صناعة الصلب الأوروبية تسعى للحصول على أوراق اعتماد خضراء

يشكل الفولاذ لبنة أساسية في المجتمع الحديث ومساهمًا كبيرًا في تغير المناخ، وهو يدفع إلى البحث عن أحدث التقنيات لإزالة الكربون من القطاع.

في موقع اختبار صناعي بالقرب من مدينة ميتز شمال شرق فرنسا، تنتج آلة بحجم منزل صغير من طابقين ألواح حديدية، من خلال هذه العملية، تتخذ أوروبا خطوة رئيسية في مكافحة تغير المناخ .

ما يحدث هو إنتاج الصلب من خلال التحليل الكهربائي، وهي طريقة جديدة تتجنب الفحم شديد التلوث وتقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون، باستخدام هذه التقنيات الجديدة، تأمل شركات الصلب في إزالة الكربون من صناعتها.

مصنع تجريبي

ظهر المصنع التجريبي الفرنسي لشركة ArcelorMittal في لوكسمبورج، ثاني أكبر منتج للصلب في العالم، من خلال مشروع SIDERWIN الممول من الاتحاد الأوروبي، والذي انتهى في مارس الماضي بعد أكثر من خمس سنوات.

في حين أنه متواضع في المخطط الكبير للأشياء، حيث ينتج جزءًا صغيرًا من أحجام الصلب في مصنع عادي، فإن الموقع التجريبي لديه توقعات كبيرة.

قال فالنتين ويبر زولينجر، مهندس ArcelorMittal الذي نسق المشروع خلال عامي 2025 و2025، سنطور أول مصنع صناعي صغير لنا”، “نطمح إلى تشغيل هذا المصنع التجريبي في عام 2027، نحتاج إلى زيادة الحجم إلى حجم مصنع صلب واسع النطاق، وهو ما سيحدث بحلول عام 2030.”

تساهم الانبعاثات الصناعية، بما في ذلك من إنتاج الصلب، بشكل كبير في ظاهرة الاحتباس الحراري في جميع أنحاء العالم وفي أوروبا.

يعد الفولاذ مسؤولاً عن حوالي 7٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية و5٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في أوروبا، وهو ضروري لكل شيء بدءًا من السيارات والثلاجات إلى الجسور والسكك الحديدية.

بالمقارنة، يمثل الطيران حوالي 2.5 ٪ من ثاني أكسيد الكربون في جميع أنحاء العالم .

 

أكبر نظام تداول للانبعاثات في العالم

كان مصنعو الصلب في أنظار المشرعين الأوروبيين للمناخ منذ عام 2005، عندما بدأ الاتحاد الأوروبي في الحد من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري من المصانع ومحطات الطاقة من خلال أكبر نظام تداول للانبعاثات في العالم ، أو ETS.

منذ ذلك الحين، واجه القائمون بالانبعاثات في إطار “خدمات الاختبارات التربوية” قيودًا سنوية أكثر تشددًا حيث يسعى الاتحاد الأوروبي إلى الحياد المناخي بحلول عام 2050.

وقد شجع التنظيم الأكثر صرامة مصنعي الصلب في أوروبا على تكثيف البحث عن طرق إنتاج أكثر مراعاة للبيئة.

النفوذ والمناخ

في أوروبا، يبلغ حجم مبيعات القطاع السنوي حوالي 125 مليار يورو، ويعمل به أكثر من 300000 شخص، وفقًا لاتحاد الصناعة Eurofer .

تتمتع صناعة الصلب في أوروبا أيضًا بأهمية سياسية متجذرة في المجتمع الأوروبي للفحم والصلب لعام 1951، شكلت ECSC خطوة أولى نحو التكامل الأوروبي بعد الحرب العالمية الثانية.

دفعت الطموحات المناخية الأوروبية إلى جانب الثقل الاقتصادي والسياسي لصناعة الصلب في أوروبا الاتحاد الأوروبي هذا العام للموافقة على خطة سياسة تجارية غير مسبوقة تُعرف باسم آلية ضبط حدود الكربون، أو CBAM ستفرض ضريبة على واردات الاتحاد الأوروبي من السلع بما في ذلك الصلب إذا كانت تأتي من بلدان يُعفى فيها المصنعون من تكاليف حماية المناخ التي يواجهها المنتجون في ETS.

قال ريتشارد بورتر، باحث أول في جامعة كوليدج لندن: “إن إنتاج الصلب هو أحد أكثر العمليات الصناعية كثافة في استخدام الطاقة في الوجود”، “إنها تنتج الكثير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، لذلك من المهم أن نزيل الكربون عن القطاع بأسرع ما يمكن.”

الفحم مصدر رئيسي

ينتج عن إنتاج الصلب ثاني أكسيد الكربون بشكل رئيسي بثلاث طرق، في مصنع صلب نموذجي، يستخدم الفحم لإنتاج فحم الكوك، والذي يعد بدوره مصدرًا رئيسيًا للطاقة في أفران الصهر.

يستخدم فحم الكوك أيضًا كعامل اختزال يسمى، في هذا الدور، يتم حرق فحم الكوك مع الحديد ويخلق عملية كيميائية يتم فيها إزالة الأكسجين من خام الحديد وينتج الحديد المصهور الذي يستخدم في النهاية في صناعة الفولاذ.

علاوة على ذلك، تستخدم مصانع الصلب الكثير من الكهرباء، يتم توليد معظمها في الموقع، ولكن في الوقت الحالي لا يزال يأتي من مصادر إنتاج ثاني أكسيد الكربون، ومع ذلك ، فإن المصدر الأساسي للانبعاثات في صناعة الصلب هو استخدام الفحم .

حتى الآن، ركزت صناعة الصلب في الاتحاد الأوروبي استراتيجيتها لإزالة الكربون بشكل أساسي على الاحتمالات القائمة على الهيدروجين، وفقًا لمركز الأبحاث المشترك التابع للمفوضية الأوروبية .

إنتاج المعدن بالهيدروجين الأخضر

على سبيل المثال ، تخطط H2 Green Steel ومقرها السويد، لاستخدام مصنع في الجزء الشمالي من البلاد لإنتاج المعدن بالهيدروجين الأخضر – الذي يعمل بالكهرباء الخالية من الأحافير – بدلاً من الفحم، من المتوقع أن تنخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة تصل إلى 95٪ مقارنة بصناعة الصلب التقليدية.

احتجاز الكربون

لا تشمل الخيارات الأخرى التحليل الكهربائي فحسب ، بل تشمل أيضًا ما يسمى باحتجاز الكربون، وهو محور عمل بورتر.

وقال بورت “نريد الحصول على غالبية ثاني أكسيد الكربون من مصانع الصلب”، “نحن نستهدف الغازات التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون ونستخدم عمليات كيميائية لالتقاطه”.

بورت هو جزء من مشروع C4U الممول من الاتحاد الأوروبي، والذي يقوم بتطوير هذه التكنولوجيا. يستمر المشروع لمدة أربع سنوات حتى مارس 2024 ، ويهدف إلى اختبار البحث في أعمال الصلب في بلجيكا وإسبانيا والسويد.

إذا عمل النظام وتمكن من التوسع ، فسيحدث فرقًا كبيرًا، تهدف C4U إلى التنفيذ التجاري الكامل في عام 2030.

قال بورتر: “هدفنا هو التقاط وتخفيف حوالي 90٪ من انبعاثات مصانع الصلب“.

ثم يتم تخزين ثاني أكسيد الكربون الذي يتم التقاطه – على سبيل المثال في حقول النفط والغاز الطبيعي المنضب تحت البحر – أو استخدامه في عمليات صناعية أخرى ، مثل إنتاج الأسمنت، حيث لا يتم إعادة انبعاث الكربون.

فإن تقنية احتجاز الكربون لها نصيبها العادل من النقاد لأنها لا تتطلب إعادة تفكير أساسية في كيفية صنع الفولاذ بالطريقة التي يحدث بها التحليل الكهربائي، على سبيل المثال. يمكن للمنتجين ببساطة متابعة العمل كالمعتاد، وتجهيز المصانع بمعدات احتجاز الكربون وإطالة أمد الإنتاج القذر.

بورتر يدرك هذه الانتقادات، وقال “نأمل أن يكون احتجاز الكربون نقطة انطلاق لأنواع مختلفة من إنتاج الصلب”.

يمكن لأعمال الصلب ذات التركيب الرجعي المزودة بتكنولوجيا احتجاز الكربون أن تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون كتدبير لسد الفجوة بينما يتم تقديم أشكال أنظف بشكل أساسي من إنتاج الصلب.

ردود الفعل الحالية

هذا هو المكان الذي يدخل فيه نشاط SIDERWIN إلى الصورة. بدلاً من استخدام الفحم كعامل اختزال، ستقوم الكهرباء بهذه المهمة.

قال ويبر زولينجر من ArcelorMittal: “هناك قطبان كهربائيان نغمرهما في سائل يسمى إلكتروليت”، “عندما تضيف تيارًا، فإنه سيخلق تفاعلًا يمكن أن يفصل الحديد عن الأكسجين في مصدر معدن الحديد.”

استخدام التحليل الكهربائي بهذه الطريقة من شأنه أن يقلل من الجزء الأكبر من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن إنتاج الصلب ، السؤال هو ما إذا كان يمكن توسيع نطاق العملية، قام المشاركون في المشروع ببناء مصنع تجريبي لمعرفة ذلك.

تخفيض ثاني أكسيد الكربون

في مشروع سابق ، كانت شركة ArcelorMittal قد شيدت بالفعل مصنعًا تجريبيًا يمكن أن ينتج صفيحة من حوالي ثلاثة إلى أربعة كيلوجرامات من الحديد ، والتي يمكن تحويلها في النهاية إلى فولاذ، يُنتج النظام الجديد ألواحًا تبلغ مساحتها حوالي متر مربع واحد تزن ما بين 20 كجم و 50 كجم.

قال جان بول ألماند، مدير مركز الأبحاث في ArcelorMittalنهجنا سيسمح لنا بتخفيض ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير”. “لكن ستظل هناك انبعاثات متبقية سنحتاج إلى احتجازها.”

كل هذا يعني أن البحث في هذا المجال بأكمله في أوروبا سيظل نشطًا على جبهات عديدة.

قال بورتر من C4U ” نحن بحاجة إلى المضي قدمًا – سواء مع نشر احتجاز الكربون كما هو الحال مع طرق الإنتاج الجديدة”، “هناك الكثير من الطيارين والتطورات المثيرة، ولكن هناك حاجة إلى المزيد.”