هایبریت، فولادسازی بدون سوخت فسیلی

در سال 2016، SSAB، LKAB و Vattenfall به روش هایبریت (ورود هیدروژن در تکنولوژی تولید آهن -hydrogen breakthrough iron making technology or HYBRIT ) روی آوردند. ابتکاری که سعی بر ایجاد انقلابی در صنعت فولادسازی دارد. هایبریت قصد دارد هیدروژن را جایگزین روش احیاء توسط کک، که به طور سنتی برای ساخت فولاد بر پایه سنگ معدن لازم است، نماید. این روش نخستین تکنولوژی فولادسازی بدون سوخت فسیلی و تقریبا فاقد اثری از کربن دی اکسید در دنیا خواهد بود. این پروژه توسط اداره حفاظت محیط زیست سوئد مورد تمجید قرار گرفته است. برای اطلاعات بیشتر کلیک کنید.

صنعت فولاد یکی از بزرگترین صنایع تولیدکننده کربن دی اکسید می‌باشد، که تقریبا 7٪ از گازهای گلخانه‌ای جهان را تولید می‌کند. انتظار می‌رود که جمعیت جهانی رو به رشد و همچنین گسترش شهرنشینی تقاضای جهانی برای فولاد را افزایش دهد. بنابراین میزان انتشار گاز کربن دی اکسید ناشی از تولید فولاد برای تمام جهان مسئله‌ای چالش برانگیز خواهد بود. به همین دلیل است که شرکت SSAB به همراه LKAB (بزرگترین تولیدکننده سنگ آهن اروپا) و Vattenfall (یکی از بزرگترین تولیدکننده‌های برق در اروپا) دست به چنین اقدامی زدند. سوئد دارای شرایط منحصر به فردی برای این نوع پروژه‌هاست، زیرا دسترسی خوبی به برق با سوخت غیر فسیلی و سنگ آهن با کیفیت بالا دارد و همچنین در صنعت فولاد تا کنون بسیار موفق عمل کرده است.

تکنولوژی هایبریت یک طرح نوآورانه برای جایگزینی زغال‌سنگ با هیدروژن در فرآیند تولید فولاد است، که با هدف کاهش نشر گازهای گلخانه‌ای برنامه ریزی شده و تنها فرآورده خروجی آن بخار آب است.
هایبریت آهن را با استفاده از گاز هیدروژن به عنوان عامل احیاء کننده اصلی تولید می‌کند. گاز هیدروژن توسط الکترولیز آب با استفاده از برق بدون سوخت فسیلی، که در حال حاضر در سوئد استاندارد است، تولید می‌شود. مسیر تولید مشابه فرآیندهای احیاء مستقیم است و تنها به جای انتشار دی اکسید کربن، هیدروژن با اکسیدهای آهن واکنش داده و آب تشکیل می‌شود. هایبریت دستاوردی مهم برای آینده‌ای روشن است، که فولاد استحکام بالای پیشرفته (AHSS) را بدون انتشار کربن دی اکسید ارائه می‌دهد. این فولاد برای خودروهای هوشمند ایده آل است، زیرا طراحان از استحکام و وزن سبک برای بهره‌وری حداکثری از طرح خود استفاده می‌کنند.

مطالعه‌ای در سال 2016-2017 انجام گردیده که نشان می‌دهد هزینه تولید فولاد بدون سوخت فسیلی با توجه به قیمت برق، زغال‌سنگ و هزینه‌های ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای، 20 تا 30 درصد گران‌تر خواهد بود. اما با کاهش قیمت برق ناشی از استفاده سوخت‌های غیر فسیلی و افزایش بودجه جلوگیری از نشر گازهای گلخانه‌ای توسط سیستم تجارت الکترونیکی اتحادیه اروپا (ETS)، فولاد بدون سوخت فسیلی در آینده رقابت تنگاتنگی با فولادهای معمول در بازار خواهد داشت.

صاحبان این طرح (SSAB، LKAB و Vattenfall) در تابستان 2018 کار بر روی ساخت یک کارخانه آزمایشی منحصر به فرد جهانی جهت تولید فولاد بدون سوخت فسیلی در سایت SSAB در Lulea سوئد آغاز کرده‌اند.
هزینه کل فاز آزمایشی 1.4 میلیارد کرون است. آژانس انرژی سوئد بیش از 500 میلیون کرون به مرحله آزمایش اختصاص داده است و صاحبان آن SSAB، LKAB و Vattenfall هر یک، سهم هزینه‌های باقیمانده را پرداخت خواهند کرد. آژانس انرژی سوئد قبلا 60 میلیون کرون را به مطالعه پیش آمادگی و یک پروژه پژوهشی چهار ساله کمک کرده است.
قبل از اینکه راهی برای ساخت فولاد بدون سوخت فسیلی وجود داشته باشد، SSAB قصد داشت تا سال 2025، با تبدیل کوره بلند در Oxelosund سوئد، به کوره قوس الکتریکی، میزان تولید گازهای گلخانه‌ای در سوئد را 25٪ کاهش دهد.
با این حال برای اجرای طرح هایبریت، هنوز مشارکت‌های ملی از سوی دولت، موسسات تحقیقاتی و دانشگاه‌ها مورد نیاز است. باید دسترسی خوبی به برق غیر فسیلی، زیرساخت‌های بهبود یافته، توسعه سریع شبکه‌های ولتاژ بالا، طرح‌های پژوهشی، پروسه‌های مجاز سریع‌تر و حمایت فعالانه دولت از کارخانه‌ها و تسهیلات و پشتیبانی بلند مدت در سطح اتحادیه اروپا داشت.

در عکس زیر می‌توانید به خوبی تفاوت بین روش هایبریت و روش کوره بلند را ببینید.

برای آشنایی بیشتر با این روش، ویدیو زیر را مشاهده کنید.

منبع