه کاهش خواهد یافت که منجر به افزایش قیمت انتشار خواهد شد. در حال حاضر، هزینه آن (برای شرکت‌های انرژی) ۱۲.۵ دلار / تن CO۲ است. در سال ۲۰۲۲، تجارت با ۷.۴ دلار / تن آغاز شد. معرفی سیستم انتشار CO۲ با هزینه‌ها، با توجه به افزایش تدریجی قیمت، انگیزه مهمی برای کاهش کربن در صنعت فولاد چین خواهد بود.

از دیگر ابزار‌های تنظیم دولتی، اقدامات قابل توجهی در طرح اقدام ویژه برای صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار کربن در صنعت فولاد، که توسط کمیسیون ملی توسعه و اصلاحات چین (NDRC) در ژوئیه ۲۰۲۴ تصویب شده، مشخص شده است.

همانطور که می‌دانیم، مقامات چینی به طور دوره‌ای استفاده از ظرفیت‌های تولید فولاد را به دلایل زیست‌محیطی محدود می‌کنند، به ویژه برای مبارزه با آلودگی هوا. بر اساس تصمیم NDRC، این محدودیت شامل شرکت‌های فولادی که به سطوح انتشار کلاس A دست یافته‌اند، نخواهد شد.

سازمان‌های دولتی حق دارند صادرات محصولات فولادی پرانرژی را محدود یا حتی به طور کامل ممنوع کنند. برعکس، محصولات فولادی کم‌انرژی در اولویت قرار دارند.

همچنین، مقامات محلی از صدور مجوز برای ساخت کارخانه‌های جدید فولاد که الزامات کاهش و جایگزینی مصرف زغال‌سنگ، کاهش منطقه‌ای و کنترل کامل انتشار را رعایت نمی‌کنند، منع شده‌اند.

علاوه بر این، تعرفه‌های بالاتر برق برای شرکت‌های فولادی با عملکرد زیست‌محیطی کلاس C و D معرفی می‌شود. با این مکانیزم‌ها، NDRC قصد دارد تا پایان سال ۲۰۲۵ به اهداف زیر دست یابد:

- کاهش ۱ درصدی مصرف برق به ازای هر تن چدن و فولاد برای کارخانه‌های BF-BOF نسبت به سال ۲۰۲۳؛ کاهش ۲ درصدی مصرف برق به ازای هر تن فولاد برای کارخانه‌های EAF؛ کاهش مصرف زغال‌سنگ به میزان ۲۰ میلیون تن و انتشار CO۲ به میزان ۵۳ میلیون تن نسبت به سال ۲۰۲۳.

شایان ذکر است که حتی در سال ۲۰۲۴، مقامات هیچ پروژه جدید BF-BOF را تأیید نکردند. بر اساس مرکز تحقیقات انرژی و هوای پاک، مجوز‌ها تنها برای ساخت کارخانه‌های EAF با ظرفیت کل ۷.۲ میلیون تن در سال صادر شد.

بنابراین، دولت چین به طور مداوم شرکت‌های فولادی محلی را به سمت تغییرات سبز سوق می‌دهد. این تغییرات به ویژه شامل معرفی فناوری‌های صرفه‌جویی در انرژی، دیجیتالی‌سازی و کنار گذاشتن سنگ آهن با کیفیت پایین به نفع سنگ آهن با کیفیت بالا است.

این تغییرات باید هم‌اکنون انجام شوند. در میان‌مدت، برنامه‌ریزی شده است که با تغییر به تولید مبتنی بر ضایعات R-EAF، انتشار کربن کاهش یابد.

مسیر کوتاه

تولید با کوره قوس الکتریکی در چین به "مسیر کوتاه" معروف است. در حال حاضر، می‌توان آن را یک بخش خاص از صنعت فولاد چین نامید. در عین حال، استفاده از EAF کمتر از BF-BOF است. بنابراین، سهم تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی در تولید فولاد چین حتی کمتر از سهم آن در ظرفیت اسمی است.

در عین حال، با افزایش سهم تولید فولاد مبتنی بر ضایعات EAF به ۵۶ درصد از کل تولید فولاد، چین می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ انتشار کربن را نسبت به سال ۲۰۲۰ به میزان ۳۹ درصد کاهش دهد، بر اساس محاسبات اندیشکده تغییرات اقلیمی E۳G. به همین دلیل این حوزه بسیار مهم تلقی می‌شود. با این حال، در حرکت در "مسیر کوتاه"، صنعت فولاد چین با یک مانع جدی مواجه است.

در ابتدا، مقامات هدفی برای دستیابی به ۲۰ درصد سهم EAF در تولید کل تا سال ۲۰۲۵ تعیین کردند. به این معنی که باید این رقم نسبت به سال ۲۰۲۳ دو برابر شود. این نیاز به کار در ظرفیت کامل تمام کارخانه‌های فولاد الکتریکی موجود و همچنین ساخت کارخانه‌های جدید دارد.

در حال حاضر، EAF‌هایی با ظرفیت کل ۴۸ میلیون تن در چین در حال ساخت هستند. در عین حال، تأسیسات EAF ناکارآمد با ظرفیت ۲۱ میلیون تن باید بسته شوند. این بدان معناست که افزایش واقعی ۲۷ میلیون تن خواهد بود که برای تولید ۲۰۰ میلیون تن فولاد الکتریکی در سال جاری کافی نیست. بنابراین، NDRC هدف EAF‌ها برای سال ۲۰۲۵ را به ۱۵ درصد از تولید کل فولاد کاهش داده است. برای دستیابی به این هدف، باید ۱۴۳-۱۵۰ میلیون تن تولید شود که با ظرفیت موجود مطابقت دارد.

بنابراین، به نظر می‌رسد که سرعت توسعه متالورژی الکتریکی در چین از پارامتر‌های قبلاً تعیین شده عقب مانده است. دلیل آن کمبود ضایعات مورد استفاده به عنوان ماده اولیه برای EAF است. مصرف ضایعات چین در سال ۲۰۲۴ به ۲۱۴ میلیون تن رسید. با این حال، تنها ۳۰ درصد از این حجم در تولید فولاد الکتریکی استفاده شد. بخش قابل توجهی از آن به BF برای تولید چدن می‌رود.

مقامات راه‌حلی برای این وضعیت در افزایش تأمین ضایعات به ۳۰۰ میلیون تن در سال ۲۰۲۵ می‌بینند. محرک‌ها برنامه‌های دولتی یارانه به مصرف‌کنندگان برای خودرو‌ها و لوازم خانگی جدید هستند. از یک سو، این امر حجم ضایعات فرسوده را افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، بار بر روی کارخانه‌های مهندسی مکانیک را افزایش می‌دهد. ضایعات تولیدی آنها منبع اصلی جمع‌آوری ضایعات است.

علاوه بر این، در ماه ژوئن امسال، انجمن آهن و فولاد چین (CISA) پیشنهاد کرد که دولت ضایعات فولاد را به فهرست مواد بحرانی مهم اضافه کند. این به نوبه خود به معنای محدودیت یا ممنوعیت کامل صادرات آن است.

اما حتی این اقدامات نیز منابع لازم برای انتقال کامل به تولید مبتنی بر ضایعات RE-EAF را فراهم نخواهد کرد. این با وجود قدرت صنعت ماشین‌سازی چین و امکان واردات ضایعات است. زیرا صنعت فولاد در چین حتی قوی‌تر است. بنابراین، کاهش نهایی کربن آن تنها با فناوری‌های هیدروژنی ممکن است.

پتانسیل هیدروژن

چین به وضوح در تولید صنعتی H۲ پیشرو است. در سال ۲۰۲۴، تولید هیدروژن به میزان ۳.۵ درصد به ۳۶.۳ میلیون تن افزایش یافت، بر اساس اطلاعات اداره ملی انرژی (NEA). با این حال، بیشتر این هیدروژن به اصطلاح "خاکستری" و "آبی" است که بر اساس فناوری‌های SMR و ATR تولید می‌شود و محصولات زیست‌محیطی نیستند. سهم هیدروژن سبز در این حجم ناچیز است.

با این حال، پیشرفت‌هایی نیز حاصل شده است. در سال ۲۰۲۴، ۳۵ پروژه جدید برای تولید هیدروژن سبز با ظرفیت کل ۴۸،۰۰۰ تن در چین راه‌اندازی شد. بنابراین، پتانسیل صنعت هیدروژن سبز به ۱۲۵،۰۰۰ تن در سال رسید که ۵۰ درصد از رقم جهانی است.

برای مقایسه، بزرگ‌ترین کارخانه تولید هیدروژن سبز در اروپا، متعلق به شرکت آلمانی BASF، دارای ظرفیت الکترولیز ۵۴ مگاوات است. ظرفیت بزرگ‌ترین کارخانه چین، Sinopec Xinjiang Kuqa Green، ۲۶۰ مگاوات است.

در سال ۲۰۲۰، NDRC برنامه بلندمدت توسعه انرژی هیدروژنی برای سال‌های ۲۰۲۱-۲۰۳۵ را تصویب کرد. بر اساس این سند، تا سال ۲۰۲۵، تولید هیدروژن سبز در کشور باید به ۱۰۰-۲۰۰ هزار تن در سال برسد. به عبارت دیگر، صنعت طبق برنامه در حال توسعه است و اهداف در حال تحقق است. در عین حال، هیدروژن در حال حاضر کاربرد بسیار محدودی در صنعت فولاد دارد.

از پروژه‌های در حال بهره‌برداری، می‌توان به کارخانه گروه HBIS در منطقه ژانگجیاکو اشاره کرد که DRI را با استفاده از H۲ به عنوان عامل کاهش‌دهنده آهن تولید می‌کند. ظرفیت این کارخانه ۶۰۰،۰۰۰ تن در سال است و برنامه‌ریزی برای افزایش آن به ۱.۲ میلیون تن وجود دارد. به گفته تأمین‌کننده تجهیزات ایتالیایی، دانیلی، این پروژه پاک‌ترین تأسیسات تولید DRI در جهان است که انتشار آن ۰.۲۵ تن CO۲ به ازای هر تن محصول است.

HBIS قصد دارد تا ۱.۵ میلیون تن ورق خودرویی با استفاده از فولاد سبز تولید شده از طریق EAF ها، با استفاده از آهن مستقیم کاهش‌یافته با هیدروژن (H₂ DRI) تولید کند. HBIS همچنین قصد دارد فناوری جذب، ذخیره‌سازی و استفاده از کربن (CCUS) را در این کارخانه آزمایش کند. بر اساس برآورد‌های اولیه، این فناوری اجازه می‌دهد تا ۰.۱۲۵ تن CO۲ به ازای هر تن DRI تولید شده جذب شود.

همچنین قابل توجه است که کارخانه H۲ DRI با ظرفیت ۱ میلیون تن در سال از Baosteel Zhanjiang Iron & Steel در استان گوانگدونگ وجود دارد.

در عین حال، NEA به مشکلات مربوط به تقاضا برای هیدروژن سبز اشاره می‌کند. بنابراین، از بیش از ۶۰۰ پروژه برنامه‌ریزی شده برای تولید آن تا پایان سال ۲۰۲۴، تنها ۹۰ پروژه تکمیل شده و ۸۰ پروژه دیگر در حال ساخت است. دلیل این امر این است که قیمت چنین محصولی هنوز بسیار بالا است.

هزینه تولید هیدروژن سبز در چین در سال ۲۰۲۴ به ۳.۸۵ دلار/kg رسید، بر اساس اطلاعات NEA. این ۱۵.۶ درصد کمتر از سال قبل است. قیمت برای مصرف‌کنندگان نهایی نیز ۱۳.۷ درصد کاهش یافته و به ۶.۶۹ دلار/kg رسیده است. این حاشیه سود قابل توجه، تقریباً دو برابر، به دلیل هزینه بالای حمل و نقل است؛ و این با وجود این است که بیشتر کارخانه‌های هیدروژن در شمال شرقی چین واقع شده‌اند، یعنی جایی که ظرفیت‌های اصلی تولید فولاد متمرکز شده‌اند.

به عبارت دیگر، مشکل چین اکنون کاهش هزینه تولید هیدروژن سبز نیست. راه‌حل‌های ارزان‌تر برای تحویل مورد نیاز است. برای مقایسه، بر اساس S&P Global Commodities، قیمت هیدروژن در ایالات متحده ۵.۲ دلار/kg و در اتحادیه اروپا ۶.۹۴ دلار/kg است؛ و تحت شرایط کنونی، حق بیمه سبز برای فولاد در چین بیش از ۲۲۵ دلار/تن است، بر اساس اطلاعات Global Efficiency Intelligence. این بسیار زیاد است، تقریباً ۵۰ درصد از قیمت فولاد معمولی BF-BOF.

به عنوان مثال، در کشتی‌سازی، یک کشتی باری با جابجایی ۴۰،۰۰۰ تن به حدود ۱۳،۲۰۰ تن فولاد نیاز دارد. در نسخه کم‌کربن، این به معنای ۳ میلیون دلار اضافی برای هر کشتی است. هزینه متوسط آن بیش از ۳۰ میلیون دلار است، یعنی حاشیه سود ۱۰ درصد خواهد بود. این برای خریدار بسیار قابل توجه است.

در ساخت و ساز مسکونی، با مصرف متوسط فولاد ۵۰ کیلوگرم/m²، حاشیه سود برای یک آپارتمان استاندارد دو اتاقه با مساحت ۵۰ m² تنها ۵۶۳ دلار است. اگر قیمت متوسط فعلی برای چنین آپارتمانی در چونگ‌کینگ ۷۰،۰۰۰ دلار باشد، حاشیه سود کمتر از ۱ درصد است. بنابراین، حتی در شرایط فعلی بازار، چشم‌انداز‌های واقعی برای فروش محصولات طولانی تولید شده با استفاده از فناوری RE-EAF-بر پایه ضایعات وجود دارد.

به علاوه بهینه‌سازی

هنگام ارزیابی پتانسیل کاهش انتشار CO۲ در صنعت فولاد چین، باید به بیانیه NDRC در ماه مارس امسال اشاره کرد. در آن زمان، کمیسیون در پیامی به کنگره ملی مردم اعلام کرد که "به طور قاطع به ترویج بازسازی صنعت فولاد از طریق کاهش تولید" خواهد پرداخت.

مقیاس کاهش‌ها مشخص نشده است، اما منابع صنعتی تخمین می‌زنند که حدود ۵۰ میلیون تن در سال خواهد بود. زمان‌بندی بازسازی برنامه‌ریزی شده نیز اعلام نشده است - آیا این تا پایان برنامه پنج‌ساله کنونی (یعنی تا پایان امسال) یا برنامه بعدی، تا سال ۲۰۳۰ خواهد بود.

با این حال، با توجه به اینکه این موضوع در یک سند سیاست رسمی که توسط بالاترین نهاد سیاست‌گذاری اقتصادی چین صادر شده، گنجانده شده است، نشان می‌دهد که کاهش تولید فولاد واقعاً در افق قرار دارد.

این می‌تواند با محدود کردن تولید موجود یا بستن تأسیسات ناکارآمد انجام شود. یا ترکیبی از این دو مکانیزم. در هر صورت، این اقدامات منجر به کاهش قابل توجهی در انتشار CO۲ در صنعت فولاد جمهوری خلق چین خواهد شد.

منبع: پایگاه خبری - تحلیلی ایراسین