قسمت سوم از پرونده ویژه: انقلاب فولاد سبز
مقدمه: قراضه؛ معدنی که روی زمین است
در قسمت قبلی پرونده (بررسی مدل ترکیه)، دیدیم که چگونه یک کشور میتواند بدون داشتن معادن سنگآهن، به قطب فولادسازی تبدیل شود. اما آنجا بیشتر بر «تجارت و بازار» تمرکز کردیم. اکنون، در قلب پرونده «فولاد سبز»، باید به ماهیت خودِ این ماده بپردازیم.
در پارادایم نوین متالورژی، قراضه آهن (Scrap) دیگر به معنای «زباله صنعتی» نیست. مهندسان مواد، قراضه را «انرژیِ جامد» مینامند. چرا؟ چون برای تبدیل سنگآهن به فلز، انرژی عظیمی صرف شده است و وقتی ما از قراضه استفاده میکنیم، در واقع از آن انرژیِ ذخیرهشده بهرهبرداری میکنیم.
بدون قراضه، رویای «فولاد سبز» و رسیدن به انتشار کربنِ صفر (Net-Zero)، توهمی بیش نیست.
۱. منطق سبز: چرا قراضه، ستون فقرات کربنزدایی است؟
برای درک اهمیت زیستمحیطی قراضه، باید به شیمی فرآیند نگاه کنیم.
در روش سنتی (کوره بلند)، ما با احیای سنگآهن توسط کک (زغالسنگ)، به ازای هر تن فولاد، حدود ۲ تن دیاکسید کربن تولید میکنیم.
اما در روش بازیافت (EAF)، ما نیازی به شکستن پیوندهای شیمیایی اکسید آهن نداریم؛ تنها باید فلز را «ذوب» کنیم.
آمارها زبان گویای این انقلاب هستند:
کاهش انتشار CO2: استفاده از هر تن قراضه به جای سنگآهن، انتشار گازهای گلخانهای را تا ۵۸ درصد کاهش میدهد.
صرفهجویی در منابع: هر تن قراضه، ما را از استخراج ۱.۴ تن سنگآهن، ۷۴۰ کیلوگرم زغالسنگ و ۱۲۰ کیلوگرم سنگ آهک بینیاز میکند.
بنابراین، قراضه صرفاً یک جایگزین ارزان نیست؛ بلکه کارآمدترین ابزار ما برای کاهش دمای زمین است.
۲. کالبدشکافی علمی: همه قراضهها یکسان نیستند
در ادبیات مهندسی، قراضهها بر اساس «منشأ» و «خلوص» به دو دسته اصلی تقسیم میشوند که نقش متفاوتی در فولاد سبز دارند:
الف) قراضه صنعتی یا نو (Prompt / Prime Scrap):
این «طلای سیاه» صنعت بازیافت است. ضایعاتی که در خطوط تولید کارخانههای خودروسازی، لوازم خانگی و ماشینکاری ایجاد میشوند.
ویژگی فنی: ترکیب شیمیایی دقیق و مشخصی دارند، تمیز هستند و فاقد آلودگیهای محیطیاند.
نقش در فولاد سبز: این تنها نوع قراضهای است که میتوان با آن فولادهای خاص و ورقهای بدنه خودرو تولید کرد.
ب) قراضه قدیمی یا مستهلک (Obsolete / Post-Consumer Scrap):
آهنی که چرخه عمر خود را طی کرده است (ساختمانهای تخریب شده، خودروهای اسقاطی، ریلهای فرسوده).
چالش فنی: این قراضهها با پلاستیک، بتن و سایر فلزات مخلوط شدهاند و استفاده از آنها نیازمند فرآیند پیچیده «فرآوری و جداسازی» است.
۳. چالش متالورژیک: نبرد با «عناصر مزاحم»
اگر قراضه اینقدر خوب است، چرا تمام فولاد جهان را از قراضه تولید نمیکنیم؟ اینجاست که علم متالورژی ترمز ما را میکشد. مشکل اصلی چیزی است به نام «عناصر ناخواسته» (Tramp Elements).
مهمترین دشمن بازیافت، عنصری به نام مس (Copper) است. مس معمولاً از طریق سیمکشیهای خودروهای اسقاطی وارد کوره میشود. نکته ترسناک علمی اینجاست: مس در کوره قوس الکتریکی اکسید نمیشود و در فولاد مذاب باقی میماند.
اثر مخرب: حضور مس باعث پدیدهای به نام «تردی گرم» (Hot Shortness) میشود؛ یعنی وقتی فولاد داغ است و در حال نورد شدن است، ترک میخورد.
به همین دلیل، تولید فولاد سبزِ باکیفیت (مثلاً برای صنعت خودرو) صرفاً با قراضه ممکن نیست و نیازمند ترکیب هوشمندانه قراضه با آهن اسفنجی (DRI) برای «رقیقسازی» (Dilution) ناخالصیهاست. (همانطور که در مقاله هیدروژن اشاره کردیم).
۴. اقتصاد چرخشی و جنگ منابع
در دنیای «فولاد سبز»، قراضه تبدیل به یک کالای استراتژیک شده است.
اتحادیه اروپا و چین (بزرگترین تولیدکنندگان فولاد)، به سرعت در حال تغییر قوانین هستند. آنها دریافتهاند که صادرات قراضه، یعنی صادراتِ «کربنِ پایین».
به همین دلیل، بیش از ۶۰ کشور جهان محدودیتهایی بر صادرات قراضه اعمال کردهاند. مفهوم «ملیگرایی منابع» (Resource Nationalism) در حال ظهور است؛ کشورها قراضه را دیگر نمیفروشند، بلکه آن را نگه میدارند تا صنایع فولاد خودشان بتوانند استانداردهای زیستمحیطی را پاس کنند.
نتیجهگیری: حلقه تکمیلکننده
قراضه، قهرمان پنهان انقلاب فولاد سبز است. اما این قهرمان به تنهایی نمیتواند پیروز شود.
مسیر آینده صنعت فولاد، یک مسیر ترکیبی است:
استفاده از تکنولوژیهای پیشرفته برای جداسازی ناخالصیهای قراضه (مانند سنسورهای هوشمند و لیزر)، و ترکیب آن با آهن اسفنجیِ هیدروژنی برای تنظیم کیفیت.
در نهایت، هر تکه آهنی که بازیافت میشود، گامی کوچک اما حیاتی به سوی آیندهای است که در آن آسمانها آبیتر و کورهها پاکتر خواهند بود.
دیدگاه خود را بنویسید