تریبون معدن | صنعت فولاد جهان در حال حرکت به سمت استفاده بیشتر از قراضه و توسعه روش‌های تولید کم‌کربن است؛ مسیری که می‌تواند وابستگی این صنعت به سنگ‌آهن و زغال‌سنگ را کاهش دهد و همزمان از شدت انتشار گازهای گلخانه‌ای بکاهد. با این حال، محدودیت عرضه قراضه و تداوم رشد تقاضای جهانی برای فولاد باعث شده سنگ‌آهن همچنان جایگاه محوری خود را در زنجیره تولید حفظ کند.

سنگ‌آهن، زغال‌سنگ، سنگ‌آهک و فولاد قراضه چهار ماده اولیه اصلی در فولادسازی محسوب می‌شوند و میزان مصرف هر یک از آنها به فناوری تولید بستگی دارد. بر اساس داده‌های انجمن جهانی فولاد، در حال حاضر حدود ۷۰ درصد فولاد جهان از طریق مسیر کوره بلند و کوره اکسیژنی پایه یا BF/BOF تولید می‌شود و نزدیک به ۳۰ درصد نیز به کوره‌های قوس الکتریکی یا EAF اختصاص دارد.

در مسیر سنتی و یکپارچه BF/BOF، تولید هر یک‌هزار کیلوگرم فولاد خام به‌طور متوسط به یک‌هزار و ۳۷۰ کیلوگرم سنگ‌آهن، ۷۸۰ کیلوگرم زغال‌سنگ متالورژیکی، ۲۷۰ کیلوگرم سنگ‌آهک و حدود ۱۲۵ کیلوگرم قراضه نیاز دارد. در مقابل، ترکیب مواد اولیه در مسیر کوره قوس الکتریکی به شکل محسوسی متفاوت است؛ به‌گونه‌ای که برای تولید همین میزان فولاد، حدود ۷۱۰ کیلوگرم قراضه، ۵۸۶ کیلوگرم سنگ‌آهن، ۱۵۰ کیلوگرم زغال‌سنگ، ۸۸ کیلوگرم سنگ‌آهک و حدود ۲.۳ گیگاژول انرژی الکتریکی مصرف می‌شود.

سنگ‌آهن همچنان اصلی‌ترین ماده اولیه فولادسازی جهان به شمار می‌رود. حدود ۹۸ درصد سنگ‌آهن استخراج‌شده در جهان وارد زنجیره تولید فولاد می‌شود و حجم منابع جهانی این ماده معدنی بیش از ۸۰۰ میلیارد تن سنگ معدن برآورد شده است که بیش از ۲۳۰ میلیارد تن آهن محتوی دارد. استرالیا و برزیل نیز سهم غالبی در تجارت جهانی این ماده اولیه دارند و هر کدام نزدیک به یک‌سوم صادرات جهانی سنگ‌آهن را در اختیار گرفته‌اند.

در سال ۲۰۲۴، استرالیا با تولید حدود ۹۵۳.۹ میلیون تن سنگ‌آهن در صدر تولیدکنندگان جهان قرار داشت و پس از آن برزیل، چین و هند جای گرفتند. ایران نیز با تولید حدود ۶۷.۷ میلیون تن سنگ‌آهن، رتبه هفتم جهان را به خود اختصاص داد. در حوزه صادرات، استرالیا با بیش از ۹۰۱ میلیون تن و برزیل با حدود ۳۸۹ میلیون تن در جایگاه‌های نخست ایستادند و ایران با صادرات حدود ۲۲.۴ میلیون تن در رتبه هشتم قرار گرفت.

زغال‌سنگ متالورژیکی نیز همچنان یکی از اجزای کلیدی مسیر کوره بلند است. سالانه حدود یک میلیارد تن زغال‌سنگ متالورژیکی در صنعت فولاد جهان مصرف می‌شود که تقریبا ۱۵ درصد کل مصرف جهانی زغال‌سنگ را تشکیل می‌دهد. در کوره بلند، زغال‌سنگ کک‌شو ابتدا به کک تبدیل شده و سپس هم به عنوان سوخت و هم به عنوان عامل احیای سنگ‌آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای تولید یک تن چدن خام به‌طور معمول حدود ۱.۶ تن سنگ‌آهن و ۴۵۰ کیلوگرم کک مصرف می‌شود.

با افزایش فشارهای جهانی برای کاهش انتشار کربن، قراضه فولادی بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفته است. فولاد قابلیت بازیافت کامل دارد و همین ویژگی آن را به یکی از مهم‌ترین مواد قابل بازیافت جهان تبدیل کرده است. استفاده گسترده‌تر از قراضه می‌تواند علاوه بر کاهش نیاز به استخراج مواد معدنی جدید، مصرف انرژی و میزان انتشار دی‌اکسیدکربن در فرآیند فولادسازی را نیز کاهش دهد.

برآوردهای انجمن جهانی فولاد نشان می‌دهد استفاده از هر یک تن قراضه در تولید فولاد می‌تواند از انتشار حدود ۱.۵ تن دی‌اکسیدکربن جلوگیری کند. علاوه بر این، این میزان استفاده از قراضه موجب صرفه‌جویی در مصرف حدود ۱.۴ تن سنگ‌آهن، ۷۴۰ کیلوگرم زغال‌سنگ و ۱۲۰ کیلوگرم سنگ‌آهک می‌شود؛ ارقامی که نقش بازیافت را در آینده اقتصادی و زیست‌محیطی صنعت فولاد برجسته‌تر می‌کند.

قراضه می‌تواند تا تمام خوراک مورد نیاز کوره‌های قوس الکتریکی را تشکیل دهد و حتی در مسیر کوره بلند نیز امکان استفاده از آن تا حدود ۳۰ درصد وجود دارد. با وجود این، یکی از مهم‌ترین موانع توسعه فولادسازی مبتنی بر قراضه، محدودیت دسترسی به این ماده اولیه است. حجم قراضه قابل جمع‌آوری در بسیاری از کشورها هنوز متناسب با نیاز صنعت فولاد نیست و زیرساخت‌های جمع‌آوری، تفکیک و فرآوری نیز به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه به اندازه کافی گسترش نیافته است.

پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد میزان دسترسی جهانی به قراضه حاصل از محصولات فولادی پایان عمر طی سه دهه آینده حدود ۵۰۰ میلیون تن افزایش پیدا خواهد کرد. این رشد می‌تواند زمینه را برای توسعه بیشتر کوره‌های قوس الکتریکی و کاهش وابستگی به مسیرهای سنتی تولید فراهم کند، اما تحقق کامل این ظرفیت نیازمند سرمایه‌گذاری گسترده در شبکه‌های جمع‌آوری و بازیافت است.

در مجموع، مسیر آینده صنعت فولاد به سمت افزایش بازیافت، استفاده بیشتر از قراضه و توسعه فناوری‌های کم‌کربن حرکت می‌کند. با این حال، کمبود فعلی قراضه و رشد تقاضای جهانی فولاد به این معناست که سنگ‌آهن دست‌کم در سال‌های پیش رو همچنان یکی از ارکان اصلی زنجیره فولاد باقی خواهد ماند. تحول اصلی نه حذف کامل مواد اولیه معدنی، بلکه تغییر تدریجی ترکیب خوراک و فناوری‌های تولید به نفع مسیرهایی است که مصرف منابع طبیعی و انتشار کربن کمتری داشته باشند.