20 ژانویه 2023 -توسط موسسه ملی مطالعات محیطی-اعتبار: Unsplash/CC0 دامنه عمومی
فولاد یکی از مهم‌ترین مواد در جهان است که از خودروهایی که رانندگی می‌کنیم، ساختمان‌هایی که در آن زندگی می‌کنیم و زیرساختی که به ما امکان می‌دهد از مکانی به مکان دیگر سفر کنیم، جدایی‌ناپذیر است. فولاد همچنین مسئول 7 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای در جهان است. در سال 2021، 45 کشور متعهد شدند که فولاد با آلایندگی نزدیک به صفر را در دهه آینده دنبال کنند. اما تولید فولاد مورد نیاز جامعه با آلایندگی صفر چقدر امکان پذیر است؟
یک مطالعه جدید متمرکز بر صنعت فولاد ژاپن نشان می دهد که اگر واقعاً متعهد به رسیدن به آلایندگی صفر هستیم، باید برای سناریویی آماده باشیم که میزان فولادی که می توانیم تولید کنیم کمتر باشد. ژاپن هدفی را برای کاهش 46 درصدی انتشار گازهای گلخانه ای از فولاد تا سال 2030 و کاهش انتشار صفر تا سال 2050 تعیین کرده است. امید به پیشرفت در جذب و ذخیره کربن (CCS) و فناوری های مبتنی بر هیدروژن وجود دارد.
در مطالعه منتشر شده در Nature Sustainability، دکتر تاکوما واتاری، محقق موسسه ملی مطالعات محیطی ژاپن که در حال حاضر با دانشگاه کمبریج کار می کند، استدلال می کند که هیچ گلوله نقره ای وجود ندارد. او می‌گوید که برنامه‌های فعلی برای کاهش انتشار کربن، توسعه فناوری‌های CCS و هیدروژن و استقرار گسترده آنها را دست کم می‌گیرد.
“این فناوری‌ها هنوز با چالش‌های فنی، اقتصادی و اجتماعی جدی روبرو هستند و هنوز در مقیاس بزرگ پیاده‌سازی نشده‌اند. و مهمتر از همه، مشخص نیست که آیا برق بدون انتشار کافی برای استفاده از این فناوری‌ها وجود خواهد داشت یا خیر.” ما باید با این احتمال مقابله کنیم که ممکن است نوآوری های تکنولوژیک به موقع آماده نباشند تا به ما اجازه دهند سطح فعلی تولید فولاد را حفظ کنیم و در عین حال انتشار گازهای گلخانه ای را به صفر برسانیم.
این تحقیق شامل نقشه‌برداری از جریان‌های فعلی فولاد در صنعت ژاپن و استفاده از مدلی برای بررسی چگونگی تغییر صنعت در صورت اعمال بودجه کربن سخت‌گیرانه در آینده بود. دکتر واتاری توضیح می دهد که با رویه فعلی، کمیت و کیفیت فولاد تولید شده با بودجه کربن بدون انتشار به طور چشمگیری کاهش می یابد. این به دلیل کمبود منابع و روال پایین‌گردانی است که در آن از ضایعات فولادی حاوی ناخالصی برای تولید محصولات جدید استفاده می‌شود. حذف این ناخالصی ها دشوار است، بنابراین محصولات جدید کیفیت و عملکرد متفاوتی با فولاد اصلی دارند.
دکتر واتاری می گوید: “تولید فولاد بدون آلایندگی تا سال 2050 امکان پذیر است، اما در کمیت و کیفیت محدود در مقایسه با کل تولید فعلی. این به دلیل در دسترس بودن محدود منابع سازگار با آلایندگی صفر و شیوه های چرخه پایین آوردن فولاد قراضه است.”
این تحقیق نشان می دهد که با بودجه کربنی با آلایندگی صفر، تولید کالاهای فولادی در مقایسه با امروز به طور چشمگیری محدود می شود و در بهترین حالت به حدود نیمی از سطوح فعلی می رسد. در این مورد، تولید فولاد با کیفیت بالاتر (به عنوان مثال، ورق فولاد) به ویژه آسیب جدی خواهد دید.
دلالت روشن است. تکیه بر یک امر خارق العاده تکنولوژیکی که برای تغییر عرضه فولاد محقق می شود کافی نیست. ما همچنین باید با تغییر فرهنگ استفاده از فولاد و بهبود کارایی مواد، به استراتژی‌هایی برای کاهش تقاضا نگاه کنیم. همچنین برای تولید فولاد با عیار بالا از قراضه فولادی باید به‌دنبال بازیافت باشیم.
این امر مستلزم همکاری کسانی است که از فولاد استفاده می کنند و همچنین کسانی که آن را تولید می کنند. اگر محصولات فولادی به گونه ای طراحی شوند که عمر طولانی تری داشته باشند یا سبک وزن باشند، می توانند منابع کارآمدتری داشته باشند. هنگامی که محصولات فولادی به پایان عمر خود می‌رسند، می‌توان از طریق مرتب‌سازی و خرد کردن پیشرفته برای حذف ناخالصی‌ها از ضایعات فولاد، بازیافت مجدد را انجام داد. به عنوان یک جامعه، ژاپن نیز ممکن است مجبور شود کمتر وابسته به فولاد شود و به جای مالکیت محصولات، به مدل «استفاده از خدمات» روی آورد. برخلاف امروز که فولاد فراوان و ارزان است، آینده صفر خالص ما را ملزم به استفاده از منابع فولادی کمیاب‌تر و گران‌تر با کارایی بیشتر می‌کند.
دکتر واتاری نتیجه می گیرد که ما نیاز به سرمایه گذاری در نوآوری های تکنولوژیکی داریم، اما نمی توانیم به سادگی منتظر ظهور آنها باشیم. در عوض، کاربران فولاد باید خود را برای دنیایی آماده کنند که در آن فولاد کمتری در دسترس باشد: “ما نیاز به سرمایه گذاری در فناوری های تولید نوآورانه را انکار نمی کنیم. بلکه آنچه می خواهیم برجسته کنیم این است که باید به دنبال گزینه های استراتژیک تری باشیم. صرفاً تکیه بر فناوری‌های تولید خارق العاده . قرار دادن کارایی مواد و افزایش چرخه مواد در قلب برنامه‌های کربن‌زدایی می‌تواند اتکای بیش از حد به فناوری‌های تولید نوآورانه را کاهش دهد و برای این خطر آماده شود که این فناوری‌ها ممکن است به اندازه کافی در زمان گسترش نیابند.
