حامل های انرژی و نگاهی به ملاحظات زیست محیطی صنعت آهن و فولاد تا اول سال ۲۰۲۲/پیش بینی استفاده زیاد از هیدروژن سبز بجای انرژی های فسیلی در تولید فولاد سال ۲۰۳۰ دنیا
مهندس هومن طیبی -دکتر مهندس سید تقی نعیمی –کارشناس رسمی دادگستری
پیشگفتار
سرآغاز زندگی اجتماعی و تمدن بشر، با شناخت و کاربرد فلزات همزمان بوده است. در تحقق و تکوین توسعه حیرت‌انگیز صنعت و تکامل نسبی تکنولوژی امروزی عناصر و مصالح فلزی دخالت مستقیم داشته و دارند. تهیه مصنوعات آهنی از سنگ آهن فقط مسأله عصر حاضر نیست، بلکه سابقۀ طولانی در تاریخ تمدن بشری دارد.
تولید محصولات فولادی امروزی به مصرف زیاد حاملهای انرژی فسیلی نیاز دارد. مصرف حاملهای انرژی فسیلی سبب تولید مقدار زیاد گاز CO2 میگردد. حدود ۲۵ درصد کل گاز CO2 تولیدی صنایع سال ۲۰۲۱ دنیا در اثر تولید حدود ۱.۹۱۲ میلیون تن فولاد بوجود آمده است.
بشر برای تولید بیشتر فولاد، محصولات پتروشیمی، سیمان و … سالانه بخصوص درچند سال اخیر انرژی های فسیلی بیشتری مصرف نموده است.
به عبارت دیگر رفاه ظاهری امروزه بشر در اثر مصرف بیش از پیش حاملهای انرژی فسیلی تامین گردید افزایش مصرف حاملهای انرژی برای توسعه اقتصاد جهانی عملا اجتناب ناپذیر بوده است در این مقاله مختصری در ارتباط روند افزایش تدریجی مصرف انرژی بشر از قرنهای گذشته تا کنون آورده و کوشش میگردد بر مبنای بررسی ذخائر شناخته شده نفت، گاز ، ذغال سنگ با در نظر گرفتن میزان تولید نفت،گاز، ایران و دنیا به خصوص نسبت ذخائر گاز و نفت به تولید و مصرف آنها به تجزیه و تحلیل وضعیت خاص ایران در سال ۲۰۲۰ پرداخته شود. با توجه به لزوم جلوگیری از افزایش حرارت کره زمین در سالهای آینده لزوم جایگزینی مصرف هیدروژن سبز بجای حاملهای انرژی فسیلی مصرفی در تولید فولاد خام مختصری بیان گردید.
شکل۱- مقدار انرژی مصرفی بشر در طول تاریخ سهم تقریبی هر بخش از کل انرژی مصرفی توسط انسان را نشان میدهد.(۱)
در طول تاریخ، بشر برای پیشبرد منافع خویش همواره حامل های انرژی و مواد را از شکلهای غیردلخواه به انواع مطلوبتر تبدیل نموده است. به عنوان نمونه انرژی را از شکل علوفه به گوشت، از چوب به گرما و زغال سنگ، گاز و نفت را به برق تبدیل کرده است. توان کاری یک انسان سالم در بهترین شرایط حدود ۱۰۰ وات است[۱].
زمانی در حدود یک میلیون سال پیش بشر اولیه پا به عرصۀ وجود گذاشت، هنوز مسیر درازی را برای رسیدن به تکامل نسبی امروزی خویش پیشرو داشته است. نیاکان اولیۀ ما، هنوز طریقۀ روشنکردن آتش و استفاده از آن را نیاموخته بودند و از اینرو بشر اولیه فقط به مواد غذایی که مصرف مینمود به عنوان تنها منبع انرژی در دسترس خویش اکتفا میکرد. مقدار مصرف روزانۀ انرژی او در حدود ۲ کیلوکالری تخمین زده میشود.
با تکامل تدریجی بشر مقدار مصرف روزانۀ انرژی انسانهای ساکن اروپا در حدود ۱۰۰ هزار سال پیش تقریبا ۵/۲ برابر مقدار اولیه افزایش یافت[۱]. چنین افزایشی در مقدار انرژی مصرفی حاصل آموختن روشهای مناسبتر برای دستیابی به غذا نظیر شکار حیوانات و همچنین استفاده از چوب به عنوان سوخت برای گرمایش و پخت و پز بوده است. با آغاز انقلاب کشاورزی در حدود ۵۰۰۰ سال قبل مقدار انرژی مصرفی روزانۀ بشر به حدود ۵/۱۲ کیلوکالری در روز رسید که این افزایش منتج از آموختن چگونگی به کارگیری حیوانات برای استفاده در مزارع میباشد[۱]. با گذشت ۱۴۰۰ سال از میلاد مسیح مقدار مصرف روزانۀ انرژی بشر به حدود ۲۵ کیلوکالری در روز رسید که این افزایش نتیجۀ استفادۀ انسان از نیروی باد، جریان آب، درک چگونگی استفاده از زغال سنگ برای گرمایش فضای منازل و استفاده سیستماتیک از حیوانات برای حمل و نقل بوده است.
در سال ۱۸۷۵ با اختراع ماشین بخار به طور ناگهانی مصرف روزانۀ انرژی بشر سه برابر شد و به حدود ۷۵ کیلوکالری در روز رسید. در حالی که افزایش مصرف انرژی توسط انسان تا این تاریخ روندی کند و آهسته را پشت سر میگذاشت، ولی با اختراع ماشین بخار و آغاز عصر انقلاب صنعتی مصرف روزانۀ انرژی بشر در مدت زمان نسبتاً کوتاهی سیر صعودی را طی نمود. با دسترسی به فناوریهای پیشرفته هر نفر آمریکائی در دهۀ ۱۹۷۰ میلادی به طور متوسط روزانه ۲۳۰ کیلوکالری انرژی مصرف می کرد[۲]. به عبارت دیگر مقدار مصرف انرژی روزانۀ بشر در ۵۰ سال پیش حدود ۱۱۵ برابر بیشتر از انسان نخستین شدهاست.
شکل۲- سرانۀ مصرف انرژی در کشورهای مختلف جهان برحسب میلیون تن نفت خام در سال ۲۰۲۰ را نشان میدهد. (۳)
امروزه مصرف انرژی کشورهای مختلف به هیچ وجه یکنواخت و متوازن نمیباشد. براساس آمار موجود[۳] در سال ۲۰۲۰ سرانۀ مصرف انرژی در کشورهایی با بالاترین مصرف انرژی حداقل ۵۹ برابر سرانۀ مصرف انرژی در کشورهائی با کمترین مقدار مصرف انرژی بوده است(بنگلادش ۷/۹ و قطر ۵۹۴). بیش از ۳۸.۹ درصد انرژی جهان در سال ۲۰۲۰ در ۳۰ کشور عضو سازمان توسعه و همکاریهای اقتصادی(OECD) مصرف شده است. براساس آمار سازمان ملل متحده این کشورها در سال ۲۰۲۰ حدود ۱۸ درصد از کل جمعیت جهان را تشکیل میدادند. شکل ۲ سرانۀ مصرف انرژی در سال ۲۰۲۰ کشورهای مختلف را نشان می دهد (۳)
مصرف سرانه انرژی ایران در سال ۲۰۲۰ حدود ۲/۱۴۳ گیکاژول کشورهای هم جوار ایران : پاکستان ۱۵.۷ و ترکیه ۷۴.۶ و عراق ۵۱.۳ و کویت۳۵۲.۹ و امارات ۴۲۳.۷ و آذربایجان ۶۱.۳ و افغانستان ۲۷.۶ گیکاژول بود.
رشد مصرف سرانه انرژی ایران نسبت به میانگین رشد سرانه مصرف انرژی دنیا در بیست سال اخیر بسیار زیاد بوده است.بدون اینکه رشد اقتصادی ایران نسبت به میانگین رشد اقتصادی دنیا افزایش چندانی در این مدت نموده باشد به عبارت دیگر رشد مصرف خانگی انرژی ایران در مدت بیست سال اخیر افزایش چشم گیری نسبت به میانگین دنیا را نشان میدهد. اتلاف انرژی در ایران عملا بیشتر از کشورهای پیشرفته دنیا میباشد چنانچه این روند افزایشی مصرف انرژی خانگی ایران در سالهای آینده ادامه داشته باشد و سرمایه گذاری لازم برای بهره برداری بیشتر از منابع خدادادی گازطبیعی انجام نگردد متاسفانه باید گفت حداکثر در وضعیت فعلی ضریب بهره برداری از ذخائر گازی ایران از حدود ۵ سال آینده ایران که دومین ذخیره گازی دنیا را به خود اختصاص میدهد باید گاز از خارج وارد نماید.انشالله مسئولین محترم فعلی کشور از هم اکنون برای کاهش رشد سالانه مصرف خانگی و سرمایه گذاری لازم جهت افزایش استخراج مقدار گاز طبیعی نه برای مصرف خانگی بلکه جهت صادرات اقدامات موثر لازم مبذول فرمایند .
شکل۳- انواع انرژی مصرفی از سال ۱۹۰۰ تا ۲۰۰۹ در بازه های ۵ ساله (۴و۵)
براساس پیش بینی ها سرانه مصرف انرژی تا سال ۲۰۳۰ در کشورهای پیشرفته در مقایسه با کشورهای در حال توسعه همچنان چند برابر باقی خواهد ماند[۴] شکل ۴ پیش بینی مصرف انواع انرژی به تفکیک منطقه ای را نشان میدهد. همانطور که در این شکل دیده میشود، بر اساس پیشبینیها در سال ۲۰۳۰ سرانه مصرف نفت در کشورهای کانادا و ایالات متحده آمریکا بیش از ۹ برابر سرانه مصرف نفت در کشورهای جنوب آسیا خواهد بود. پس از ایالات متحده آمریکا و کانادا، ۳۰ کشور پیشرفته عضو سازمان توسعه و همکاریهای اقتصادی بیشترین میزان مصرف نفت را در سال ۲۰۳۰ خواهند داشت[۴]
|
سال |
آمریکا | آلمان | چین | ژاپن | ایران | عربستان | بنگلادش | هند | جهان | |
| ۲۰۱۱ | ۰۵.۹۲ | ۲.۱۳ | ۵۴.۱۱۲ | ۰۲.۲۰ | ۱۱.۹ | ۱۸.۹ | ۹۸.۰ | ۸.۲۳ | ۶۴.۵۱۷ | |
| ۸۶.۰– | ۵.۰– | ۲۵.۸ | ۰۹.۱– | ۳۹.۰ | ۴۴.۰ | ۰۸.۰ | ۳۲.۱ | ۲۶.۱۲ | ||
| ۲۰۱۲ | ۶۲.۸۹ | ۳۷.۱۳ | ۰۵.۱۱۷ | ۸۹.۱۹ | ۲۱.۹ | ۷۴.۹ | ۰۵.۱ | ۰۴.۲۵ | ۶۱.۵۲۴ | |
| ۴۳.۲– | ۱۷.۰ | ۵۱.۴ | ۱۳.۰– | ۱.۰ | ۵۶.۰ | ۰۷.۰ | ۲۴.۱ | ۹۷.۶ | ||
| ۲۰۱۳ | ۰۴.۹۲ | ۷۴.۱۳ | ۳۸.۱۲۱ | ۷۳.۱۹ | ۵۵.۹ | ۷۸.۹ | ۰۸.۱ | ۰۲.۲۶ | ۳۲.۵۳۴ | |
| ۴۲.۲ | ۳۷.۰ | ۳۳.۴ | ۱۶.۰– | ۳۴.۰ | ۰۴.۰ | ۰۳.۰ | ۹۸.۰ | ۷۱.۹ | ||
| ۲۰۱۴ | ۹۹.۹۲ | ۱۶.۱۳ | ۸۲.۱۲۴ | ۲۲.۱۹ | ۹۸.۹ | ۴۹.۱۰ | ۱۲.۱ | ۷۹.۲۷ | ۵۶.۵۳۹ | |
| ۹۵.۰ | ۵۸.۰– | ۴۴.۳ | ۵۱.۰– | ۴۳.۰ | ۷۱.۰ | ۰۴.۰ | ۷۷.۱ | ۲۴.۵ | ||
| ۲۰۱۵ | ۰۹.۹۲ | ۴.۱۳ | ۵۳.۱۲۶ | ۹۲.۱۸ | ۹۳.۹ | ۸۲.۱۰ | ۳۱.۱ | ۶۸.۲۸ | ۴.۵۴۴ | |
| ۹.۰– | ۲۴.۰ | ۷۱.۱ | ۳.۰– | ۰۵.۰– | ۳۳.۰ | ۱۹.۰ | ۸۹.۰ | ۸۵.۴ | ||
| ۲۰۱۶ | ۹۶.۹۱ | ۶۲.۱۳ | ۶۳.۱۲۸ | ۷.۱۸ | ۴.۱۰ | ۹۶.۱۰ | ۳۳.۱ | ۹۵.۲۹ | ۷۴.۵۵۱ | |
| ۱۳.۰– | ۲۲.۰ | ۱.۲ | ۲۲.۰– | ۴۷.۰ | ۱۴.۰ | ۰۲.۰ | ۲۷.۱ | ۳۳.۷ | ||
| ۲۰۱۷ | ۲۶.۹۲ | ۷۸.۱۳ | ۸.۱۳۲ | ۹۱.۱۸ | ۷۹.۱۰ | ۹۳.۱۰ | ۳۸.۱ | ۱۴.۳۱ | ۸۲.۵۶۱ | |
| ۳.۰ | ۱۶.۰ | ۱۷.۴ | ۲۱.۰ | ۳۹.۰ | ۰۳.۰– | ۰۵.۰ | ۱۹.۱ | ۰۸.۱۰ | ||
| ۲۰۱۸ | ۶۴.۹۵ | ۴۴.۱۳ | ۵۸.۱۳۷ | ۸.۱۸ | ۴۲.۱۱ | ۶۵.۱۰ | ۴۷.۱ | ۱۴.۳۳ | ۱۳.۵۷۶ | |
| ۳۸.۳ | ۳۴.۰– | ۷۸.۴ | ۱۱.۰– | ۶۳.۰ | ۲۸.۰– | ۰۹.۰ | ۲ | ۳۱.۱۴ | ||
| ۲۰۱۹ | ۹.۹۴ | ۰۵.۱۳ | ۰۳.۱۴۲ | ۳۷.۱۸ | ۹۷.۱۱ | ۶۸.۱۰ | ۶۴.۱ | ۸۹.۳۳ | ۵۱.۵۸۱ | |
| ۷۴.۰– | ۳۹.۰– | ۴۵.۴ | ۴۳.۰– | ۵۵.۰ | ۰۳.۰ | ۱۷.۰ | ۷۵.۰ | ۳۸.۵ | ||
| ۲۰۲۰ | ۷۹.۸۷ | ۱۱.۱۲ | ۶.۱۴۵ | ۰۳.۱۷ | ۰۳.۱۲ | ۵۶.۱۰ | ۵۹.۱ | ۹۸.۳۱ | ۶۳.۵۵۶ | |
| ۱۱.۷– | ۹۴.۰– | ۴۳.۳ | ۳۴.۱– | ۰۶.۰ | ۱۲.۰– | ۰۵.۰– | ۹۱.۱– | ۸۸.۲۴– |
جدول ۱:میزان مصرف انرژی ۲۰۱۱ تا ۲۰۲۰ در ایران ودنیا و بعضی از کشورهای مختلف جهان(برحسب میلیون تن معادل نفت) و درصد تغییرات مصرف هر سال به سال قبل را نشان میدهد. (۶)
براساس آمارهای موجود میزان کل مصرف انرژی کشورهای صنعتی جهان در ده سال اخیر تقریباً ثابت باقی مانده یا کمتر شده است[۷]. جدول ۱ تغییرات مقدار انرژی مصرفی چند کشور جهان از سال ۲۰۱۱ تا ۲۰۲۰ را نشان میدهد. همان گونه که در این جدول دیده میشود، مصرف کل انرژی کشورهائی نظیر آمریکا ، ژاپن و … در سالهای اخیر تقریباً ثابت باقی مانده یا کم شدهاست. این کشورها بیشتر کوشش نموده و مینمایند بدون افزایش مصرف انرژی با افزایش کیفیت ، ارزش افزودۀ محصولات تولیدی خویش را انجام دهند، موجبات رشد و توسعۀ اقتصادی کشور خود را در سالهای اخیر بدون افزایش مصرف انرژی فراهم نمودند. بهعبارت دیگر رشد اقتصادی آنها در سالهای اخیر بیشتر با افزایش بهرهوری انرژی و سایر اقدامات فنی امکانپذیر شدهاست. در همین حال مقدار کل انرژی مصرفی کشورهایی نظیر هند، ایران و چین با رشدی سریع از سالهای قبل در حال افزایش است. عملاً بهرهوری انرژی ایران خیلی کمتر از کشورهای صنعتی میباشد.بهره وری انرژی در چین در چند سال اخیر سالانه افزایش یافته است مصرف کل انرژی چین در سال ۲۰۲۱ تقریباً به مصرف آمریکا نزدیک شده است. احتمالاً چنانچه رشد اقتصادی چین در سالهای آینده مانند سالهای قبل از شروع اپیدمی کووید ۱۹ باشد مصرف انرژی چین احتمالا بیشتر از امریکا خواهد شد. یکی از فاکتورهای مؤثر در افزایش درصد رشد مصرف انرژی سالهای اخیر ایران سیاست غلط قیمت گذاری حاملهای انرژی در ایران بوده است.
همانطوریکه دیده میشود رشد مصرف انرژی های فسیلی دنیا با سرعتی کمتر از دو دهه قبل تا سال ۲۰۳۰ ادامه خواهد داشت .سرانه رشد انرژی های فسیلی در دهه چهارم قرن اخیر عملا با توجه به پیش بینی افزایش جمعیت دنیا ناچیز خواهد بود.
پیش بینی میشود در دهه پنجم قرن اخیر میزان مصرف انرژی های فسیلی از دهه چهارم کمتر بشود به عبارت دیگر بعد از دهه چهارم قرن اخیر مصرف انرژی های فسیلی سالانه دنیا روند کاهشی خواهد داشت.
شکل ۴- پیش بینی مصرف انواع انرژی به تفکیک منطقه ای را نشان میدهد (۳)
باگذشت زمان بشر همواره تلاش نموده است که منابع تأمین انرژی خویش را تنوع و تکثر ببخشد. ولی با این حال و از زمان اختراع ماشین بخار و آغاز انقلاب صنعتی سوختهای فسیلی تا کنون همواره نقش غیرقابل انکاری برای بهحرکت در آوردن چرخ صنایع و رفاه نسبی در جوامع بشری داشتهاند پیش بینی میشود حداقل حدود ۵۰ درصد انرژی های فسیلی که در سال ۲۰۲۱ برای تولید فولاد خام دنیا مصرف شدند با مصرف هیدروژن سبز تا سال ۲۰۳۰ جایگزین بشوند.(۸)
شکل۶ سهم هریک از انرژیهای فسیلی و غیرفسیلی را در طول ۲۵ سال اخیر جهان را نشان می دهد. نفت، گاز و زغال سنگ بهترتیب حدودا ۳۰، ۲۲.۱ و۷ ۲درصد انرژی مصرفی جهان را در سال ۲۰۲۰ تأمین نمودهاند، بهعبارت دیگر در مجموع ۷۹.۱ درصد از انرژی جهان درسال ۲۰۲۰ توسط منابع سوختهای فسیلی تأمین شده است[۳]. با این حال ایجاد یک تمایل جهانی در میان کشورهای مختلف برای افزایش بهره وری حاملهای انرژی همچنین کاهش بیشتر وابستگی به منابع سوختهای فسیلی در ۵۰ سال اخیر بخصوص در فرآیند تولید فولاد دنیا واقعیتی غیرقابل انکار است.
از دلایل عمده ایجاد چنین روندی را می توان به این موارد اشاره نمود:
- افزایش قیمت جهانی این نوع از انرژی ها یا بهدلیل محدودیت منابع تامین آنها و افزایش تقاضا.
- تجدیدناپذیر بودن این منابع و ضرورت یافتن جایگزین مناسب برای این نوع سوختها.
- آلاینده بودن استفاده از این نوع انرژیهای فسیلی .
- استفاده از منابع سوختهای فسیلی سبب افزایش درجه حرارت کرۀ زمین و موجب به خطر افتادن تعادل اکوسیستم محیط زیست در سطح جهان می شود.
روند کاهش مصرف انرژی های فسیلی بشر به ازاء تولید هر واحد از یک محصول ناشی از تلاش برای حفظ محیط زیست و کاهش هزینه تولید میباشد، بهدلیل انگیزههای اقتصادی افزایش سرسام آور قیمت گاز در سال ۲۰۲۱ و اوایل ۲۰۲۲ در اروپا و افزایش قیمت جهانی نفت از اواخر سال ۲۰۲۱ عامل ایجاد تلاش و جنب و جوشی مؤثر در میان مسئولین صنایع مختلف و دولتمردان برای افزایش بهره وری بیشتر انرژی، کاهش هرچه بیشتر وابستگی به سوختهای فسیلی به ویژه نفت و گاز ، همچنین سرمایهگذاری بیشتر در زمینۀ استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر نظیر انرژی خورشیدی، باد، زمین گرمایی و … بوده و میباشد.(۸)
شکل۵: تغییرات تقاضا برای محصولات نفتی در کشورهای پیشرفته وصنعتی (۹)
شکل ۵ موید این است که روند افزایش مصرف انرژی در بین سالهای ۲۰۳۰ تا ۲۰۴۰ خیلی کمتر از افزایش آن تا سال ۲۰۳۰ خواهد بود.
روند کاهش مصرف انرژی درتولید فولاد خام بخصوص در ۵۰ سال اخیر
صنایع آهن و فولاد از جمله مهمترین بخشهای مصرفکنندۀ انرژی های فسیلی تا به امروز در جهان هستند و مسئول رها کردن حدود ۶ درصد از کل گاز دیاکسیدکربن سال ۲۰۲۱ در دنیا به محیطزیست با مصرف سوختهای فسیلی بودند[۵ و۲]. از این رو انگیزههای اقتصادی و همچنین زیستمحیطی سبب شدهاست که متخصصین صنایع تولید فولاد در سطح جهان تلاش زیادی را از ۵۰ سال قبل جهت کاهش مصرف کل انرژی به ازاء تن تولید فولاد را برای کاهش تولید گازهای گلخانهای به طور اخص وکاهش مصرف انرژی به طور اعم به ازاء هر تن تولید محصولات فولادی انجام داده و میدهند.
شکل ۶ – روند تغییر سهم انرژی های مختلف مصرفی جهانی بر حسب اگزاژول تا سال ۲۰۲۰ را نشان میدهد. (۳)
تکامل تدریجی تکنولوژی فرآیند تولید فولاد که عمدتاً نتیجۀ تحقیقات ۵۰ سال اخیر این صنعت در سطح جهان است، سبب شد تا مصرف ویژه انرژی به‌ازاء تولید یک تن محصولات فولادی در سال ۲۰۲۰ در کشورهای صنعتی نسبت به ۳۰ سال قبل حدود ۴۰% کاهش یابد [۱۰].
شکل ۷ -تمهیداتی که سبب کاهش یا جابجائی مصرف حاملهای انرژی بازاء تن تولید آهن خام مذاب شده است (۲و۱۱)
شکل ۸ -تحولات مهم تکنولوژی کوره بلند از سال ۱۹۵۰ تا ۲۰۱۰که سبب افزایش راندمان و کاهش مصرف انرژی ویژه در کوره بلند بازاء تن تولید آهن خام مذاب شده است را نشان میدهد. (۱۲و۲)
شکل ۹- تمهیداتی که از سال ۱۹۶۵ تا ۲۰۱۰ سبب افزایش راندمان کوره قوس الکتریکی ، کاهش مصرف الکترود همچنین کاهش مصرف برق بازاء تن تولید فولاد خام شده است را نشان میدهد (۱۲و۲)
شکل ۱۰ – تمهیداتی که از سال ۱۹۶۵ تا ۲۰۱۰ سبب افزایش راندمان تولید ، بهبود کیفیت فولاد خام ریخته شده و … شده است را نشان میدهد(۲)
گازهای گلخانه ای و افزایش دمای کرۀ زمین:
در این قسمت ضمن ذکر مقدمهای از اثر گازهای گلخانهای بر پدیدۀ گرمشدن کرۀزمین به توصیف برخی از منابع مهم انرژی مصرفی در صنعت تولید فولاد آورده خواهد شد.
اتمسفر زمین شامل گازهای فراوانی است که نیتروژن، اکسیژن و آرگون بیشترین مقدار آن را (۹۶/۹۹درصد) تشکیل میدهند همچنین گازهای دیگر نظیر CO۲ (ppm360)، CH۴ (ppm75/1)،NO۲ (ppm100)، SO۲ (ppm20) وH۲S دیگر اجزاء متشکله اتمسفر کره زمین هستند[۱۳و۱۴]. برای نخستین بار دانشمند سوئدی به نام آرهینوس نظریه پدیده گلخانه ای را در سال ۱۸۹۶ میلادی ارائه نمود[۹]. به طور کلی گازهای چند اتمی که دارای دواتم غیر متقارن گازی باشند، نظیر (SF۶، PFS، HFS، H۲S، CFCS، O۳، NO۲، CH۴، SO۲، H۲O، CO۲ و…) به گازهای گلخانهای موسوم‌اند و اثر جذبی بالائی در اتمسفر زمین دارند. از سوی دیگر گازهای تک اتمی متقارن (نظیر H۲، N۲، O۲ و …) به گازهای عبوری موسوم‌اند و انرژی جذبی بالائی ندارند[۱۵]. وجود گازهای گلخانهای به خودی خود برای قابل سکونت بودن زمین الزامی است. هواشناسان معتقدند که وجود گازهای گلخانهای سبب به وجود آمدن محیطی مناسب در روی زمین برای گیاهان و جانوران میگردد. به طوری که اگر این گازها در جو زمین موجود نبودند، دمای زمین به طور متوسط منهای ۱۸ درجه سانتیگراد می‌گشت در حالی که هماکنون دمای زمین به طور متوسط ۵/۱۵+ درجه سانتیگراد است[۱۳و۱۴]. این خاصیت گازهای گلخانهای به خاطر جذب بالای انرژی سوزان ساطع شده از خورشید و نیز انرژی منعکس شده از زمین است. به طور دقیقتر نحوۀ یاری رساندن گازهای گلخانهای به روند گرم شدن کرۀ زمین بدین شرح است که این ترکیبات به پرتوی خورشید اجازۀ عبور آزادانه از اتمسفر کرۀ زمین را میدهند؛ بخشی از پرتوی ورودی پس از برخورد با سطح زمین مجدداً به سمت بالا منعکس می شود. ولی این بار ترکیبات گلخانهای با جذب نمودن بخش مادون قرمز پرتوی بازتابی، گرم شده و در نتیجه منجر به گرم شدن فضای اطراف خویش و در نهایت کل اتمسفر کرۀ زمین میشوند. ترکیبات شیمیایی متنوعی قابلیت عمل نمودن به عنوان گاز گلخانهای را دارند. بخشی از این ترکیبات به طور طبیعی در اتمسفر زمین وجود دارند از قبیل : بخار آب، متان و اکسید نیتروژن و برخی دیگر صرفاً منتج از فعالیتهای صنعتی بشرهستند. در این میان برخی از گازها نظیر دیاکسیدکربن دارای منشاء دوگانۀ طبیعی و صنعتی میباشد[۱۶]. گازهای گلخانهای، جذب انرژی متفاوتی دارند که با ثابت جذب حرارت A نشان داده میشود (۱۳)
که در آن ε نرخ تشعشع، Tg دمای گاز و Tw دمای دیواره است. در بین گازهای گلخانهای CH۴ و H۲O بیشترین ضریب جذب را دارند. ولی CO۲ به خاطر حجم اشغالی بسیار بالا و جذب بالای اشعه مادون قرمز و نیز سنگین‌تر بودن نسبت به هوا (CO۲ حدود ۵۳/۱ بار سنگین‌تر از هوا است) بیشترین اثر را روی اتمسفر نزدیک به زمین دارد[۱۳]. شکل ۱۱ روند تغییرات مقدار و غلظت گاز دیاکسیدکربن در جو کرۀ زمین در طول ۲۶۰ سال اخیر را نشان می دهد. همان گونه که در این شکل دیده می شود، مقدار این گاز در جو کرۀ زمین برای سالیان متمادی ثابت بوده است. علت این ثبات وجود چرخهای بنام چرخۀ کربن در اکوسیستم طبیعی کرۀ زمین است. در این چرخه، مقدار تعادلی گاز CO۲ پس از تولید، توسط تنفس موجودات زنده و سایر پدیدههای طبیعی و یا جذب شدن توسط گیاهان و آب اقیانوسها ثابت باقی میماند. تخمین زده می شود که چرخۀ طبیعی کربن در کرۀ زمین سالانه توانایی جذب سالانه ۲/۶ میلیارد تن گاز دیاکسیدکربن را داشته باشد[۱۷]. افزایش فعالیتهای صنعتی بیشتر در ۲۵۰ سال اخیر به افزایش تجمع مقدار زیادی CO۲ در جو زمین منجر شده است. براساس بررسیهای اخیر بعلت فعالیتهای بشر سالانه حدود ۱/۴ میلیارد تن گاز دیاکسیدکربن اضافی علاوه بر ظرفیت چرخۀ طبیعی کربن به جو زمین اضافه می شود که این مازاد ظرفیت باعث شده است طی ۱۵۰ سال اخیر، تجمع CO۲ در اتمسفر زمین به میزان ۲۵ درصد افزایش یابد[۱۵]. افزایش CO۲ در جوحداقل باعث افزایش درجه حرارت زمین به میزان ۳/۰ تا ۶/۰ درجه سانتیگراد شده است. براین اساس درصورتی که همین روند ادامه داشته باشد، دمای زمین تا ۵۰ سال آینده بین ۲ تا ۵ درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت. صنایع مختلف انرژیبر، از جمله صنعت فولاد، نقش بسیار بزرگی در مقدار گاز دیاکسید کربن تولید شده در زمین ایفا مینمایند[۱۵]. منبع تولید بخش اعظم گازهای گلخانهای تولیدشده در صنایع آهن و فولاد استفاده از سوختهای فسیلی است که در ادامه به شرح مختصری در رابطه با آنان پرداخته میشود. شکل ۷ : مقدار گاز دی اکسید کربن منتشر شده در جو کرۀ زمین از سال ۱۷۵۰ تا سال ۲۰۱۹ روند صعودی داشته است به علت شیوع اپیدمی کووید ۱۹ عملا فعالیت های اقتصادی دنیا کاهش یافته و مسافرت های هوایی بی نهایت کمتر گردید استفاده از خودروهای شخصی به علت قرنطینه در کشورهای مختلف کاهش یافته به عبارت دیگر عدو شود سبب خیر اگر خدا خواهد درصد انتشار گاز co2 در سال ۲۰۲۰ همانطوریکه در شکل ۱۱ دیده میشود نسبت به سال قبل کاهش چشمگیری یافته است.[۱۶]
شکل ۱۱ مقدار و غلظت دی اکسید کربن منتشر شده و موجود در اتمسفر (۲۰۲۰-۱۷۵۰) را نشان میدهد. (۱۸)
سوختهای مورداستفاده در صنایع تولید فولاد:
۱-نفت:
سابقۀ استفادۀ بشر از نفت به ۴۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح باز میگردد. براساس کاوشهای باستانشناسی، در این تاریخ و در سواحل رود فرات، یعنی عراق امروزی، مردم از سنگریزههای آغشته به نفت (نفت تراوش کرده از منابع زیرزمینی موجود در این منطقه)، که ظاهری مشابه آسفالت امروزی داشتهاست، برای پرنمودن فضای خالی میان سنگ سازندۀ دیوار منازل خویش و عایق کردن حمامها و قایقها استفاده مینمودهاند. واژۀ لاتین petroleum از ترکیب دو واژه لاتین petros به معنی سنگ و oleum بهمعنی روغن بدست آمدهاست که مجموعاً معنای ترکیبی «روغن سنگ» را تشکیل می دهد. چنین معنایی با کاربرد نفت در دوران باستان مطابقت دارد. یافتههای باستانشناسان حکایت از آن دارد که ساکنین کشور چین در ۳۴۷ سال پیش از میلاد مسیح با حفر چاههایی تا عمق بیش از ۲۴۰ متر توسط شاخههای بامبو که در سر آنها دندانههای برندهای نصب شدهبود، به استخراج نفت میپرداختهاند. نخستین چاه نفت حفر شده در دوران پس از میلاد مسیح (ع) در سال ۱۵۹۴ در منطقۀ باکو به عمق ۳۵ متر حفر نمودند[۱۹].آغاز دوران نوین استفاده از نفت توسط بشر در سال ۱۸۵۹ و با حفر نخستین چاه صرفاً برای استخراج نفت خام، در پنسیلوانیای آمریکاآغاز شد. در این تاریخ تنها استفاده از نفت خام برای روشنائی منازل و فضاهای سربسته بودهاست. تا اینکه در سال ۱۸۸۵ کارل بنز نخستین موتور گازوئیلی را به ثبت رسانده و به این ترتیب کاربرد جدیدی برای نفت خام خلق شد. تا پیش از این تاریخ گازوئیل بهعنوان محصول جانبی نفت خام دور ریخته میشد و حتی بهدلیل اشتعال پذیری آن حوادث ناخواستۀ زیادی را به وجود آورده بود. از این تاریخ به بعد سیر تکاملی استفادۀ بشر از نفت سرعت بیشتری را گرفته و با آغاز قرن بیستم میلادی نفت به یکی از مهمترین منابع تأمین انرژی مورد نیاز بشر برای رسیدن به رفاه بیشتر تبدیل گردید[۱۹].
نفت خام به طور عمده متشکل از ترکیبات هیدروکربنی است که میتوانند از ۵۰ تا ۹۷ درصد وزن آن را تشکیل دهند. مابقی وزن نفت خام از ترکیبات آلی دیگر از قبیل نیتروژن، سولفور، اکسیژن تشکیل شدهاست. در ذخایر نفت خام، نفت همراه گاز طبیعی که بهدلیل سبکی بر روی نفت قرار میگیرد و آبنمک که به دلیل سنگینی در زیر لایۀ نفت خام واقع می شود، میتواند وجود داشته باشد. برای تشکیل یک ذخیرۀ نفتی احتیاج به حضور سه عامل است: اولاً وجود منبعی غنی از هیدروکربنها (تشکیل شده از بقایای حیوانات و گیاهان) در عمق زیاد از سطح زمین که تحت فشار و دمای بالا قرار گرفتهباشد. ثانیاً به یک لایۀ سنگی متخلخل نیاز است تا اجازۀ نفوذ نفت ایجاد شده از قسمتهای مختلف میدان نفتی و متمرکز شدن آن در یک بخش خاص در زیر زمین را بدهد. ثالثاً نیاز به یک لایۀ سنگی نفوذ ناپذیر است که اجازۀ به سطح رسیدن نفت ذخیره شده در میدان را ندهد. با این توصیفات مختصر مشخص میگردد که تشکیل و ایجاد ذخایر نفتی فرآیندی زمانبر، پیچیده و نیازمند هماهنگی پارامترهای متعددی است. از این رو ذخایر نفتی در مناطق خاص و محدودی از کرۀ زمین میتوانند وجود داشته باشند. براساس آمارهای موجود بر طبق شکل ۱۲در سال ۲۰۰۸ سهم کشورهای منطقۀ خاورمیانه از ذخایر نفتی جهان معادل ۶۰ درصد بودهاست[۳] شکل ۱۳ (۳و۱۹) توزیع ذخایر نفت در میان کشورهای جهان در سال ۲۰۲۰ را نشان میدهد[۳].. بر طبق اشکال ۱۲ و ۱۳ منطقۀ خاورمیانه بزرگترین دارندۀ ذخایر نفتی جهان است. پس از این منطقۀ اورآسیا (شامل کشورهای جماهیر شوروی سابق و اروپا) با ۶/۱۱ درصد از کل ذخایر نفت در رتبۀ دوم بزرگترین دارندۀ ذخایر نفت در سال ۲۰۰۷ بودند. قارۀ آفریقا با ۵/۹ درصد، قارۀ آمریکای جنوبی و مرکزی با ۹ درصد، آمریکای شمالی با ۶/۵ درصد و منطقۀ آسیایجنوب شرقی و اقیانوسیه با ۳/۳ درصد در مکان سوم تا ششم بزرگترین دارندگان ذخایر نفت جهان در سال ۲۰۰۸ بودند[۳]. در سالهای آینده مسلماً ذخایر جدیدی در این مناطق و سایر مناطق جهان کشف خواهد شد؛ با توجه به فرآیند تشکیل نفت که فوقاً به اختصار اشاره شدهاست، احتمال اینکه درصد ذخایر قطعی کشف شدۀ نفت در جهان نسبت به شکل ۱۳ تغییر فاحشی بنماید بعید به نظر میرسد.
شکل۱۲- درصد ذخائر کشور های عمده تولید کننده نفت در سال ۲۰۲۰ را نشان میدهد(۳)
از مقایسه دو شکل ۱۲ و ۱۳ میتوان نتیجه گیری کرد که سایر کشورهای دنیا از سال ۲۰۰۸ تا ۲۰۲۰ به ذخایر نفتی زیادی دسترسی پیدا کرده اند به طوریکه در سال ۲۰۲۰ حدود ۴۸ درصد ذخایر نفت جهان در کشورهای خاورمیانه قرار داشتند در این سال حدود ۱۸ درصد ذخایر شناخته شده نفت دنیا متعلق به کشور ونزوئلا بود .
کشور ونزوئلا در سال ۲۰۲۰ حدود ۵۴۰ میلیون بشکه نفت در روز که حدود ۰.۶۶ درصد نفت جهان در سال ۲۰۲۰ بود را تولید کرده است.
شکل ۱۳ درصد ذخائر کشورهای عمده تولید کننده نفت جهان در سال ۲۰۰۸ را نشان میدهد. (۳)
ایران در سال ۲۰۲۰ حدود ۳.۴۹ درصد نفت تولیدی جهان را به خود اختصاص داده است در صورتیکه ذخایر شناخته شده ایران در همین سال حدود ۹ درصد ذخائر جهانی بود.(۸)
شکل۱۴تولید جهانی نفت در سالهای ۲۰۰۶ تا ۲۰۲۰ در کشورها و مناطق مختلف جهان را نشان میدهد(۳)
شکل ۱۵روند مصرف نفت در سالهای ۲۰۰۶ تا ۲۰۲۰ در مناطق مختلف جهان را نشان میدهد. (۳)
تولید جهانی نفت برای اولین بار از سال ۲۰۰۹ به میزان ۶.۶ میلیون بشکه در روز بعلت عوارض کووید ۱۹ در سال ۲۰۲۰ کاهش یافت.
به جز کشور ایران و چین که در سال ۲۰۲۰ بیشتر از سال ۲۰۱۹ نفت مصرف کردند بقیه کشورهای دنیا در سال ۲۰۲۰ کمتر از سال ۲۰۱۹ نفت مصرف نمودند.
کل مصرف نفت جهان در سال ۲۰۲۰ به حدود ۸۸۳۹۱ میلیون بشکه در روز رسیدکه این میزان نسبت به سال پیش از آن ۶/۰ درصد کاهش داشته است. در سال ۲۰۲۰ ایالات متحده آمریکا با مصرف بیش از ۱۶۴۷۶ میلیون بشکه نفت در روز یعنی معادل ۵/۲۲ درصد مصرف جهانی در این سال، بزرگترین مصرفکنندۀ نفت جهان بود. پس از آمریکا، چین در مقام دوم۳۹۰۱ میلیون بشکه در روز بزرگترین مصرفکنندۀ نفت جهان در سال ۲۰۲۰ بود. تولید نفت ایران در سال ۲۰۲۰ حدود ۳۰۸۴ میلیون بشکه بود.(۸)
نفت استخراجی را باید پالایش نموده و انواع فرآورده های مختلف از قبیل نفت سفید، بنزین ،گازوئیل، مازوت و … تولید نمود.
شکل ۱۶ تولید نفت در سال 2019-۲۰ در کشورهای مختلف و جهان را نشان میدهد (۳)
الگوی تولید پالایشگاه ها در هر کشوری حتی المقدور باید با الگوی مصرف آن کشور هماهنگی داشته باشد.با توجه به اینکه پالایشگاه های ایران تا قبل از سال ۱۳۵۷ توسط کشورهای خارجی طراحی ساخته و نصب شده اند الگوی تولید فرآورده های نفتی این پالایشگاه ها با الگوی مصرف ایران متاسفانه از همان زمان هماهنگی نداشت به عبارت دیگر میزان تولید مازوت در پالایشگاه های ایران قبل از سال ۵۷ حدود ۴۲ درصد بود هرچند بعد از سال ۵۷ کوشش شده است تا حدودی درصد مازوت تولیدی پالایشگاه های ایران را کاهش دهند با وجود این چون مصرف مازوت نیز در ایران مانند سایر نقاط جهان مرتبا کاهش یافت و تقریبا هیچ کشوری مازوت را فعلا براحتی خریداری نمیکند لذا مازوت تولیدی پالایشگاه ها ایران عملا بدون مصرف میباشند.البته کشورهای صنعتی با تغییر جزئیات فنی در تجهیزات پالایشگاهی خود توانستن درصد مازوت تولیدی پالایشگاه را بی نهایت کاهش دهند یا حذف نمایند و بعضی از پالایشگاه هایی در کشورهای پیشرفته صنعتی وجود دارند که اصلا مازوت تولید نمیکنند متاسفانه در ایران تکنولوژی پالایشگا ها را با پیشرفت تکنولوژی دنیا در این زمینه نتوانستیم هماهنگ کنیم لذا مشکل امروزه کشور مازوت تولیدی پالایشگاه های ایران میباشد . چنانچه بخواهیم مازوت های تولیدی را به اجزاء دیگر فرآورده های نفتی تبدیل نماییم (کراکینگ) سرمایه گذاری زیادی باید انجام گیرد و تکنولوژی آن نیز به علت تحریم ظالمانه به آسانی برای ایران قابل دسترس نیست.(۸)
شکل۱۷ : میانگین سهم بخشهای مختلف از کل مصرف نفت در سه دورۀ تاریخی دنیا را نشان میدهد. (۲۰)
بیشترین مصرف نفت خام از سال ۱۹۷۰ تاکنون در ارتباط با مصرف فرآوردههای نفتی در صنعت حمل و نقل بودهاست؛ براساس پیشبینیها سهم بخش حمل و نقل از کل مصرف نفت خام دنیا تا سال ۲۰۳۰ به ۵۲ درصد خواهد رسید[۲۰]. شکل۱۷ میانگین سهم بخشهای مختلف از مصرف نفت خام را در دو دورۀ زمانی ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۵ و پیش بینی آن از ۲۰۰۵ تا ۲۰۳۰ را نشان می دهد.
مصارف مستقیم نفت درفرآیند تولید فولاد خام
مصرف مستقیم نفت در صنایع تولید آهن و فولاد به میزان کمی محدود به استفاده از آن در کورۀبلند و … می شود.
نفت همراه با هوای پیشگرم شده در بعضی کشورها (طبق اشکال ۷ و ۸ ) از پایین به درون کورۀبلند دمیده میشود و به این ترتیب ضمن افزایش حرارت کورۀ بلند منجر به کاهش میزان مصرف ماده احیاءکنندۀ اصلی نظیر کک متالورژی با دانه بندی مشخص میگردد. استفاده از نفت در کورۀبلند از اواخر دهۀ ۱۹۶۰ میلادی آغاز شد. ولی میزان استفاده از آن همواره تابعی از تعادل قیمت مجموعۀ عوامل احیاءکنندۀ مورد استفاده در کورۀبلند بودهاست. به گونهای که در اواخر دهۀ ۱۹۷۰ میلادی با بالا رفتن قیمت جهانی نفت استفاده از این ماده در کورههای بلند کشورهای صنعتی نظیر آلمان به طور کامل متوقف شد. ولی استفاده از آن مجدداً از سال ۱۹۸۸ شروع گردید. در سال ۲۰۰۷ بهطور میانگین حدود ۷/۳۱ کیلوگرم نفت به ازای تن تولید آهن خام مذاب در کورههای بلند جهان نفت مصرف شده است (شکل ۷).
بهعبارتی دیگر نفت حدود ۷/۶ درصد از مواد احیاءکنندۀ مورد استفاده در کورههای بلند جهان در سال ۲۰۰۷ را تشکیل داده است[۱۴]. علاوه بر کورۀبلند، در صنایع تولید فولاد نیز اگر گاز طبیعی و یا گاز کک سازی در دسترس نباشد، میتوان در تولید زینتر، پیشگرم کردن شمش یا بیلت برای نورد و … هم از نفت و مشتقات آن استفاده نمود.
شکل ۱۸-مقدار انرژی های فسیلی مصرفی به ازاء تن تولید فولاد به روش کوره بلند و کوره های قوس الکتریکی آلمان را در سالهای ۱۹۹۰ تا ۲۰۲۰ بر حسب گیگازول به ازاء تن تولید فولاد و شکل سمت راست میزان کاهش گاز CO2تولیدی به ازائ تن تولید فولاد خام آلمان در روش کوره بلند و کوره قوس الکتریکی در سالهای فوق را بر حسب مقدار CO2 به ازائ تن تولید فولاد نشان میدهد. (۲۱)
گازطبیعی:
این سوخت بیش از همه حاوی گاز متان میباشد. با این حال دارای درصد کمی اتان، پروپان، بوتان، پنتان و … نیز است[۱۵]. مانند نفت خام، گازطبیعی باید پیش از استفاده توسط فرآیندهایی پیچیده تحت پالایش قرار گیرد و تمامی مواد همراه آن به غیر از متان و درصد کمی از اتان از آن جدا شوند. اکثر دانشمندان معتقدند که فرآیند تشکیل گاز طبیعی، کم و بیش مشابه مراحل تشکیل سایر سوختهای فسیلی بخصوص نفت است. براین اساس گاز طبیعی از بقایای اجساد موجودات دریایی کوچکی که بین ۲۰۰ تا ۴۰۰ میلیون سال پیش میزیستهاند، به وجود آمدهاست. بقایای بدن این حیوانات و گیاهان پس از مرگ در کف اقیانوسها قرارگرفته و پس از آن توسط لایههای رسوبی مختلف پوشیده شدهاند. این لایهها به تدریج به لایههای سنگی سخت تبدیل و بقایای اجساد موجودات زنده را تحت فشار زیادی متراکم نمودهاند. حاصل این تراکم و فشار زیاد به همراه حرارت کرۀ زمین، تبدیل این مواد به انواع سوختهای فسیلی از جمله نفت و گاز طبیعی شدهاست[۲۲].
سابقۀ استفادۀ بشر از گازطبیعی به هزاران سال قبل باز میگردد. مورخان معتقدند که ساکنین یونان، ایران و هند باستان قرنهای قبل به نحوی از گاز طبیعی استفاده مینمودهاند. با این حال بشر اولیه بیش ازهر چیز جذب جاذبۀ معنوی آتش برانگیخته از گاز طبیعی بودهاست. بر اساس کتب تاریخی، در برخی موارد گاز طبیعی با تراوش نمودن از اعماق زمین به سطح آمده و این جریان گاز به دلایل مختلف نظیر برخورد صاعقه به سطح زمین مشتعل میشد. انسانهای باستان با مقدس شمردن این شعلۀ فروزان و دائمی، گاهی اوقات به پرستش و ساختن عبادتگاه به گرد آن میپرداختهاند. مورخان معتقدند یکی از این عبادتگاهها، معبد آپولو در یونان باستان بودهاست[۲۱]. براساس اطلاعات باستانشناسی، چینیها در ۲۵۰۰ سال پیش گاز طبیعی را با استفاده از خطوط لوله ساخته شده از چوب درخت بامبو از ذخایر کمعمق به مناطق دلخواه خویش انتقال میدادهاند. چینیها از همین گاز لولهکشی شده برای روشن نمودن آتش در زیر ظروف بزرگ حاوی آب دریا به منظور تبخیر آن و بدست آوردن نمک استفاده میکردهاند[۲۳ و ۲۲]. نخستین استفاده از گاز طبیعی در دوران معاصر به اواخر قرن هجدهم و اوایل قرن نوزدهم میلادی بازمیگردد. در این دوران نخستین شرکتهای فعال در زمینۀ استخراج و توزیع گاز طبیعی تشکیل شدند. استفادۀ اولیه از گاز طبیعی در این دوران بیشتر معطوف به بهرهگیری از این سوخت برای روشنائی محیطهای شهری بودهاست[۲۲].
همان گونه که قبلا ذکر شد، ذخایر گاز طبیعی معمولاً همراه با نفت در مناطق مختلف جهان وجود دارند و تحت استخراج و بهره برداری قرار میگیرند. با این حال در برخی موارد ذخایر مستقل گاز طبیعی نیز در ایران و جهان کشف شده اند.
شکل ۱۹ – ذخایر شناخته شده گاز طبیعی ایران و مناطق مختلف دنیا در سالهای ۲۰۰۰ و ۲۰۲۰ را نشان میدهد. (۳)
شکل ۱۹ توزیع ذخایر گاز طبیعی در جهان را در سال ۲۰۲۰ نشان میدهد. پراکندگی جغرافیایی ذخایر گاز طبیعی جهان، کم و بیش مشابه پراکندگی ذخایر نفت است؛ براساس آمار اعلام شده در سال ۲۰۲۰ حدود ۴۰ درصد کل از ذخایر گاز جهان در کشورهای خاورمیانه قرار داشت. حجم ذخایر گاز ایران از کل ذخائر شناخته شده دنیا در سال ۲۰۲۰حدود ۱۷ درصد و قطر در همین سال حدود ۱۳ درصد بود. پس از خاورمیانه، منطقه اورآسیا در سال ۲۰۲۰ با ۳۴ درصد از ذخایر گازی جهان در مقام دوم قرار داشت. قارۀ آفریقا، اقیانوسیه و منطقۀ آسیای جنوبشرقی به ترتیب ۹/۷ و ۳/۸ درصد از ذخایر جهانی گاز در سال ۲۰۲۰ جایگاه سوم و چهارم قرار داشتند و مناطق آمریکای شمالی، جنوبی ومرکزی در ردههای بعدی بودند[۳]
براساس آمار اعلام شده ۷ درصد ذخیر گازی دنیا در سال ۲۰۲۰ در آمریکا قرار داشت آمریکا با مصرف ۶/۹۱۴ میلیون متر مکعب گاز طبیعی حدود ۷/۲۱ درصدگاز طبیعی دنیا رادر سال ۲۰۲۰ مصرف کرده است روسیه در همین سال حدود ۸/۱۰ درصد و چین در همین سال حدود ۶/۸ درصد و ایران حدود ۹/۶ درصد گاز دنیا را مصرف کرده اند. ایران بزرگترین تولید کنندۀ گاز طبیعی منطقۀ خاورمیانه در سال ۲۰۲۰ و ۲۰۲۰ بوده است. (۸)
با توجه به شکل ۱۹ ذخایر شناخته شدۀ گاز طبیعی ایران در سال ۲۰۲۰ حدود ۱۷ درصد کل ذخایر دنیا بود؛ بعبارت دیگر ایران نتوانسته تاکنون به نسبت ذخیرۀ جهانی خود در تولید جهانی گاز سهیم شود. از منظر تولید جهانی گاز، کشور قطر بعد از ایران در سال ۲۰۲۰ در جایگاه دوم منطقۀ خاورمیانه قرار داشت.
شکل ۲۰-سهم ایران ، مناطق و کشور های مختلف از کل ذخایر گاز طبیعی جهان در سال ۲۰۲۰ را نشان میدهد. (۳ و ۲۴)
کل مصرف گاز طبیعی جهان در سال ۲۰۲۰ حدود ۷/۳۰۱۸ میلیارد مترمکعب بودهاست که این مقدار نسبت به سال پیش از آن ۵/۲ درصد رشد داشته است [۳].
شکل ۲۱ سهم ایران،کشورهای منطقۀ خاورمیانه در سال ۲۰۲۰ از تولیدگاز طبیعی این منطقه را برحسب درصد نشان میدهد.(۳ و ۲۴)
موارد مصرف گاز طبیعی در فرآیند تولید فولاد خام
عمده مصرف گاز طبیعی در صنایع تولید آهن و فولاد بهمنظور استفاده در روش احیاء مستقیم و به عنوان عامل احیاء کننده اکسید آهن ، در کورۀ قوس الکتریکی برای کاهش مصرف برق، در کورههای پیشگرم کننده شمش برای نورد، در کورههای عملیات حرارتی قطعات فولادی برای تأمین انرژی و … میباشد. استفاده از گاز طبیعی در کورۀبلند به عنوان عامل احیاءکننده بسیار محدود است و تنها با توجه به شرایط جغرافیایی و سیاسی بعضی از کشورها مانند ایران ، روسیه و … مورد استفاده قرار میگیرد.
شکل ۲۲-مصرف گاز طبیعی ایران و برخی از کشورها بر حسب میلیون متر مکعب در سال ۲۰۲۰ را نشان میدهد. (۳)
در سالهای آینده بجای انرژیهای فسیلی به کوره بلند از دمش هیدروژن سبز استفاده خواهند نمود همچنین جهت کاهش مصرف کک متالورژی و افزایش راندمان کوره بلند در قسمت میانی ارتفاع کوره بلند گاز هیدروژن سبز خواهند دمید.در سالهای آینده بجای مخلوط گاز (CO+H2) که از گاز طبیعی تولید میشود برای احیاء اکسید آهن خارج از کوره بلندکوشش خواهد شد از هیدروژن سبز استفاده نمایند.
در سال ۲۰۲۰ روسیه بیشترین مقدار گازطبیعی به ازاء تن تولید آهن خام در کورههای بلند دمیده است . سه کورۀبلند با قطر شکم بیش از ۱۲ متر در روسیه از گاز طبیعی به عنوان مادۀ کمکی احیاء کننده استفاده نمودند [۲۷]. در کورههای بلند۱ و ۲ ذوب آهن اصفهان هم برای صرفه جوئی در مصرف کک متالورژی همراه با هوای پیشگرم شده گاز طبیعی بهکورۀبلند دمیده میشود. در مجتمع تولید فولاد مبارکه، اهواز و … از گاز طبیعی برای احیاء اکسید آهن در خارج از کورۀبلند در سیستم میدرکس و زمزم استفاده می گردد. همچنین در کورههای قوس الکتریکی برای کاهش مصرف برق، افزایش راندمان تولید و … از دمش گاز به کوره های قوس الکتریکی هم استفاده میشود. برای تولید گندله در مبارکه، مجتمع فولاد اهواز، همچنین تولیدگندله در جوار معادن گلگهر، چادرملو و … از انرژی گاز طبیعی استفاده میشود. تقریباً در کلیه صنایع تولید محصولات ساختمانی فولاد مانند میلگرد ، تیراهن ، و پروفیل و … انواع فولاد ساختمانی تولیدی بخش خصوصی ایران گاز طبیعی تأمینکنندۀ بخش اصلی انرژی لازم برای پیشگرم کردن شمش و بیلت جهت نورد میباشد. بهعبارت دیگر در سال ۲۰۲۰ حدود ۹۱ درصد انرژی مصرفی صنایع تولید فولاد خام ایران بهصورت مستقیم یا غیرمستقیم توسط گاز طبیعی تأمین شده است.
شکل ۲۳- مقایسه دو روش مختلف تولید فولاد خام با اعداد واقعی سال ۲۰۱۰ در آلمان را نشان میدهد. (۲۵ و ۲۶)
انرژی های تجدیدپذیر
با توجه به اینکه افزایش مصرف سوخت های فسیلی سبب ایجاد گازهای گلخانه ای میگردد و در نهایت علاوه بر آلودگی محیط زیست سبب افزایش حرارت کره زمین می گردد علاوه بر این روند افزایشی مصرف انرژی های فسیلی بشر با مشکلات تامین آنها در سالهای آینده مواجه خواهد شد. از هفتاد سال قبل محققین به فکر استفاده بیشتر از انرژی های تجدید پذیر بودند ، از سال ۲۰۰۰ روند بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر در جهان افزایشی شده است.
شکل۲۴ روند رشد زیاد استفاده از انرژی های تجدیدپذیر از سال ۲۰۰۰تا ۲۰۲۰ دنیا را نشان میدهد.(۳)
شکل۲۴ روند رشد زیاد استفاده از انرژی های تجدیدپذیر از سال ۲۰۰۰تا ۲۰۲۰ دنیا را نشان میدهد.(۳)
شکل ۲۵ روند رشد استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در مناطق مختلف از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۰ را نشان میدهد.(۳)
با توجه به شرایط جغرافیایی ایران توان بالقوه زیادی جهت استفاده از انرژی های خورشیدی و باد را دارد متاسفانه تاکنون از این توان بالقوه استفاده مفیدی نکردیم .در صورتیکه کشور چین در ده سال اخیر سرمایه گذاری زیادی جهت استفاده بیشتر از این مواهب خدادادی به عمل آورده است. بطوریکه بزرگترین کشور دنیا در استفاده از انرژی های تجدید پذیر سال ۲۰۱۸ بوده و امریکا با فاصله زیاد در رتبه دوم قرار دارد و کل ۲۸ کشور اروپا در مجموع کمتر از چین انرژی های تجدید پذیر تولید نمودند.
روش های عمده متداول فولادسازی دنیا
روش های عمده تولید فولاد دنیا را که در شکل شماره ۲۶ آورده شده است را به طور خلاصه از دیدیگاه تولید گاز CO2 مورد بررسی قرار میدهیم.
روش ۱ مشابه زنجیره تولید شمش فولاد خام ذوب آهن اصفهان میباشد.مواد اولیه مصرفی عبارتند از :
کنسانتره سنگ آهن ، سنگ آهن دانه بندی شده ، ذغال سنگ کک شو ، سنگ آهک ، گاز اکسیژن و…
ابتدا سنگ آهن دانه بندی شده را به زینتر تبدیل و زینتر را در کوره بلند میریزند_ یا کنسانتره سنگ آهن را به گندله تبدیل و گندله را به تنهایی یا همراه زینتر و سنگ آهن دانه بندی شده وارد کوره بلند مینمایند.
| نام کشورها | معادل میلیون تن نفت | تراوات ساعت | |||
| کل انرژی تجدیدپذیر | برق آبی | اتمی | خورشیدی | بادی | |
| چین | ۵/۱۴۳ | ۱/۲۷۲ | ۶/۶۶ | ۵/۱۷۷ | ۳۶۶ |
| آمریکا | ۸/۱۰۳ | ۳/۶۵ | ۲/۱۹۲ | ۱/۹۷ | ۷/۲۷۷ |
| کانادا | ۳/۱۰ | ۶/۸۷ | ۶/۲۲ | ۵/۳ | ۲/۳۲ |
| برزیل | ۶/۲۳ | ۷/۸۷ | ۵/۳ | ۱/۳ | ۵/۴۸ |
| آلمان | ۳/۴۷ | ۸/۳ | ۲/۱۷ | ۲/۴۶ | ۶/۱۱۱ |
| انگلستان | ۹/۲۳ | ۲/۱ | ۷/۱۴ | ۹/۱۲ | ۱/۵۷ |
| ژاپن | ۴/۲۵ | ۳/۱۸ | ۱/۱۱ | ۷/۷۱ | ۸/۶ |
| هند | ۵/۲۷ | ۶/۳۱ | ۸/۸ | ۷/۳۰ | ۳/۶۰ |
| ایران | ۱/۰ | ۴/۲ | ۶/۱ | – | ۴/۰ |
| کل کشورهای پیشرفته صنعتی | ۴/۳۳۰ | ۳/۳۲۱ | ۱/۴۴۶ | ۲/۳۳۷ | ۸/۷۵۴ |
| بازار مشترک اروپا | ۶/۱۵۹ | ۷۸ | ۲/۱۸۷ | ۸/۱۲۷ | ۸/۳۷۸ |
| کشورهای در حال توسعه | ۸/۲۳۰ | ۵/۶۲۷ | ۲/۱۶۵ | ۴/۲۴۷ | ۱/۵۲۴ |
| کل جهان | ۳/۵۶۱ | ۸/۹۴۸ | ۳/۶۱۱ | ۶/۵۸۴ | ۱۲۷۰ |
جدول شماره۲ روند استفاده دنیا ، ایران و کشورهای مختلف را از انرژی خورشید ، باد ، اتمی و … در سال ۲۰۱۸ را نشان میدهد.(۳ و ۶و ۲۴)
زغال سنگ با خواص شیمیایی و فیزیکی مناسب تولیدکک متالورژی را به عنوان مواد اولیه در فرآیند تولیدکک (باتری کک سازی) استفاده مینمایند.پس از مراحل مختلف کک متالورژی را از سلول باتری کک سازی تخلیه میکنند.
علاوه بر تولید کک متالورژی گاز خروجی فرآیند تولید کک را پالایش نموده محصولات مختلفی را بر حسب تکنولوژی کک سازی میتوان تولید نمود( پالایش قطران و …)
بر حسب کیفیت مواد آهندار و کک دانه بندی شده برنامه باردهی کوره بلند را تنظیم مینمایند و به صورت لایه ای مواد آهندار و کک دانه بندی شده را از بالا وارد کوره بلند میکنند. از قسمت پایین کوره بلند هوای پیش گرم شده )۱۲۰۰تا۱۴۰۰ ( درجه سانتیگراد را همراه با مواد انرژی زا از قبیل گاز طبیعی ، یا نرمه کک ، یا نرمه زغال سنگ یا نفت را با اضافه کردن درصدی از گاز اکسیژن خالص به کوره بلند میدمند. پیش بینی میشود برای افزایش راندمان کوره بلند، کاهش مصرف کک متالورژی بر طبق شکل ۷ به ازاء تن تولید اهن خام مذاب و .. بر طبق شکل شماره ۸ از ۵۰ سال قبل تاکنون تمهیداتی بعمل آوردند. بطوریکه امروزه مصرف کل انرژی به ازاء تن تولید آهن خام مذاب نسبت به ۵۰ سال قبل حدود ۷۰ درصد کاهش یافت. به عبارت دیگر کوره های بلند مدرن امروزی دنیا از نظر تکنولوژی بهره برداری به حالت ایده آل خود رسیده اند و دیگر با سرمایه گذاری بیشتر هم نمیتوان انتظار کاهش زیاد کل انرژی مصرفی به ازاء تن تولید آهن خام مذاب یا افزایش بیشتر راندمان کوره بلند را داشت.
شکل۲۶- سه روش عمده تولید فولاد از دید تولید گاز CO2 در شکل نشان داده شده است.(۲۸)
حداکثر تا ۵ سال آینده جهت کاهش گاز CO2 تولیدی کوره بلند و افزایش راندمان کوره به جای مواد انرژی زایی فسیلی که از قسمت پایین کوره بلند فعلا به شرح فوق به کوره دمیده میشود. در کشورهای پیشرفته دنیا گاز هیدروژن سبز خالص دمیده خواهد شد همچنین از تکنیک دمش گاز هیدروژن خالص به قسمت میانه ارتفاع کوره بلند نیز بکار گرفته خواهد گردید.
دمیدن گاز هیدروژن به کوره بلند مزایای زیادی من الجمله کاهش مصرف کک دانه بندی شده متالورژی تا حد مرز محاسبات تئوری (حدود ۳۰۰ کیلوگرم به ازاء تولید یک تن آهن خام مذاب)که برای گردش ضروری مواد خام و گازی شکل کوره بلند در جهت مخالف یکدیگر لازم است ، میشود. علاوه بر این راندمان تولید آهن خام مذاب افزایش خواهد یافت.همچنین مقدار گاز CO2 ایکه هم اکنون به ازاء تولید یک تن آهن خام به وجود میآید کاهش چشمگیری خواهد داشت که سبب جلوگیری از آلودگی محیط زیست میگردد. پیش بینی میشود با دمش گاز هیدروژن به کوره بلند بشرح فوق مقدار گاز CO2 این روش تولید که فعلا حدود ۱۸۸۰ کیلوگرم است به حدود ۸۰۰ کیلوگرم به ازاء یک تن آهن خام مذاب برسد.
مقداری از گاز خروجی کوره بلند را پس از تصفیه در قسمت کاپر (گرم کننده هوای دمشی به کوره بلند) دمیده میشود.
مقداری هم از گاز خروجی کوره بلند را پس از مخلطوط کردن با گاز خروجی قسمت کک سازی در نیروگاه حرارتی برق تولید مینمایند. بر حسب امکانات منطقه میتوان با تمهیداتی مثلا افزایش درصد کمی از گاز طبیعی به مخلوط گازهای کوره بلند و کک سازی مقدار بیشتری برق تولید نمود به طوریکه کل کارخانه تولید محصولات فولادی مشابه ذوب آهن اصفهان نیازی به خرید برق از شبکه سراسری نداشته باشد.
از قسمت پایین کوره بلند ابتدا سرباره را تخلیه نموده سپس به تخلیه آهن خام مذاب خواهند پرداخت و این روند به تناوب در کل عمر مفید کوره بلند ادامه خواهد داشت.
حذف گوگرد فسفر و… عملا در کوره بلند از لحاظ اقتصادی مقدور نیست میتوان پس از تخلیه آهن خام مذاب نسبت به بهبود کیفیت شیمیایی آهن خام مذاب اقدام نمود.آهن خام مذاب را در کوره میکسر (مخلوط کننده و نگه دارنده) تخلیه مینمایند.
پس از تنظیم حرارت آهن خام مذاب و … بر حسب برنامه ریزی انجام شده مقداری از آهن خام مذاب را در پاتیل آهن بر ریخته و در کنورتور فولادسازی که قدری به جلو کج نمودند تخلیه مینمایند. بر حسب درجه حرارت آهن خام مذاب و ترکیبات شیمیایی آن مقداری آهن قراضه یا مواد برگشتی را در کنورتور تخلیه میکنند. پس از این که کنورتور به حالت عمودی درآورده شد از بالا مقداری آهک پخته بدون رطوبت را همراه با سایر مواد لازم در حین دمش گاز اکسیژن خالص وارد کنورتور مینماید در اثر سوختن کربن موجود در آهن مذاب حرارت مذاب میتواند بیش از حد لزوم افزایش یابد لذا با انجام محاسباتی از قبل مقداری آهن قراضه و … وارد کنورتور نمودند تا انرژی حرارتی ایجاد شده مقداری صرف گرم و نهایتا ذوب کردن آهن قراضه مصرف شود تا حرارت مذاب تولیدی بیش از حد نیاز افزایش نیابد زیرا ناخالصی ها و گازها هرچه حرارت فولاد مذاب بیشتر باشد در فولاد مذاب حل شده و بصورت محلول در مذاب باقی خواهند ماند باید در مرحله متالورژی ثانویه گازها و مواد زاید محلول در مذاب را با صرف هزینه بیشتری جدا نمایند فولاد خام مذاب را پس از اتمام پالایش و تنظیم درجه حرارت در پاتیل فولاد بر تخلیه به ایستگاه ریختگری میبرند.(۲۸)
مواد گران قیمت فرو آلیاژ و… بر حسب ترکیبات شیمیایی فولاد مذاب و ترکیبات شیمیایی که میخواهیم فولاد جامد داشته باشد محاسبه وارد پاتیل گرم شونده میکنند. پس از انجام فعل و انفعالات لازم نمونه برداری نموده چنانچه آنالیز نمونه گرفته شده با آنالیز فولاد جامد مورد نظر یکی باشداز قسمت کف پاتیل گرم شونده گاز خنثی آرگون که در واحد تولید اکسیژن از هوا گرفته میشود را با فشار مشخص جهت هم زدن مذاب در قسمت پایین پاتیل گرم شونده به درون آن میدمند تا ضمن یکنواخت شدن مذاب مواد زائد محلول در فولاد مذاب به صورت سرباره در بالای پاتیل جمع شوند. پس از تنظیم حرارت نهایی فولاد مذاب آن را در پاتیل ریخته گری به نحوی تخلیه مینمایند که سرباره به هیچ وجه وارد پاتیل ریخته گری نشود. بر حسب تکنولوژی تجهیزات ریخته گری مداوم فولاد مذاب به محصولات جامد فولاد خام به شرح مندرج در قسمت پایین شکل ۲۶ تبدیل شوند.
در تولید فولاد به روش ۲ (احیاء مستقیم + کوره قوس الکتریکی ) مشابه تولید فولاد خام مجتمع فولاد مبارکه و… همانطوریکه در شکل ۲۶ دیده میشود عمدتا گندله پخته شده احتمالا درصد کمی سنگ آهن دانه بندی شده از بالای کوره عمودی وارد کوره مینمایند . گاز طبیعی که به روش های مختلف به مخلوطی از نسبت های متفاوت (CO+H2) تبدیل شدند با فشار مشخص و درجه حرارت ثابتی وارد کوره عمودی احیاء میگردد یعنی عملا مواد آهندار از بالا به طرف پایین و مخلوط گاز احیاء کننده از پایین به طرف بالا در حرکت خواهند بود در نهایت آهن اسفنجی تولیدی از قسمت پایین کوره عمودی احیاء با درجه حرارتی حدود ۵۰درجه سانتیگراد تخلیه میگردد.(۲۹ و ۳۰)
گاز خروجی از کوره عمودی خارج شده با توجه به تکنولوژی تولید آهن اسفنجی (میدرکس ، هیل و ..) مورد استفاده قرار میگیرند.
معمولا حدود ۴ درصد اکسیژن گندله پخته شده در آهن اسفنجی میتواند باقی بماند و با عنایت به اینکه حرارت داخل کوره های عمودی احیاء مستقیم حداکثر از ۸۰۰ درجه سانتیگراد تجاوز نمی نمایند لذا قسمت عمده اکسیژن گندله در حالت جامد با نفوذ گاز احیاء کننده به خلل و فرج گندله ها اکسیژن از آن جدا میشود به عبارت دیگر کلیه ناخالصی های موجود در گندله پخته شده عملا در آهن اسفنجی باقی خواهد ماند.
جهت صرفه جویی در مصرف انرژی و افزایش راندمان کوره های قوس الکتریکی از ۳۰ سال قبل بر طبق شکل ۹ کوشش شده است به نحوی آهن اسفنجی گرم را از کوره عمودی تخلیه و با حرارت ۶۰۰تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد به عنوان مواد آهن دار به صورت مداوم در کوره قوس الکتریکی تخلیه نمایند. همزمان با ذوب آهن اسفنجی در کوره قوس الکتریکی عملیات پالایش هم انجام میگیرد و پس از تخلیه سرباره از کج کردن کوره قوس الکتریکی یا آنچه امروزه بیشتر متداول است از کف کوره قوس الکتریکی فولاد خام مذاب را تخلیه مینمایند بقیه مراحل (متالورژی ثانویه و شمش ریزی ) مانند روش ۱ است.
در این روش تولید فولاد در فرآیند تولید گندله پخته شده گاز CO2 بوجود می آید علاوه بر آن در گاز خروجی کوره عمودی احیاء مقداری گاز CO2 ایجاد خواهد شد. پس از انجام عملیاتی قسمت عمده گاز خروجی کوره عمودی احیاء را جهت تجزیه گاز طبیعی به مخلوط ( CO+H2) مورد بهره برداری قرار میدهند بیشترین گاز CO2 در این روش در فرایند گندله سازی و تولید برق مصرفی کوره قوس الکتریکی بوجود می آید که در حالت عادی و بر مبنای تکنولوژی رایج سال ۱۹۹۰ آلمان حدود ۹۹۰کیلوگرم بر تن فولاد خام گاز CO2 ایجاد خواهد شد.
تحقیقات کاربردی مصرف هیدروژن سبز در احیاء مستقیم (تولید آهن اسفنجی)
هم اکنون در کشور آلمان و بعضی کشورهای پیشرفته صنعتی دنیا در اشل نیمه صنعتی به ظرفیت حدود صد هزار تن آهن اسفنجی در سال در دست ساخت و بهره برداری میباشند در این واحدهای تحقیقاتی تولید آهن اسفنجی به جای دمش گاز طبیعی تجزیه شده به مخلوط (CO+H2) گاز خالص هیدروزن سبز از قسمت پایین کوره عمودی احیاء مستقیم به داخل آن با فشار و درجه حرارت مشخصی خواهند دمید. آهن اسفنجی گرم تولیدی را در کوره قوس الکتریکی که برق آن با استفاده از هیدروژن سبز تولید گردیده ذوب و به فولاد خام تبدیل مینماید. عملا بهره برداری گاز هیدروژن سبز برای تولید فولاد به شرح فوق فقط مقدار بسیار کمی گاز CO2 به ازاء تن تولید فولاد ایجاد میشود و به عبارت دیگر بیش از حدود ۹۲ درصد گاز CO2 به روش واحد های احیاء مستقیم مبارکه بوجود میاید با استفاده از گاز هیدروژن سبز جهت احیاء کمتر از استفاده مستقیم مخلوط گاز ( CO +H2) برای تولید آهن اسفنجی ایجاد خواهد شد. (۳۱)
از سال ۲۰۱۵ تا کنون حدود ۲۳ میلیارد یورو فقط در آلمان جهت تحقیقات کاربردی کاهش گاز CO2 به ازاء یک تن فولاد سرمایه گذاری شده است. قرار است با کمک دولت آلمان ، همکاری دانشگاه های صنعتی آلمان ، همکاری واحد های تولید فولاد آلمان و اتحادیه اروپا تا سال ۲۰۳۰ حدود ۳۰ میلیارد یورو دیگر در جهت کاهش گاز CO2 به ازاء تن تولید فولاد بدون افزایش ظرفیت فعلی تولید فولاد خام اروپا جهت امکانات عملی تولید انبوه هیدروژن سبز برای دمش به کوره های عمودی احیاء و … سرمایه گذاری شود.(۸)
با تحولاتی که در ارتباط کاهش گاز CO2 در دنیا و به خصوص در کشورهای صنعتی تا کنون انجام شده و تعهداتی که کشورهای مختلف دنیا در کنفرانس تغییرات اقلیمی پاریس در سال ۲۰۱۵ و متعاقبا کنفرانس گلاسکو انگلستان که در سال ۲۰۲۱ نمودند قرار است برای جلوگیری از تغییرات اقلیمی که تاکنون خسارت زیادی به کشورهای مختلف دنیا اعم از صنعتی و غیر صنعتی وارد کرده است نسبت به کاهش گاز CO2 صنایع انرژی بر و در راس آنها صنایع تولید فولاد اقدام نمایند. پیش بینی میشود از دهه پنجم قرن اخیر جهت تولید جهانی فولاد حداکثر از حدود ۲۰درصد میزان مصرف فعلی انرژی های فسیلی که منجر به تولید گاز CO2 میشود استفاده گردد.
در ارتباط با جزییات روش های تولید گاز هیدروژن سبز، حمل و نقل ، نگهداری و کاربردهای عملی آن در قسمت های مختلف فرایند تولید فولاد به شرط زنده بودن در آینده نزدیک به امید خدا مقاله ای ارائه خواهد شد.
آنچه هم اکنون میتوان گفت با توجه به اینکه حدود ۹۱ درصد فولاد خام ایران خوشبختانه پس از احیاء مستقیم در کوره های عمودی و احیاء ذوب و پالایش آن درکوره های قوس الکتریکی ،( مشابه واحدهای در دست بهره برداری مجتمع فولاد مبارکه ) انجام میگیرد برای اینکه مانند سالهای گذشته فاصله زیادی از تکنولوژی دنیا حداقل در ارتباط با تولید فولاد خام نداشته باشیم پیشنهاد میشود جهت تولید برق سبز حداقل به ظرفیت ۵۰ مگاوات با استفاده از انرژی خورشیدی و با بهره برداری از تکنولوژی شناخته شده( الکترولیزه آب) گاز هیدروژن سبز در جوار مجتمع فولاد مبارکه سرمایه گذاری شود. همچنین در حین اجرا سرمایه گذاری فوق درصدهایی از گاز هیدروژن سبز را به مخلوط گاز( CO+H2) در واحدهای تولید آهن اسفنجی مبارکه بدمند و جزئیات اثرات کاربردی مصرف گاز هیدروژن سبز در واحدهای عمودی احیاء مستقیم را به امید خدا به دست خواهند آورد. میتواند جزئیات فنی به دست آمده از دمش درصدی گاز هیدروژن سبز به یکی از واحدهای صنعتی احیاء مستقیم در اشل صنعتی را با کشورهای پیشرفته نظیر آلمان مبادله نمایند.
هم زمان نسبت به طراحی ، ساخت یک واحد نیمه صنعتی عمودی احیاء به ظرفیت حدود صدهزار تن در سال که کل انرژی احیاء کننده آن هیدروژن سبز باشد اقدام فرمایند شرکت ایرانی که اخیرا برای کشور چین واحد احیاء مستقیم به روش تکامل داده شده خود و اکنون در دست بهره برداری است میتواند در طراحی و ساخت واحد نیمه صنعتی احیائ مستقیم و … به مجتمع فولاد مبارکه کمک نمایند .سرمایه گذاری برای این تحقیقات کاربردی مسلما باید با حمایت های مالی دولت محترم سیزدهم صورت گیرد. هزینه تحقیقات اولیه تولید هیدروژن با توجه به اینکه جزئیات تحقیقاتی کشورهای صنعتی در دسترس میباشد زیاد نخواهد بود علاوه بر این زمینه طراحی و ساخت واحد صدهزار تنی عمودی تولید آهن اسفنجی به شرح فوق هم در صورت همکاری تحقیقاتی فولاد مبارکه در این زمینه با کشورهای پیشرفته صنعتی زیاد نخواهد شد چون هدف این نوع پروژه های تحقیقاتی کاهش گاز CO2 که سبب جلوگیری گرمایش کره زمین و حوادث تغییرات اقلیمی میگردد نمیتواند شامل تحریم ظالمانه باشد زیرا رهایش گاز CO2 در ایران ، عربستان ، قطر ، ترکیه ، آلمان ، آمریکا ، چین و … سبب تغییرات اقلیمی که خسارات زیاد به آمریکا ، اروپا، ایران ، چین و …. وارد کرده و خواهد کرد ، میشود.(۸)
دولت محترم یازدهم ایران با تقدیم لایحه ای به مجلس محترم شورای اسلامی ایران در ارتباط با شروع تحقیقات آزمایشگاهی برای دست یابی به دانش فنی ساخت پیل های سوختی ، گاز هیدروژن و … تقدیم و به تصویب رسیده است.متاسفانه مجلس محترم شورای اسلامی ضمن تصویب پیشنهاد دولت محترم محل تاسیس و گسترش آنرا بجای تهران مثلا در حومه اصفهان یا کرانه خلیج فارس مشخص نکردند. میتوان مانند کشورهای پیشرفته دنیا جزئیات نحوه اداره و برنامه ریزی صنعتی چنین سازمان تحقیقاتی را در ارتباط با جزئیات فنی و کاربردی تولید و مصرف هیدروژن سبز در اشل صنعتی برای تولید فولاد و درجوار مجتمع فولاد مبارکه یا جنوب کشور بجای تهران تغییر داد انشالله.(۸)
روش ۳ تولید فولاد مندرج در شکل شماره ۲۶ ذوب قراضه و فولاد برگشتی در کوره قوس الکتریکی است.
عدم نیاز این روش به تولید و مصرف گندله برای احیاء برمبنا اعداد واقعی ۱۹۹۰ در آلمان حدود ۴۱۰ کیلوگرم گاز CO2 به ازاء تن تولید فولاد ایجاد شده است.
شکل ۲۷ روند تولید ماهانه فولاد خام دنیا و چین از اواسط سال ۲۰۲۰ تا آخر سال ۲۰۲۱ را بر حسب میلیون تن نشان میدهد.(۳۲)
چنانچه بجای مصرف انرژی های فسیلی برق لازم جهت ذوب قراضه و فولاد برگشتی در کوره قوس الکتریکی برق از منابع تجدیدپذیر تولید شود حداکثر حدود ۴۰ گرم گاز CO2 به ازاء تن تولید فولاد خام ایجاد خواهد شد.
دولت محترم سیزدهم باید امکانات عملی در جهت اوراق نمودن کشتی های فرسوده ، اوراق نمودن اتومبیل های فرسوده و قدیمی و … که آلوده کننده محیط زیست میباشند را جهت تامین خوراک چنین روش تولید فولاد فراهم نماید. هرینه تولید فولاد خام با استفاده از قراضه خیلی کمتر از روش های ۱و ۲ میباشد هم اکنون بیش از ۳۰ درصد فولاد تولیدی دنیا با ذوب قراضه و فولاد برگشتی تولید میشوند. شرایط آب و هوایی و وسعت کشور ایران از دید تولید بالقوه انرژی های تجدید پذیر چند برابر کشور آلمان ، چین و … میباشد امید است مسئولین محترم کشور از هم اکنون اقدامات لازم به استفاده بیشتر از این نعمت های خدادادی جهت پیشرفت صنعت و تامین بیشتر رفاه ملت شریف ایران مبذول فرمایند واجازه فعالیت بیشتر به بخش خصوصی واقعی را در این ارتباط فراهم نمایند.
| ردیف | کشورهای عمده تولید کننده فولاد خام | تولید ۲۰۱۷ | تولید ۲۰۱۸ | تولید ۲۰۱۹ | تولید ۲۰۲۰ | تولید ۲۰۲۱ | درصد تولید فولاد خام از دنیا هر کشور | تغییرات تولید سال ۲۰۲۱ به سال ۲۰۲۰ بر حسب درصد |
| ۱ | چین | ۷/۸۳۱ | ۵/۹۲۸ | ۴/۹۹۵ | ۸/۱۰۶۴ | ۸/۱۰۳۲ | ۹/۵۲ | ۰۷/۳- |
| ۲ | هند | ۴/۱۰۱ | ۵/۱۰۶ | ۴/۱۱۱ | ۳/۱۰۰ | ۱/۱۱۵ | ۰۵/۶ | ۱۷/۱ |
| ۳ | ژاپن | ۷/۱۰۴ | ۳/۱۰۴ | ۳/۹۹ | ۲/۸۳ | ۳/۹۶ | ۹۳/۴ | ۷/۱۵ |
| ۴ | آمریکا | ۶/۸۱ | ۶/۸۶ | ۸/۸۷ | ۷/۷۲ | ۰/۸۶ | ۴۰/۴ | ۳/۱۸ |
| ۵ | کره جنوبی | ۱/۷۱ | ۵/۷۲ | ۴/۷۱ | ۱/۶۷ | ۶/۷۰ | ۶۲/۳ | ۲/۵۲ |
| ۶ | روسیه | ۳/۷۱ | ۷/۷۱ | ۷/۷۱ | ۶/۶۷ | ۷۶ | ۸۹/۳ | ۴/۱۲ |
| ۷ | آلمان | ۶/۳۹ | ۴/۴۲ | ۷/۳۵ | ۸/۴۱ | ۱/۴۰ | ۷۱/۳ | ۴ |
| ۸ | ترکیه | ۵/۳۷ | ۳/۳۷ | ۷/۳۳ | ۸/۳۵ | ۴/۴۰ | ۶۲/۳ | ۱۲ |
| ۹ | برزیل | ۴/۳۴ | ۹/۳۴ | ۶/۳۲ | ۳۱ | ۳۶ | ۵۶/۲ | ۱۶ |
| ۱۰ | ایران | ۷/۲۱ | ۵/۲۴ | ۶/۲۵ | ۰/۲۹ | ۵/۲۸ | ۴۶/۱ | ۷/۱– |
| ۱۱ | دنیا | ۷/۱۶۷۴ | ۱۸۰۸ | ۴/۱۸۷۴ | ۱/۱۸۸۰ | ۵/۱۹۵۰ | ۷/۳ | ۷/۳ |
جدول شماره ۳ روند تغییر تولید فولاد خام دنیا، ایران و ۹ کشور عمده تولید کننده فولاد خام دنیا را از سال ۲۰۱۷ تا اول سال ۲۰۲۲ بر حسب میلیون تن نشان میدهد. (۸)
رشد تولید سالانه فولاد خام چین از ۴۰ سال قبل تا سال ۲۰۲۰ ادامه داشت برای اولین بار تولید فولاد خام چین در سال ۲۰۲۱ نسبت به تولید سال ۲۰۲۰ حدود ۳۲ میلیون تن کاهش یافت با وجود این کاهش در سال ۲۰۲۱ چین حدود ۹/۵۲ درصد کل تولید فولاد خام دنیا را به خود اختصاص داد.
تولید فولاد خام ایران در سال ۲۰۲۱ نسبت به سال ۲۰۲۰ حدود نیم میلیون تن کاهش یافت. بجز ایران چین که تولید فولاد خام آنها در سال ۲۰۲۱ نسبت به سال ۲۰۲۰ کاهش داشت فولاد خام دنیا و هشت کشور دیگر عمده تولید کننده فولاد خام دنیا در سال ۲۰۲۱ نسبت به سال ۲۰۲۰ بر طبق افزایش داشتند.
بیشترین رشد سالانه فولاد خام دنیا را در سال ۲۰۲۱ آمریکا داشت زیرا دولت آمریکا بودجه زیادی برای بهبود تاسیسات زیر بنائی در سال ۲۰۲۱ اختصاص داده است پرداخت صورت وضعیت پیمانکاران را به شرط استفاده از فولاد داخلی برای بهبود تاسیسات زیر بنائی موکول نمود.
شکل ۲۸ روند تغییر اضافه ظرفیت جهانی تولید فولاد خام دنیا را از سال ۲۰۱۱ تا اول سال ۲۰۲۲ نشان میدهد.(۳۳)
قسمت عمده اضافه ظرفیت تولید فولاد خام دنیا را چین بخود اختصاصی داده است. در چین تعداد زیادی کوره بلند قدیمی با ظرفیت سالانه حدود ۴۰۰ هزار تن هنوز در دست بهره برداری هستند چین قصد دارد این کارخانه های قدیمی را با ظرفیت حدود ۵۰۰ تا ۴۰۰ هزار تن در سال که در مناطق محروم قرار دارند را مانند سالهای گذشته به مرور از رده تولید خارج نماید. علاوه بر این بیشترین درصد فولاد خام چین به روش کوره بلند + کنورتور LD تولید میشود. چین در ۴۰سال قبل سالانه فقط حدود ۴۵ میلیون تن با استفاده از کوره های قوس الکتریکی فولاد خام تولید می نمود. در سال ۲۰۲۱ حدود ۲۱۰ میلیون تن فولاد خام چین در کوره های قوس الکتریکی تولید شدند با توجه به اینکه در اثر تولید هر تن فولاد خام در کوره های قوس الکتریکی با ذوب قراضه حدود ۴۱۰ کیلوگرم گاز CO2 بوجود میاید در صورتیکه تولید فولاد خام با استفاده از کوره بلند+کنورتور به ازاءهر تن فولاد خام حدود ۱۸۸۰ کیلوگرم گاز CO2 بوجود میاید.استفاده بیشتر از کوره های قوس الکتریکی برای تولید فولاد عملا کمک به محیط زیست محسوب میشود.
به عبارت دیگر تولید گاز CO2 در روش کوره بلند+کنورتور حدود ۵۹/۴ برابر بیشتر از روش تولید فولاد خام با ذوب قراضه در کوره های قوس الکتریکی میباشد. پیش بینی میشود دولت چین از سال ۲۰۲۲ تا ده سال دیگر ظرفیت تولید فولاد خام خود را با استفاده از کوره های قوس الکتریکی حدود ۴۰ درصد افزایش خواهد داد. زیرا این روش تولید فولاد خام اگر با استفاده از انرژی الکتریکی که از منابع تجدیدپذیر تولید میشوند بهره برداری شوند عملا گاز CO2 ای به محیط زیست تحمیل نمی نمایند. به عبارت دیگر میتوان گفت امکان تولید فولاد خام سبز به وجود خواهد آمد. تا ۱۰ سال آینده دولت چین نسبت به کاهش حدود ۶۰ درصد ظرفیت اضافی تولید فولاد خام خود اقدام خواهد نمود.
صادرات جهانی فولاد
صادرات جهانی مستقیم محصولات تمام شده و نیمه تمام فولادی دنیا از سال ۱۹۷۹ تا ۲۰۲۰ موید آن است که تقریبا از سال ۱۹۷۵ تا ۲۰۰۶ جهان بطور میانگین هر ساله مقدار بیشتری از محصولات فولادی را از کشورهای تولید کننده به سایر کشورها صادر کردند.
در سال ۲۰۰۰ حدود ۲/۳۹ و در سال ۲۰۲۰ حدود ۹/۲۲ درصد از محصولات فولادی دنیا به کشورهای مختلف صادر گردید.
آمار صادرات محصولات فولادی دنیا در سالهای اخیر که در جدول شماره ۴ آورده شد موید آن است که تجارت مستقیم محصولات فولادی دنیا روند کاهشی داشته است.کشورهای در حال توسعه بجای خرید گریدهای فولاد کربنی (ساختمانی) کوشش نموده و مینماید انواع میلگرد ، تیرآهن، نبشی ، پروفیل و … مصرفی کشور خود را بجای خرید از خارج تولید نمایند.کشورهای پیشرفته صنعتی دنیا هم کوشش نموده و خواهند نمود محصولات فولادی با کیفیت و ارزش زیاد خود را به تجهیزات صنعتی با ارزش افزوده بیشتر تبدیل و با ارزش افزوده بیشتر به سایر کشورها صادر نمایند به عبارت دیگر صادرات فولاد خام ایران با ارزش افزوده ناچیز فعلی هم در سالهای آینده با کمبود خریدار مواجه خواهد شد.
| سهم صادرات ( به درصد) | تولید محصولات نهایی فولاد بر حسب میلیون تن | صادرات محصولات فولادی بر حسب میلیون تن | سال |
| ۰.۳۶ | ۳.۱۶۱ ۱ | ۵.۴۱۸ | ۲۰۰۶ |
| ۶.۳۵ | ۴.۲۵۵ ۱ | ۶.۴۴۶ | ۲۰۰۷ |
| ۱.۳۵ | ۴.۲۵۰ ۱ | ۵.۴۳۸ | ۲۰۰۸ |
| ۶.۲۸ | ۹.۱۵۵ ۱ | ۱.۳۳۰ | ۲۰۰۹ |
| ۴.۲۹ | ۶.۳۳۷ ۱ | ۷.۳۹۲ | ۲۰۱۰ |
| ۲.۲۹ | ۴.۴۳۵ ۱ | ۷.۴۱۸ | ۲۰۱۱ |
| ۵.۲۸ | ۲.۴۵۸ ۱ | ۰.۴۱۶ | ۲۰۱۲ |
| ۸.۲۶ | ۴.۵۴۲ ۱ | ۶.۴۱۲ | ۲۰۱۳ |
| ۳.۲۹ | ۶.۵۶۲ ۱ | ۴.۴۵۷ | ۲۰۱۴ |
| ۹.۳۰ | ۶.۵۱۴ ۱ | ۴.۴۶۷ | ۲۰۱۵ |
| ۳.۳۱ | ۱.۵۲۲ ۱ | ۸.۴۷۶ | ۲۰۱۶ |
| ۶.۲۸ | ۰.۶۱۹ ۱ | ۹.۴۶۲ | ۲۰۱۷ |
| ۹.۲۶ | ۰.۷۰۲ ۱ | ۲.۴۵۷ | ۲۰۱۸ |
| ۱.۲۵ | ۹.۷۴۶ ۱ | ۸.۴۳۸ | ۲۰۱۹ |
| ۹.۲۲ | ۴.۷۵۱ ۱ | ۷.۴۰۰ | ۲۰۲۰ |
جدول شماره ۴ روند کاهشی صادرات مستقیم جهانی محصولات فولادی دنیا از سال ۲۰۰۶ تا ۲۰۲۰ را نشان میدهد(۶)
با توجه به اضافه ظرفیت جهانی تولید فولاد خام و… سرمایه گذاری در جهت افزایش ظرفیت کمی تولید فولاد خام ایران خدمت به کشور نیست بلکه خیانت است زیرا توسعه همه جانبه پیشرفت ایران مانند سایرکشورهای دنیا در گرو بهبودکیفیت ، تنوع بخشیدن به محصولات تولیدی و … است نه تنها به افزایش ظرفیت تولید بیش از نیاز داخلی (۸)
علاوه بر این در تولید جهانی فولاد بجای مصرف حاملهای انرژی فسیلی تا سال ۲۰۳۰ تحول عظیمی در ارتباط با مصرف انرژی هیدروژن سبز برای تولید فولاد رخ خواهد داد. بعضی از افراد نا وارد بدون تخصص و آشنایی به تحولات تکنولوژی تولید فولاد در دنیا ، اضافه ظرفیت جهانی تولید فولاد و… به هر اسم حتی رسیدن به اهداف برنامه ششم دانسته یا ندانسته بخواهند منابع محدود کشور را در سالهای پیش رو برای افزایش ظرفیت کمی تولید فولاد ایران استفاده نمایند.خدمتی به مملکت نخواهند نمود بلکه عملا خیانت مینمایند و مانع پیشرفت واقعی کشور میشوند..
ایجاد کارخانه ای به ظرفیت سالانه حدود ۳۰۰ هزار تن فولاد مخصوص ، زنگ نزن و … در ایران به پیشرفت صنعتی همه جانبه کشور کمک زیادی خواهد نمود. کشور چین چند سال است بیش از ۵۰ درصد فولاد زنگ نزن دنیا را تولید مینماید. تجربه چین در ایجاد واحدهای تولید فولاد مخصوص ، زنگ نزن و … کمتر از کشورهای غربی نیست. همانطوریکه هشت واحد تولید احیاء مستقیم به علاوه کوره قوس الکتریکی تولید فولاد را در دولتهای نهم و دهم از کشور چین که در آن سالها حتی یک کیلوگرم آهن اسفنجی تولید نمیکرد خریداری کردند و کشور ایران را با مشکلات عدیده ای مواجه ساختند جبران مافات بنمایند حداقل کارخانه مستقل با ظرفیت حدود سیصد هزار تن فولاد مخصوص، زنگ نزن و .. را در کنار خلیج فارس احداث نمایند تا به پیشرفت همه جانبه کشور در ارتباط با تولید فولادهای کیفی سبب رشید صنایع فلزی و نظامی ایران بشود.هر چه زودتر این کارخانه را راه اندازی فرمایند.
تا تحریم ظالمانه نفروختن این فولاد ها را بدون اثر نمایند. هزینه سرمایه گذاری تاسیس چنین کارخانه ای با تمام واحدهای جنبی آن را میتوان با صادرات نفت خام با دولت چین تهاتر نمود .
سهام این کارخانه را پس از راه اندازی در سازمان بورس به قیمت واقعی خرید به افراد شاغل در صنایع تولید فولاد ایران و سایر صنایع سنگین عرضه کرد.
منابع مورد استفاده :
۱- E. Cook, “The Flow of Energy in an Industrial Society” Scientific American, ۱۹۷۱. p 135
۲- فصل پنج کتاب تولید فولاد در دنیا و ایران پاییز ۸۸ انتشارات پژوهش مواد و انرژی سید تقی نعیمی
۳- Britsh Petrolume Inc, BP Statistical of world energy 2021, London, United Kingdom, 2021
۴- Brief History of Energy Use in Human Societies Kostas Bithas -Panos Kalimeris
۵- low – carbon development for the iron and steel industry in chins and the world ; status quo . future vision , and key actions
۶- محاسبات شخصی
۷- Dieter Ameling, The Steel Industry in the European Union –strong, efficientand competitive Critical
Guidelines that Asia should implement , Asian Steel Conference Singapore, January ۱۱ -۱۲, ۲۰۰۷.
۸- تحلیل نویسندگان
۹- IEA’s 2020 world energy outlook
۱۰- تجزیه تحلیل فنی-اقتصادی تولید فولاد ایران و دنیا در سال ۲۰۱۸ و شش ماهه اول ۲۰۱۹ (سایت معدن ۲۴)
۱۱- efficient steelmaking and steels contribution to a low-carbon world ( stahl eisen 1/2014)
P 37-47
۱۲- مقاله تجزیه و تحلیل تکنولوژی روش های مختلف تولید فولاد از دیدگاه انرژی مصرفی سید تقی نعیمی(مجله پردازش سال ۹۵)
۱۳- سید تقی نعیمی، گزارش پنجم ارائه شده به فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران ” آینده صنعتآهن و فولاد در ایران ” ، بهمن ۱۳۸۵
۱۴- Intergovernmental climate change panel, Couplings Between Changes in the Climate System and
Biogeochemistrym ۲۰۰۷, UK,
۱۵- International Energy Agency, tracking Industrial Energy Efficiency and CO۲ Emmissions, France,
Introduction
۱۶- Energy Information Administration, Greenhouse Gases, climate change and energy, ۲۰۰۸
۱۷- Intergovernmental climate change panel, Couplings Between Changes in the Climate System and
Biogeochemistrym ۲۰۰۷, UK,
۱۸- Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide- REBECCA LINDSEY-www.climate.gov-2020
۱۹- G.E.Totten, A timeline of highlight from history of ASTM committee DO۲ and the petroleum
industry, ASTM standardization news magazine, ۲۰۰۴
۲۰- Organization of the petroleum exporting countries, world oil outlook ۲۰۰۸,
۲۱- Fakten zur Stahlindustrie 2021
۲۲- The need Project, Natural Gas, Secondary Energy infobook, ۲۰۰۸, ۲۸-۳۱
۲۳- American Public Gas Association, natural gas history
۲۴- world energy 2021
۲۵ – سید تقی نعیمی، مقایسه روش های عمده تولید فولاد در دنیا از دیدگاه کمیت و کیفیت انرژی مصرفی با اعداد واقعی سال ۲۰۰۵ درسطح جهان،هفته نامه معدن و توسعه، مورخ ۳۰/۰۴/۸۶
۲۶- Dieter Ameling,The Steel Industry in Europe -strong, efficient and competitive ۵th European Oxygen
Steelmaking Conference, Aachen, Germany,۲۶ –۲۸ June ۲۰۰۶.
۲۷- Stahleisen, Statistisches Jarbuch der stahl, ۱۹۹۱, ۱۹۹۷ and ۲۰۰۸., Dusseldorf, Dutchland (Germany)
۲۸ – Dr.-lang .Hans Bodo lungen , Executive Member of the Managing Board , Steel Institute VDEh , Germany p2
۲۹- wasserstoff-stahlproduktion in hamburg ; stahl +technik 1(2019), nr . 10 , s.21
۳۰- v. hille; salcos – sustainable , stepwise and flexible decarbonisation based on proven technology; proceedings of metec & 4th estad , 24/28 june 2019 , dusseldorf , germany
۳۱ – m. holling , m. weng, s. weng, s. gellert; bewertung der herstellung von eisenschwamm unter verwendung vonwasserstoff; stahl und eisen 137 (2017) , nr . 6, s. 47/53
۳۲- گزارش ماهانه WORD STEEL ۲۵/۰۱/۲۰۲۲
۳۳- Engagement für Stahl · Jahresbericht 2021 p13