به گزارش فولادنامه؛ هیچ مراسم افتتاحیه‌ای برایش برگزار نشد، هیچ سیاست‌مداری روبان قیچی نکرد، اما شاید مهم‌ترین دستاورد فنی صنعت فولاد در نیم‌قرن اخیر، همین یک عدد باشد: طبق داده‌های انجمن جهانی فولاد، مصرف انرژی برای تولید هر تن فولاد از حدود ۵۰ گیگاژول در دهه ۱۹۶۰ میلادی به ۲۰.۹۵ گیگاژول در سال ۲۰۲۴ رسیده؛ کاهشی ۵۸ درصدی که بی‌سروصدا، خط به خط و کارخانه به کارخانه، در طول شش دهه رقم خورده است. این افت انرژی، برخلاف کشف یک فناوری واحد و انقلابی، محصول انباشت صدها بهبود کوچک در جای‌جای خط تولید بوده است؛ از دهانه کوره بلند تا انتهای خط نورد.

برای فهم این ماجرا، ابتدا باید فهمید فولادسازی چرا این‌قدر پرمصرف است. برای احیای سنگ‌آهن و رساندن آن به دمای نزدیک ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد، مقادیر عظیمی از انرژی حرارتی لازم است. اما بخش بزرگی از این انرژی، به‌جای تبدیل‌شدن به فولاد، از راه گازهای دودکش، خنک‌کاری سرباره و گرمای خروجی کوره‌ها به هدر می‌رود؛ برآوردهای صنعتی نشان می‌دهد تا نیمی از انرژی حرارتی مصرفی یک کارخانه فولاد می‌تواند به همین شکل از دست برود. برای دهه‌ها، این اتلاف بخشی طبیعی از فرآیند تلقی می‌شد؛ اما وقتی هزینه انرژی بالا رفت و فشار مقرراتی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای افزایش یافت، همین گرمای هدررفته به یک دارایی نامرئی بدل شد که ارزش شکار داشت.

نخستین و شاید بالغ‌ترین این فناوری‌ها، خاموشی خشک کک یا سی‌دی‌کیو است؛ روشی که به‌جای خنک‌کردن کک داغ با آب (که گرما را به‌سادگی به هوا می‌فرستد)، از گاز بی‌اثر برای خنک‌سازی استفاده می‌کند و امکان بازیابی نزدیک به هشتاد درصد از گرمای محسوس کک داغ را فراهم می‌کند. این فناوری از سال ۱۹۷۶ در نیپون استیل ژاپن به کار گرفته شده و از آن زمان تاکنون به استانداردی رایج در کارخانه‌های ژاپنی و اروپایی بدل شده است.

دومین فناوری، توربین بازیابی گاز فوقانی کوره بلند یا تی‌آر‌تی است که بدون مصرف هیچ سوخت اضافه‌ای، از فشار طبیعی گاز خروجی از بالای کوره بلند برای تولید برق استفاده می‌کند؛ یک منبع برق تقریباً رایگان که برای دهه‌ها در کارخانه‌های بزرگ اروپایی و ژاپنی استاندارد بوده است. سومین فناوری، دیگ‌های بازیافت حرارت و چرخه‌های رانکین آلی است که گرمای با درجه پایین‌تر (میان ۱۰۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد) را که پیش‌تر عملاً غیرقابل‌استفاده تلقی می‌شد، به برق تبدیل می‌کنند؛ فناوری‌ای که با ورود سیالات آلی فوق‌بحرانی جدید، بازده آن اخیراً حدود سی درصد بهبود یافته است.

طبق تحلیل‌های صنعتی، بازیابی انرژی شیمیایی از گازهای فرآیندی مانند گاز کوره کک، گاز کوره بلند و گاز کوره اکسیژن پایه، بزرگ‌ترین سهم از پتانسیل بازیابی انرژی در یک کارخانه فولاد را تشکیل می‌دهد؛ حدود شصت درصد از کل انرژی قابل‌بازیافت. گرمای محسوس محصولات داغ مانند سینتر، کک و فولاد در رتبه بعدی قرار دارد. این آمار نشان می‌دهد چرا مهندسان فولاد این روزها به‌جای شکار یک راه‌حل واحد، دنبال ترکیبی از چند فناوری مکمل هستند تا هر لایه از گرمای هدررفته را در دمای مناسب خودش بازیابی کنند.

اما شاید مهم‌ترین درسی که داده‌های انجمن جهانی فولاد آشکار می‌کنند، این باشد که بزرگ‌ترین اهرم کاهش مصرف انرژی، هیچ‌کدام از فناوری‌های بالا نیست؛ بلکه انتخاب مسیر تولید است. طبق آخرین گزارش شاخص‌های پایداری این انجمن، فولادسازی به روش کوره بلند و کوره اکسیژن پایه به‌طور میانگین حدود ۲۴.۲ گیگاژول انرژی به ازای هر تن مصرف می‌کند، در حالی‌که فولادسازی از قراضه با کوره قوس الکتریکی تنها به حدود ۱۰.۲ گیگاژول نیاز دارد؛ یعنی کمتر از نصف. این تفاوت ریشه در یک واقعیت فیزیکی ساده دارد: احیای سنگ‌آهن به انرژی شیمیایی زیادی نیاز دارد، اما ذوب‌کردن دوباره فولاد قراضه، که پیش‌تر یک‌بار احیا شده، این هزینه انرژی را ندارد.

همین واقعیت، تصویر آینده صنعت فولاد را نیز شکل می‌دهد. با افزایش سهم کوره‌های قوس الکتریکی در تولید جهانی، صنعت فولاد به‌جای زغال‌سنگی که در بازارهای جهانی معامله می‌شود، بیش‌ازپیش به برقی وابسته می‌شود که قیمت و در دسترس‌بودنش از منطقه‌ای به منطقه دیگر تفاوت چشمگیری دارد. به همین دلیل، انجمن جهانی فولاد هشدار می‌دهد که برق مقرون‌به‌صرفه، به یکی از تعیین‌کننده‌ترین عوامل رقابت‌پذیری جهانی این صنعت بدل خواهد شد؛ نکته‌ای که سرنوشت کارخانه‌هایی را که سال‌ها با قطعی و کمبود برق دست‌وپنجه نرم کرده‌اند، در کنار داستان بازیابی گرما، به یک روایت واحد پیوند می‌زند: در فولادسازی امروز، مدیریت انرژی دیگر یک هزینه جانبی نیست؛ خط اصلی رقابت است.