إليك كيف يمكن أن يساعد الفولاذ والأسمنت في قلب تغير المناخ رأساً على عقب

تغير المناخ

المشاركة تعنى الاهتمام

28 يونيو، 2022

يحتاج إنتاج الصلب والأسمنت إلى معالجة القيود الفنية للوصول إلى صافي الصفر. هناك حاجة لالتزامات الحكومة بشراء الفولاذ والخرسانة منخفضة الانبعاثات للمساعدة في قلب تغير المناخ رأساً على عقب.

 

By رنا غنيم

رئيس قسم أنظمة الطاقة والبنية التحتية، منظمة الأمم المتحدة للتنمية الصناعية (اليونيدو)


 

  • إن صناعة الصلب وإنتاج الأسمنت كلاهما كثيف للغاية من الكربون ، وسيتطلب الوصول إلى صافي الصفر من الصناعات معالجة القيود التقنية.
  • إن استخدام أفران القوس الكهربائي والهيدروجين المنتج بشكل متجدد يقللان بالفعل من استهلاك الطاقة والموارد.
  • هناك أيضًا تقدم نحو الفولاذ القابل لإعادة التدوير بالكامل ، بما في ذلك التكنولوجيا التي تستخدم الكربون من الإطارات المطاطية القديمة ، مما يلغي الحاجة إلى فحم الكوك والفحم.
  • هناك حاجة الآن لالتزامات الحكومة بالمشتريات العامة الخضراء ، حيث أن القوة الشرائية الهائلة للهيئات العامة ستطلق سوق الصلب والخرسانة منخفضة الانبعاثات.

 

الصلب والاسمنت جزء لا يتجزأ من العالم الحديث. يوجد الفولاذ في كل شيء ، من البنية التحتية الرئيسية إلى أدوات المطبخ ، في حين أن الأسمنت ، باعتباره المكون الرئيسي للخرسانة ، هو المورد الأكثر استهلاكًا على نطاق واسع في العالم بعد الماء. يتم استخدام ما يقرب من 3 أطنان مترية من الأسمنت سنويًا لكل شخص في العالم. صناعة الصلب وإنتاج الأسمنت كلاهما كثيف الانبعاثات للغاية. تتطلب الحاجة إلى الحرارة العالية المستمرة لإنتاج الفولاذ والأسمنت والخرسانة كميات هائلة من الطاقة ، والتي لا يزال الكثير منها يعتمد على الوقود الأحفوري. علاوة على ذلك ، فإن العمليات الكيميائية التي ينطوي عليها إنتاج هذه المواد هي نفسها مصدر رئيسي للانبعاثات. وفقًا لمعظم التقديرات ، يمثل إنتاج الصلب والأسمنت ما يزيد قليلاً عن 50 في المائة من جميع الانبعاثات الصناعية (انظر الشكل أدناه).

 

تغير المناخ

 

يتم إنتاج ما يقرب من ملياري طن من الفولاذ كل عام ، مما ينتج عنه حوالي 2 في المائة من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. لكل طن من الفولاذ المنتج في الأفران التقليدية ، يتم إطلاق ما بين 8 طن و 2 أطنان من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ويشكل الأسمنت 1.5 في المائة أخرى من إجمالي الانبعاثات ، ويتعلق ثلثاها بالتفاعلات الكيميائية التي تدخل في الإنتاج ، والثلث المتبقي ناتج عن احتراق الوقود.

 

 

علاوة على ذلك ، من المقرر أن يزداد الطلب على الأسمنت والخرسانة بأكثر من الثلث بحلول عام 2050 ، حيث من المتوقع أن يصل عدد سكان العالم إلى 9.7 مليار نسمة ، سيعيش 70 في المائة منهم في المدن. لاستيعاب هذا التوسع الحضري الهائل ، سيتم بناء ما يعادل مدينة نيويورك أخرى كل شهر على مدار الأربعين عامًا القادمة. حتى التقنيات التي تقود تحول الطاقة ، مثل توربينات الرياح ، تتطلب كميات كبيرة من الفولاذ والخرسانة. لذلك من الضروري لقطاع التعدين والصناعات التحويلية - وخاصة الفولاذ والخرسانة - جعل تقنيات العمليات الخاصة بهم متوافقة مع الالتزامات المناخية. لتحقيق ذلك ، يجب أن تنخفض انبعاثات العمليات في صناعة الصلب بنسبة 40 في المائة على الأقل بحلول عام 30. وسيتطلب الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية من الأسمنت بحلول عام 2030 من الصناعة معالجة القيود التقنية وتحديد استخدام احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) التقنيات. كما هو موضح في الرسم البياني أدناه ، سيكون التحدي أكبر بكثير بالنسبة للاقتصادات النامية.

 

 

التحديات المقبلة

 

ستتطلب إزالة الكربون من صناعات الصلب والأسمنت عدة استراتيجيات متوازية: إدارة الطلب باستخدام مبادئ إنشاء السوق والاقتصاد الدائري ، وتحسين كفاءة الطاقة من خلال التطورات التقنية ، والتحولات الرئيسية في أساليب وتقنيات الإنتاج. على الرغم من أن بعض هذه الابتكارات التكنولوجية والعملية قابلة للتطبيق تجاريًا أو في مراحل تجريبية بالفعل ، لا توجد حاليًا مواقع على نطاق تجاري تنتج (بالقرب) من الفولاذ أو الأسمنت عديم الانبعاثات. سيتطلب المضي قدمًا بعض الابتكارات الإضافية في العمليات (مثل حلول كفاءة الطاقة) بالإضافة إلى بعض الابتكارات الأكثر جذرية. علاوة على ذلك ، ترتبط الصناعة الثقيلة بكثافة رأس مال عالية ، مما يعني أن تطوير مصانع جديدة يتطلب استثمارات بمليارات الدولارات الأمريكية ، بينما تتطلب التحسينات الإضافية استثمارات تصل إلى مئات الملايين من الدولارات الأمريكية. وتشير التقديرات إلى أن تطوير وتسويق ونشر مثل هذه الابتكارات يمكن أن يكلف 26 دولارًا أمريكيًا - 60 دولارًا أمريكيًا للطن من ثاني أكسيد الكربون للصلب ، و 2 - 110 دولارًا أمريكيًا للطن للأسمنت.

 

تمثل دورات الاستثمار الطويلة التي تميز مرافق الإنتاج هذه تحديًا آخر - يبلغ عمر مصانع الصلب والأسمنت عمومًا حوالي 40 عامًا ، ودورات الاستثمار تصل إلى 25 عامًا. نادراً ما تفتح نوافذ الفرص ، والتقاعد من الأصول قبل نهاية حياتها الإنتاجية يتعارض مع ذوق الأعمال التقليدية والعقيدة الاقتصادية. هذا أكثر بروزًا في الاقتصادات الناشئة حيث أن أسطولها العالمي من أصول الصناعات الثقيلة عادة ما يكون صغيرًا نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن القدرة التنافسية للسوق العالمية للأسمنت والصلب ، وبالتالي هوامش الربح الضئيلة ، تجعل تجربة التقنيات غير المثبتة أمرًا غير جذاب. وفي كلتا الحالتين ، فإن أي استثمارات رأسمالية في الأسمنت والصلب من المرجح أن "تحبس" ملف انبعاثات الصناعة لعدة عقود قادمة. لذلك سيكون دعم السياسات الكبير أمرًا أساسيًا للتخلص من هذا النوع من الاستثمار.

 

آفاق جديدة

 

في حين أن إزالة الكربون الصناعي قد يبدو أمرًا شاقًا ، إلا أنه يمثل أيضًا حدودًا صناعية مثيرة ، مع العديد من التطورات الجارية بالفعل. إن استخدام أفران القوس الكهربائي والهيدروجين المنتج بشكل متجدد يقللان بالفعل من استهلاك الطاقة والموارد ، مع فوائد إضافية أعلى في سلسلة التوريد. في عام 2021 ، زودت شركة تصنيع الصلب السويدية Hybrit فولفو بالفولاذ الذي تم إنتاجه باستخدام عملية إنتاج الهيدروجين.

 

مشاريع أخرى مستوحاة من الاقتصاد الدائري ، والاستفادة من الابتكارات في إعادة التدوير وتقليل الموارد الأولية. في حين لا يزال هناك الكثير مما يتعين القيام به ، فلا يوجد ، من حيث المبدأ ، سبب لعدم إعادة تصنيع الفولاذ بشكل كامل. تجري المبادرات والبحث والتطوير في هذا المجال في جميع أنحاء العالم ، مثل التكنولوجيا التي تم اختراعها في أستراليا والتي تحصد الكربون والمواد المفيدة الأخرى من الإطارات المطاطية القديمة لتحل محل فحم الكوك والفحم في صناعة الصلب. وبالمثل ، ظهرت تقنيات تعمل على تحسين عملية البناء وتقليل النفايات ، مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد. وبالتالي ، فإن إزالة الكربون بشكل كبير هي في المقام الأول مسألة التوسع والوصول إلى التمويل وتقديم المنتجات بأسعار تنافسية.

 

بالنظر إلى التحديات التي نوقشت أعلاه ، فإن إنشاء السوق هو عنصر حاسم في السعي لتحقيق صافي الصفر. هناك حاجة إلى إشارة طلب قوية لتحفيز الجهد والتكلفة والمخاطر المتصورة التي ينطوي عليها إدخال التقنيات الجديدة على الإنترنت. سيكون أحد أكثر الطرق الواعدة هو الالتزام بالمشتريات العامة الخضراء في البلديات الكبرى وبين مستوردي مواد البناء. في جميع أنحاء العالم ، تعد الوكالات الحكومية من بين أكبر المشترين للصلب والأسمنت والخرسانة لمشاريع البنية التحتية الكبرى ، والاستفادة من قوتهم الشرائية الهائلة من شأنها أن تؤدي إلى سوق مزدهر للصلب والخرسانة الأكثر اخضرارًا.

 

تقترح مبادرة إزالة الكربون الصناعية العميقة (IDDI) القيام بذلك بالضبط. تم إطلاقها في COP26 في غلاسكو ، وهي مبادرة من منظمة الأمم المتحدة للتنمية الصناعية (UNIDO) بالشراكة مع المملكة المتحدة والهند وألمانيا والإمارات العربية المتحدة وكندا. إنه يمثل تحديًا للصناعة: إذا كنت تنتج فولاذًا وخرسانة منخفضة الكربون ، فسنشتريها. يرسل هذا السوق المضمون إشارة قوية إلى المنتجين ، حيث تمثل الحكومات المشاركة مجتمعة ما بين 25 في المائة إلى 40 في المائة من الأسواق المحلية لمواد البناء الثقيلة.

 

ومع ذلك ، هناك المزيد مما يتعين القيام به

 

بالطبع ، لا تزال هناك تحديات عديدة. من بين أكبر العقبات التي تحول دون إزالة الكربون عن القطاعات الصناعية نقص البيانات والمعايير. لا تلتقط الأنظمة الحالية كل ما هو مطلوب لتقييم الكربون المجسد بدقة على طول سلسلة التوريد. هناك حاجة ماسة إلى إحراز تقدم في إنتاج بيانات دقيقة وعالية الدقة ؛ إنشاء طرق حساب موحدة وشاملة يمكن مقارنتها عبر المنتجين والسلطات القضائية ؛ وتطوير الإجراءات والمعرفة لتطبيقها والإبلاغ عن المتطلبات البيئية.

 

الاعتبار الثاني هو أن الجزء الأكبر من الطلب على مواد البناء خلال العقود القليلة القادمة سيأتي من البلدان النامية. في حين أن العديد من هذه البلدان تمتلك ثروة من الموارد المتجددة اللازمة في هذا التحول ، فإنها تخاطر بالتخلف عن الركب في أسواق السلع الخضراء الممتازة. يمكن أن يؤدي عدم التوافق في التوزيع المكاني للعرض والطلب إلى تقويض إزالة الكربون من هذه الصناعات بشكل خطير.

 

الطريق إلى الأمام

 

ومع ذلك ، يوجد الآن طريق واقعي للمضي قدمًا ، والأكثر من ذلك ، أن الانتقال ميسور التكلفة. على الرغم من الحاجة إلى استثمارات كبيرة ، فمن المهم وضع ذلك في الاعتبار: فقد أظهرت لجنة انتقالات الطاقة (ETC) أن انبعاثات الكربون الصافية من الصناعات الثقيلة يمكن أن تكلف أقل من 0.5 في المائة من الناتج المحلي الإجمالي العالمي. نظرًا لأن المستثمرين وقادة الصناعة والأسواق المؤثرة يسيرون جميعًا في نفس الاتجاه لكسر السياسة المشتركة والتكنولوجيا والحواجز التمويلية ، فقد يكون التخلص من الكربون الصناعي في الأفق.

 

 

تم نشر هذه المقالة في الأصل من قبل المنتدى الاقتصادي العالمي ، في 30 مارس 2022 ، وتم إعادة نشرها وفقًا لـ Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International Public License. يمكنك قراءة المقال الأصلي هنا. الآراء المعبر عنها في هذا المقال هي آراء المؤلف وحده وليست من WorldRef.


 

استكشف خدمات WorldRef لتتعلم كيف نجعل عمليات عملك العالمية أسهل وأكثر اقتصادا!

محطة طاقة الرياح | حلول الطاقة المائيةمراجعة الطاقة | الطاقة الحرارية والتوليد المشترك | أنظمة الكهربائية | خدمات للبائعين  |  المصادر الصناعية المجانية   |  حلول الصناعية  |  التعدين ومعالجة المعادن  |  أنظمة مناولة المواد  |  التحكم في تلوث الهواء  |  معالجة المياه والصرف الصحي  |  النفط والغاز والبتروكيماويات  |  السكر والإيثانول الحيوي  |  الطاقة الشمسية  |  حلول طاقة الرياح