صناعة الصلب تتحول إلى اللون الأخضر.. ضجيج الهيدروجين أم تغيير ذو مغزى؟

تستعد واحدة من أكثر الصناعات تلويثًا في العالم للانتقال إلى مستقبل أخضر.. أول مصانع “الفولاذ الأخضر” تبدأ الإنتاج 2025
تظل كيفية توفير كميات كافية من الهيدروجين الأخضر القطعة المفقودة أثناء التفاوض حول كيفية تقليل انبعاثات الكربون

ينتج عن إنتاج الصلب انبعاثات أكثر من أي صناعة أخرى، حيث يكون القطاع مسؤولاً عن 9% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، لكن الصناعة تتغير مع ما يسمى بمصانع “الفولاذ الأخضر” الجديدة المقرر أن تبدأ الإنتاج في عام 2025.

وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، إذا كان سيتم تحقيق أهداف انبعاثات عام 2050، فيجب على صناعة الصلب خفض الانبعاثات بنسبة 50٪.

كواحدة من أقدم الصناعات التحويلية على مستوى العالم، كان التغيير بطيئًا، ولكن الاهتمام بإنتاج الصلب الأخضر يتزايد، حيث يبحث المنتجون عن بدائل لأساليب كثيفة الاستخدام للموارد.

زاد الاتحاد الأوروبي عدد مشاريع الصلب الأخضر المخطط لها إلى 38 في عام 2023، بعد أن كان 23 في عام 2021، بالإضافة إلى ذلك، استثمرت ألمانيا وحدها 9.1 مليار دولار (8.5 مليار يورو) في إزالة الكربون من صناعة الصلب، وخطوات واضحة نحو شكل إنتاج أكثر مسؤولية بيئيًا، وتحركات يمكن أن تكون أولى الخطوات المهمة في إزالة الكربون حقًا من إنتاج الصلب.

عمليات نزع الكربون

يمكن أن تكون إزالة الكربون من الصلب عملية قابلة للتطبيق، حيث يعتمد إنتاج الفولاذ على عدد من العمليات، وكلها تبتعد عن أشكال الإنتاج كثيفة الكربون.

عادة، يتم إنتاج الفولاذ عن طريق تقليل خام الحديد في فرن الصهر الذي يتم تسخينه إلى درجات حرارة تزيد عن 1000 درجة مئوية، فحرق الفحم للوصول إلى درجات الحرارة المرتفعة هذه مسؤول عن نسبة كبيرة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بإنتاج الصلب.

مع وجود عدد من مصانع الصلب الأوروبية التي من المقرر أن يتم إعادة بنائها في السنوات القادمة، قال متحدث باسم منظمة Reclaim Finance غير الحكومية: “قطاع الصلب عند نقطة تحول ويجب أن تكون إزالة الكربون للحد من التأثيرات المناخية أولوية عاجلة، إن الخطأ في الأمر قد يكون قاتلاً لأنه سيعني تطوير قدرة تعتمد على الفحم، والتي، مع عمر يناهز 20 عامًا، ستحبس الانبعاثات لعقود “.

على العكس من ذلك، تتمثل إحدى الطرق الرئيسية لإنتاج الفولاذ الأخضر في استخدام الهيدروجين المتجدد بدلاً من الفحم.

في حين أن طريقة استخدام الهيدروجين لإنشاء الفولاذ الأخضر موجودة كفكرة من حيث المبدأ، إلا أن استخدامها على نطاق صناعي لا يزال غير معروف.

الحاجز الرئيسي أمام إنتاج الصلب الأخضر

عند الاحتراق، ينتج الهيدروجين الماء فقط كمنتج ثانوي؛ لذلك إذا تم إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام الكهرباء المتجددة فقط، فيمكن اعتباره أخضر بالكامل، عند استخدام فرن القوس الكهربائي، يمكن استخدام الهيدروجين لإنتاج نفس التفاعل الكيميائي الذي يحدث في صناعة الفولاذ التقليدية ولكن مع انبعاثات منخفضة.

يوضح الاتحاد الأوروبي في إيجازه حول قدرة الهيدروجين على إزالة الكربون من صناعة الصلب، أن الحاجز الرئيسي أمام إنتاج الصلب الأخضر على نطاق واسع هو الوصول إلى الهيدروجين الأخضر، تقليديا ، يتم إنتاج الصلب في نفس المنطقة التي يتم فيها تعدين خام الحديد والفحم، فإن التطورات الجديدة في مجال الصلب الأخضر أقل ارتباطًا بالجغرافيا.

يذكر التقرير: “مع التحول إلى الهيدروجين الأخضر، فإن التوافر المحلي للكهرباء المتجددة الرخيصة أو وجود مرافق نقل للهيدروجين مثل خطوط الأنابيب ومرافق الموانئ ستصبح جوانب مهمة لتنافسية صناعة الصلب”.

ووجد الإيجاز أن “إنتاج الكميات الضرورية من الهيدروجين لإزالة الكربون من صناعة الصلب يتطلب زيادة في إنتاج الكهرباء بنسبة 20٪.”

تحديات الحجم

في حين أن التكنولوجيا مثيرة للإعجاب، تظل هناك أسئلة حول فعاليتها على نطاق واسع، تقول سوزان شينك، رئيسة المنح الداعمة للصلب الأخضر في أوروبا: “ستحتاج إلى الكثير من الطاقة المتجددة لإنشاء كمية الهيدروجين الأخضر اللازمة لصناعة الصلب بحيث لا يمكننا تكثيفها بسرعة كافية”.

وتشير إلى أن بعض الشركات تخطط لاستخدام الهيدروجين الأزرق، الذي يتم إنتاجه باستخدام الغاز الطبيعي والمدعوم باستخدام احتجاز الكربون وتخزينه، في الفترة الوسيطة.

وتقول شينك: “من ناحية، من الإيجابي الاستثمار في التكنولوجيا النظيفة لأننا أيضًا لا نستطيع الانتظار حتى يتوفر كل الهيدروجين الأخضر للاستثمار في التكنولوجيا النظيفة، لكنها مخاطرة”، “أنت بحاجة إلى وقف اختياري واضح جدًا أو تاريخ انتهاء لاستخدام الغاز الأحفوري، وطريق واضح جدًا لشراء أو إنتاج الهيدروجين الأخضر.”

طرح الدُفعات الأولى من الفولاذ الأخضر 2025

إحدى الشركات التي التزمت باستخدام الهيدروجين الأخضر حصريًا هي H2 Green Steel، التي بدأت الإنتاج في أول مصنع للصلب الأخضر في أوروبا في Boden Sweden تدعي الشركة أنه سيتم طرح الدُفعات الأولى من الفولاذ الأخضر في عام 2025، ستستخدم H2 Green Steel الطاقة الكهرومائية من نهر Lule القريب لتشغيل عملية التحليل الكهربائي التي ستنتج الهيدروجين الأخضر الخاص بها في الموقع.

أعلنت الشركة مؤخرًا أنها أبرمت اتفاقية مع Fortum لإنتاج كهرباء خالية من الكربون لإنتاج الفولاذ.

قال ريكارد داجيرباك، مدير المبيعات ومدير العملاء الاستراتيجي لشركة Fortum عن الاتفاقية: “نعتقد أن الطبيعة المعقدة لمشاريع الكهرباء والهيدروجين على نطاق واسع تتطلب شراكات عبر القطاعات بالإضافة إلى كميات كبيرة من الطاقة النظيفة.”

كانت سوزان شينك تدعم هذا النهج الشامل بالكامل قائلة، “يجب أن يكون هناك نوع من الالتزام أو الوصول المضمون إلى الهيدروجين الأخضر عند إطلاق مثل هذا المشروع”.

إعادة تدوير الصلب

في السنوات الأخيرة، تم استخدام عبارة “الفولاذ الأخضر”، في معظمها، للإشارة إلى إنتاج الصلب الأولي باستخدام طرق محايدة الكربون، فإن إعادة تدوير الفولاذ هي أيضًا طريقة مفيدة “لتخضير” إنتاج الصلب.

أدت الأحداث العالمية الأخيرة، مثل الحرب في أوكرانيا ووباء Covid-19، إلى إبطاء الطلب على الصلب، لكنه مع ذلك لا يزال يتزايد ويتوقع أن يرتفع بنسبة 2.2٪ في 2023، ولا يزال 75٪ من الفولاذ يُصنع في أفران الصهر التي تعمل بالفحم، حيث تم تطوير طرق إنتاج الصلب لدمج تكتيكات أكثر استدامة، بهدف جعل إنتاج الصلب 100٪ قابل لإعادة التدوير وإعادة التدوير بدرجة كبيرة.

وفقًا لجمعية Galvanisers ، يعتمد 40 ٪ من إجمالي إنتاج الصلب على الخردة المعاد تدويرها.

في المملكة المتحدة يتم إعادة تدوير 87٪ من فولاذ البناء، إعادة تدوير الفولاذ أقل كثافة من حيث الموارد من إنتاج الصلب الأولي، وفقًا لشينك: “الاختلاف في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في إنتاج الفولاذ وإعادة تدوير الفولاذ مختلف تمامًا، لأنك لا تحتاج إلى نفس المستوى من الحرارة”.

الهيدروجين مكلف للغاية

ولكن في العديد من الدول، لا توجد حتى الآن أنظمة راسخة لإعادة تدوير الفولاذ، توضح سوزان شينك، أن الكثير من خردة الفولاذ التي تم جمعها في أوروبا ملوثة بالأوساخ أو الصدأ، ويتم تصديرها إلى الخارج “معاد تدويرها”، إلى منتج منخفض الدرجة، وهي تدعي أن هذه “الإمكانات الهائلة غير المستغلة” هي المفتاح لضمان استمرار الإمداد العالمي بالصلب.

وتضيف: “على الرغم من أن صناعة الصلب الخضراء القائمة على الهيدروجين ستكون جزءًا من الحل، إلا أنها مكلفة للغاية، ومن غير المرجح أن يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر المطلوب بكميات كبيرة بما يكفي في الوقت المناسب، لذلك يجب على صانعي السياسات والشركات التركيز بشكل أكبر على إعادة تدوير الفولاذ عالي الجودة والحلول الدائرية لضمان إنتاجنا للصلب الأخضر بالسرعة والنطاق الذي نحتاجه “.

“ضجة الهيدروجين“

أعلن عدد من الشركات ذات الوزن الثقيل في الصناعة ، بما في ذلك ArcelorMittal و Nippon و POSCO و Baowu ، عن مشاريع فولاذية خضراء من المقرر طرحها على الإنترنت في السنوات المقبلة، بما يتماشى مع 2050 أهداف انبعاثات صفرية.

يُشار إلى الهيدروجين باعتباره الوسيلة الرئيسية لتحقيق فولاذ أكثر اخضرارًا.

وفقًا لشينك: “عندما يسمع الناس كلمة” الفولاذ الأخضر “فإنهم يفكرون فقط في الأساسي، وهذا أيضًا ما تدفعه الشركات حقًا، لكنني أعتقد أن هذه واحدة من أكبر القطع المفقودة في الفضاء العام”.

تعزو الكثير من هذه الإعلانات إلى “ضجة الهيدروجين”، حيث تضع الشركات أنظارها على أحدث الاتجاهات في مجال الكربون المحايد.

وجدت Grand View Research أن حجم سوق إنتاج الهيدروجين العالمي قُدِّر بمبلغ 55.35 مليار دولار في عام 2022 ، ومن المتوقع أن يتوسع بمعدل نمو سنوي مجمّع قدره 9.3٪ من عام 2023 إلى عام 2030، يتزايد الاهتمام بالهيدروجين نظرًا لأن الصناعات المختلفة تدرس كيفية إزالة الكربون من عملياتها.

لكن في صناعة الصلب، بالنسبة للعديد من المشاريع المقترحة، تظل الخطط الواقعية لكيفية توفير كميات كافية من الهيدروجين الأخضر هي القطعة الرئيسية المفقودة أثناء تفاوضها حول كيفية تقليل انبعاثات الكربون.