تولید فولاد با هیدروژن چیست؟
یکی از جذاب‌ترین و آینده‌دارترین فناوریهای صنایع فلزی دنیا: تولید فولاد با هیدروژن (Hydrogen-based Steelmaking).
🧪 تولید فولاد با هیدروژن چیست ؟
توی روش سنتی تولید فولاد (یعنی کوره بلند یا Blast Furnace)، از کُک (زغال‌سنگ کربن‌دار) برای احیای سنگ‌آهن استفاده می‌کنن. این فرآیند، کلی دی‌اکسید کربن (CO₂) تولید می‌کنه.
اما در روش احیای مستقیم با هیدروژن (Hydrogen-based DRI)، به جای کُک، از هیدروژن (H₂) برای جدا کردن اکسیژن از سنگ‌آهن استفاده می‌شه. محصول نهایی، آهن اسفنجی (DRI) هست که بعدش وارد کوره قوس الکتریکی (EAF) می‌شه و به فولاد تبدیل می‌شه.
⚙️ فرآیند مرحله‌به‌مرحله
۱. تولید هیدروژن سبز
- هیدروژن از طریق الکترولیز آب و با برق تجدیدپذیر (مثل خورشیدی یا بادی) تولید می‌شه.
- این نوع هیدروژن بهش می‌گن: هیدروژن سبز.
۲. احیای سنگ‌آهن
- سنگ‌آهن (Fe₂O₃) در یک راکتور خاص با هیدروژن ترکیب می‌شه.
- واکنش:
Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O - خروجی: آهن فلزی + بخار آب (و نه دی‌اکسید کربن!)
۳. ذوب و تبدیل به فولاد
- آهن حاصل (DRI) وارد کوره الکتریکی (EAF) می‌شه و به فولاد تبدیل می‌شه.
🌍 چرا مهمه؟
|
مزیت |
توضیح |
|
🌱 بدون کربن |
تولید فولاد بدون انتشار CO₂ – فقط بخار آب ایجاد می‌شه |
|
🔁 سازگار با انرژی تجدیدپذیر |
چون با برق خورشیدی یا بادی کار می‌کنه |
|
📉 کاهش آلودگی هوا |
کاهش چشمگیر آلاینده‌هایی مثل NOx و SOx |
|
📈 رقابت‌پذیری بلندمدت |
با افزایش قوانین زیستمحیطی، این روش آینده‌داره |
🇸🇪 مثال واقعی: پروژه HYBRIT در سوئد
- همکاری بین سه غول صنعتی: SSAB، LKAB، Vattenfall
- هدف: تولید فولاد بدون سوخت فسیلی تا سال ۲۰۳۰
- موفق شدند در ۲۰۲۱ اولین فولاد هیدروژنی جهان رو تولید کنن!
- فولاد تولیدی حتی برای خودروسازهایی مثل Volvo هم ارسال شد.
⛔ چالشها
|
چالش |
توضیح |
|
⚡ مصرف زیاد برق |
الکترولیزرها برق زیادی می‌خوان، مخصوصاً اگر بخوای با انرژی پاک کار کنی |
|
💰 هزینه بالا |
فعلاً گران‌تر از روش سنتیه |
|
🏗️ زیرساخت جدید |
نیاز به راکتورهای خاص و کوره‌های مدرن |
🧭 نتیجه‌گیری
تولید فولاد با هیدروژن راهیه به‌سوی فولاد بدون کربن که با توجه به بحران اقلیمی، داره از یه آرزو به یه واقعیت تبدیل می‌شه. شرکت‌هایی که زود وارد این مسیر بشن، توی آینده بازار جهانی، دست بالا رو خواهند داشت.