هشام سعد الشربيني: الاستدامة والتعاون التبادلي بين الصناعات
المستشار الفني بالشركة العربية لصناعة الصلب
يتطلب الانتقال من النموذج الاقتصادي الخطي إلى اقتصاد دائري جهدا مشتركا من الجهات الفاعلة على جميع المستويات، الحكومات والشركات والمجتمع المدني.
في حين أن الشركات هي من بين محركات التحول الدائري، فإنها تجد صعوبة في تحقيق اقتصاد دائري بمفردها.
ومن ثم، فإن التعاون عبر الصناعات هو أحد ضرورات توسيع نطاق الاقتصاد الدائري. وفي هذا المقال سوف يؤخذ على سبيل المثال صناعه الصلب وصناعه الاسمنت
في صناعه الصلب ينتج خبث الحديد … خبث فرن الصهر المحبب … أثناء عملية تحضير الحديد الصلب عن طريق صهر حديد الزهر بالفرن العالي، وهو عبارة عن سماد فسفوري، حيث تتحد الشوائب الفسفورية المتواجدة بالحديد مع البطانة في فرن التحويل، ونظرًا لكون الخبث أقل كثافة من الحديد فإنه يطفو على سطح الصهارة ويتم فصله على هيئة جسم مسامي له لون داكن.
كما يُستخدم الخَبث بفتح الخاء، كسماد للتربة الزراعية الحامضية أو المتعادلة بسبب طبيعته القلوية، بالإضافة إلى استخدامه في صناعة مواد البناء ( الاسمنت ) ، يُطلق على الخبث لقب “فوسفات توماس” نسبة إلى أحد العلماء المبتكرين لبطانة فرن التحويل
اما في صناعه الاسمنت تستخدم مادة الكلنكر وهي عبارة عن مادة رمادية داكنة يبلغ قطرها من ۳ إلى ۲۵ مم ويتم إنتاجها بواسطة طين التسخين والحجر الجيري في درجة حرارة ۱۴۰۰ درجة مئوية إلى ۱۵۰۰ درجة مئوية.
يمكن الاحتفاظ بها في المتاجر لفترة طويلة دون أي تغيير في جودتها. يشتري مصنعو الأسمنت الكلنكر لإنتاج الأسمنت في المناطق التي لا توجد فيها مواد خام كافية.
وحيث تشهد صناعة الصلب حاليا تغييرا هيكليا حيث يتم الانتقال في مجال إنتاج الصلب من خلال مزيج من الحديد المختزل المباشر بواسطة، الغاز الطبيعي حاليا والهيدروجين الأخضر مستقبلا، وافران صهر القوس الكهربائي، مما يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون حيث وصلت عمليات الفرن العالي الكلاسيكية (المسار التقليدي والأكثر شيوعا) إلى نهاية الطريق، وسيصبح خبث الفرن العالي المحبب أقل توفرا كبديل للكلنكر اللازم لصناعة الأسمنت.
حيث يستخدم خبث الفرن العالي المحبب كمادة أسمنتية تكميلية بسبب قدرته على تقليل الكلنكر بالتالي إمكانية تقليل ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الأسمنت والخرسانة.
ووفقا للمصادر الصناعية، يبلغ إنتاج الصلب الخام في جميع أنحاء العالم ١٨٨٤ مليون طن في عام ٢٠٢٢ بينما كانت السعة ٢٤٦٠ مليون طن.
في المتوسط، تم إنتاج ٧٢٪ بواسطة مسار الفرن العالي / والمحولات الأكسيجينيه و٢٨٪ بواسطة مسار افران القوس الكهربي باستخدام الخردة بشكل أساسي.
كان إنتاج الحديد الخام ١٣٠١ مليون طن في حين أن إنتاج الحديد المخفض المباشر كان ١٢٥ مليون طن فقط. مع ١٠١٨ مليون طن، وتعد الصين أكبر منتج للصلب حتى الآن. و تختلف حصص طرق الفرن العالي / والمحولات الأكسيجينيه و افران القوس الكهربي من بلد إلى آخر (ألمانيا: ٧٠٪ و ٣٠٪، الاتحاد الأوروبي ٥٦٪ و ٤٤٪، تركيا: ٣٠٪ و ٧١٪، الولايات المتحدة الأمريكية: ٣١٪ و٦٩٪ ، الصين: ٩١٪ و٩٪).
وبالتالي، فإن مخرجات الفرن العالي وأحجام خبث الصلب تختلف من منطقة إلى أخرى. في المجموع، يمكن تقدير أنه في عام ٢٠٢٢ في جميع أنحاء العالم تم إنتاج حوالي ٣١٢ مليون طن من خبث فرن الصهر المحبب، و١٠٤ مليون طن من خبث الأفران العالية المبردة بالهواء، و١٤٣ مليون طن من خبث افران محولات الاكسيجينيه و٦٨ مليون طن من خبث افران القوس الكهربي.
بالنسبة لعام ٢٠٢١، تشير الدراسات الأخرى إلى أن إنتاج خبث فرن الصهر المحبب يبلغ ٣٧٧ طن متري أو ٣٣١ طن متري. بالنسبة لإنتاج للحديد مع افران القوس الكهربي أو أفران الحث الكهربي، يمكن افتراض أنه تم انتاج حوالي ١٤ مليون طن خبث.
ومن المتوقع أن يصل الحد الأقصى لإنتاج الصلب العالمي ٢٫٨ مليار طن في عام ٢٠٧٠. فإن إجمالي حجم الخبث الناتج سيبلغ ذروته بحوالي ١ مليار طن سنويا.
شريطة أن يحل ١ طن من خبث فرن الصهر المحبب محل ١ طن من كلنكر الأسمنت البورتلاندي وبالنظر إلى متوسط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المحددة (١٢٢ كجم / طن ل خبث فرن الصهر المحبب بما في ذلك تخصيص العملية المعدنية، ٩٠٠ كجم / طن من الكلنكر)، يمكن حساب أنه بالنسبة لإنتاج الأسمنت لعام ٢٠٢٢، تم تجنب حوالي ٢٤٣ مليون طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وأنه تم توفير حوالي ٤٨٠ مليون طن من المواد الخام الطبيعية لحرق الكلنكر.
لذلك، من بين الأنشطة الأخرى، يعد التخفيض الإضافي لمحتوى الكلنكر في الأسمنت عن طريق إضافة المواد الأسمنتية التكميلية جزءا لا يتجزأ من خرائط طريق خفض انبعاثات ثاني اكسيد المختلفة لصناعة الأسمنت والخرسانة.
وبالتالي، من الضروري ليس فقط التحقيق في مواد مثل الطين المكلس، وغرامات الخرسانة المعاد تدويرها وما إلى ذلك، ولكن أيضا بدائل خبث افران الصهر المحبب.
