انقلاب هسته‌ای در فولادسازی

به گزارش می‌متالز، فولاد ستون فقرات تمدن مدرن است، اگر دوروبر خودتان را نگاه کنید، از در و پنجره خانه تا ماشین‌ها، پل‌ها، کشتی‌ها و حتی موبایلی که در دست دارید، ردپای فولاد را می‌بینید. بدون فولاد، تمدن مدرن در عمل شکل نمی‌گرفت، اما مشکل بزرگ اینجاست که برای ساخت فولاد، باید سنگ‌ آهن در دمای خیلی بالا ذوب شود و این گرما بیشتر وقت‌ها با سوزاندن زغال‌ سنگ و کک به دست می‌آید، همین کار موجب می‌شود حجم عظیمی از گاز‌های گلخانه‌ای همچون دی‌اکسیدکربن وارد هوا شود.

آمار‌ها نشان می‌دهند صنعت فولاد حدود هفت تا نه درصد از کل انتشار دی‌اکسیدکربن جهان را به دوش می‌کشد. یعنی هر ده تن گاز گلخانه‌ای که وارد جو می‌شود، یک تن آن از کارخانه‌های فولاد می‌آید، این مقدار بسیار بالاست و تأثیر مستقیمی بر گرمایش زمین، تغییرات آب‌وهوایی و کیفیت هوای شهر‌ها دارد، اگر این روند ادامه پیدا کند، مشکلاتی همچون طوفان‌های شدید، خشکسالی، ذوب شدن یخ‌های قطبی و آلودگی بیشتر شهر‌ها اجتناب‌ناپذیر خواهد بود، به همین دلیل، فشار زیادی روی صنعت فولاد وارد شده تا راه‌حل‌های جدید و پاک‌تری برای تولید پیدا کند. انرژی‌های تجدیدپذیر مثل باد و خورشید نخستین گزینه‌های مطرح بوده‌اند، اما مشکل اینجاست که این منابع همیشه پایدار نیستند. خورشید فقط در روز می‌تابد و گاهی هوا ابری می‌شود، باد هم همیشه به یک شکل نمی‌وزد، درحالی‌که فولادسازی به انرژی عظیم و مداوم نیاز دارد، اگر برق قطع و وصل شود، کل خط تولید مختل خواهد شد؛ بنابراین نیاز به یک منبع انرژی پایدار، قوی و پاک بیش از همیشه حس می‌شود. اینجاست که انرژی هسته‌ای وارد میدان می‌شود؛ منبعی که می‌تواند هم‌زمان پاک، پرقدرت و پایدار باشد.

انرژی هسته‌ای؛ نیرویی برای آینده فولاد

وقتی نام انرژی هسته‌ای به میان می‌آید، خیلی‌ها به یاد نیروگاه‌های عظیم، برق هسته‌ای یا حتی حوادثی مثل چرنوبیل می‌افتند، اما دنیای امروز هسته‌ای بسیار متفاوت از گذشته است. انرژی هسته‌ای در اصل از شکافت اتم‌ها به دست می‌آید، اتم‌های خاصی همچون اورانیوم -۲۳۵ وقتی شکافته می‌شوند، مقدار عظیمی انرژی آزاد می‌کنند، این انرژی به شکل گرماست و می‌تواند هم برای تولید برق و هم برای تأمین حرارت مستقیم استفاده شود. نیروگاه‌های هسته‌ای ویژگی خاصی دارند که آنها را برای صنعت فولاد جذاب می‌کند؛ آنها می‌توانند بی‌وقفه کار کنند، برخلاف انرژی خورشیدی یا بادی که وابسته به شرایط جوی هستند، یک نیروگاه هسته‌ای می‌تواند شبانه‌روز و در تمام فصل‌ها برق تولید کند.

ضریب ظرفیت نیروگاه‌های هسته‌ای معمولاً بالای ۹۰ درصد است، یعنی بیشتر وقت‌ها روشن هستند. علاوه بر این، فناوری‌های جدید مثل راکتور‌های دما بالای نسل چهارم توانایی تولید حرارت در دما‌های بسیار بالا را دارند؛ دما‌هایی که برای ذوب و فرآیند‌های متالورژیکی لازم است. یکی از مهم‌ترین ایده‌ها برای آینده فولاد، استفاده از انرژی هسته‌ای برای تولید هیدروژن است. هیدروژن می‌تواند جایگزین زغال‌ سنگ شود و در فرآیند احیای مستقیم آهن (DRI) به‌عنوان عامل کاهنده به کار برود، این یعنی همان نقشی که کربن زغال‌ سنگ در گرفتن اکسیژن از سنگ‌ آهن دارد، حالا هیدروژن می‌تواند انجام دهد، اما با یک تفاوت بزرگ: خروجی آن به‌جای دی‌اکسیدکربن، بخار آب است.

این فرآیند اگر با هیدروژن سبز (یعنی هیدروژنی که با برق یا گرمای هسته‌ای تولید شده باشد) انجام شود، می‌تواند فولاد بدون کربن تولید کند، تصور کنید کارخانه‌های فولادی که به جای دود‌های سیاه و غلیظ، تنها بخار آب وارد هوا کنند؛ این یک انقلاب صنعتی واقعی خواهد بود، از طرف دیگر بخش‌هایی همچون کوره‌های قوس الکتریکی که از قراضه فولاد استفاده می‌کنند، با برق هسته‌ای می‌توانند ردپای کربنی خود را به حداقل برسانند، این ترکیب یعنی برق، گرما و هیدروژن هسته‌ای، می‌تواند سه ضلع یک مثلث طلایی برای آینده فولادسازی باشند.

مسیر سخت، اما امیدوارکننده

البته این مسیر بدون چالش نیست. ساخت یک نیروگاه هسته‌ای کار ساده‌ای نیست. هزینه‌های اولیه بسیار بالاست و سال‌ها طول می‌کشد تا یک نیروگاه به مرحله بهره‌برداری برسد. درحالی‌که همچون یک مزرعه خورشیدی یا بادی می‌تواند در چند ماه یا چند سال راه‌اندازی شود. همین موضوع باعث می‌شود برخی کشور‌ها تردید داشته باشند که آیا سرمایه‌گذاری روی انرژی هسته‌ای برای صنعت فولاد به‌صرفه است یا نه؟ با این حال، باید نیمه پر لیوان را هم دید. وقتی نیروگاه هسته‌ای شروع به کار کند، هزینه تولید برق و حرارت در آن پایین و بسیار پایدار است. برخلاف زغال‌ سنگ و گاز طبیعی که قیمتشان دائم بالا و پایین می‌رود، سوخت هسته‌ای ارزان و قابل ذخیره است، علاوه بر آن، فناوری‌های نوین همچون «راکتور‌های ماژولار کوچک» یا همان SMR ها، آینده را روشن‌تر می‌کنند. این راکتور‌ها کوچک‌تر، سریع‌تر ساخته می‌شوند، ایمنی بیشتری دارند و می‌توانند درست کنار کارخانه‌های فولاد نصب شوند، این یعنی یک فولادساز مجبور نیست به یک نیروگاه هسته‌ای عظیم متصل باشد؛ می‌تواند یک راکتور ماژولار کوچک در همان سایت داشته باشد.

البته این گذار نیازمند تغییرات جدی است؛ از بازسازی زیرساخت‌ها گرفته تا آموزش نیروی کار و اطمینان از ایمنی کامل؛ از سوی دیگر، نگرانی‌های اجتماعی درباره انرژی هسته‌ای همچنان وجود دارد. بسیاری از مردم وقتی نام هسته‌ای را می‌شنوند، نگران ایمنی و پسماند‌های رادیواکتیو می‌شوند. این نگرانی‌ها طبیعی است، اما واقعیت این است که راکتور‌های امروزی نسبت به گذشته بسیار امن‌تر شده‌اند. طراحی‌های جدید به گونه‌ای هستند که حتی در شرایط بحرانی، به‌طور خودکار خاموش می‌شوند و احتمال فاجعه را به حدود به صفر می‌رسانند، با این حال، شفافیت اطلاع‌رسانی درست و ایجاد اعتماد عمومی کلید موفقیت این مسیر است، اگر دولت‌ها رسانه‌ها و شرکت‌ها بتوانند به‌خوبی با جامعه ارتباط برقرار کنند و نگرانی‌ها را پاسخ دهند، احتمال پذیرش عمومی بسیار بالاتر خواهد رفت.

ترکیب سیاست‌های حمایتی و نوآوری فناورانه می‌تواند این مسیر را سریع‌تر کند، قیمت‌گذاری کربن یکی از ابزار‌هایی است که می‌تواند شرکت‌های فولاد را مجبور کند به دنبال روش‌های کم‌کربن بروند. یارانه‌های دولتی برای تولید هیدروژن سبز هم انگیزه بیشتری برای سرمایه‌گذاری در این بخش ایجاد می‌کند، همچنین اگر فرآیند‌های صدور مجوز برای نیروگاه‌های هسته‌ای ساده‌تر و سریع‌تر شود، زمان اجرای پروژه‌ها کاهش خواهدپیدا خواهد کرد. پروژه‌های آزمایشی که هم‌اکنون در اروپا و آسیا در حال اجرا هستند، نشان داده‌اند که ادغام انرژی هسته‌ای در فولادسازی شدنی است و نتایج امیدوارکننده‌ای دارد، اگر این مسیر ادامه پیدا کند، در آینده‌ای نزدیک می‌توانیم شاهد کارخانه‌های فولادی باشیم که هیچ دی‌اکسیدکربنی تولید نمی‌کنند، این تغییر نه‌تنها به مقابله با تغییرات اقلیمی کمک می‌کند، بلکه رقابت‌پذیری اقتصادی کشور‌ها را هم افزایش می‌دهد. زیرا جهانی که به سمت کربن صفر حرکت می‌کند، به فولادی نیاز دارد که ردپای کربنی کمی داشته باشد.

نسل امروز، به‌ویژه جوانان و کودکان، می‌توانند نقش مهمی در پیشبرد این تغییر ایفا کنند؛ آنها بیش از هر نسل دیگری نگران آینده زمین هستند و همین نگرانی می‌تواند به موتور محرکی برای نوآوری و فشار اجتماعی بر دولت‌ها و صنایع تبدیل شود. شاید روزی برسد که بچه‌های امروز وقتی بزرگ شدند و به گذشته نگاه کردند، بگویند: «یادش بخیر زمانی فولاد با زغال‌ سنگ ساخته می‌شد و آسمان را سیاه می‌کرد، حالا همه‌چیز تمیز و سبز است.» این تصویر اگرچه امروز شبیه رویاست، اما با تلاش جمعی می‌تواند به واقعیت تبدیل شود.

منبع: پایگاه خبری - تحلیلی ایراسین