آفریقای جنوبی با فناوری‌های نوین بومی، می‌تواند به شهرت جهانی در زمینه آلیاژهای سبز دست یابد
آفریقای جنوبی که بیش از 70 درصد ذخایر جهانی کرومیت و منگنز را در خود جای داده است، تا سال 2010 در تولید فروآلیاژها نقش غالب داشت. در اوایل دهه 2000، آفریقای جنوبی به عنوان بزرگترین تولیدکننده کرومیت و فروکروم جهان شناخته می‌شد و 90 درصد از ورودی‌های مورد نیاز صنعت، از جمله فناوری و تجهیزات، از منابع داخلی تامین می‌شد که نشان دهنده خودکفایی بالای این کشور در این صنعت است.
در اوایل دهه 2000، آفریقای جنوبی به عنوان بزرگترین تولیدکننده کرومیت و فروکروم جهان شناخته می‌شد و 90 درصد از ورودی‌های مورد نیاز صنعت، از جمله فناوری و تجهیزات، از منابع داخلی تامین می‌شد.
بیش از 200 هزار فرصت شغلی مستقیم و غیرمستقیم در زنجیره ارزش کروم ایجاد شد و 20 درصد از درآمدهای ارزی حاصل از فعالیت‌های معدنی از طریق فروش فروکروم به دست آمد.
در سال 2010، زنجیره ارزش کروم سهم قابل توجهی در اقتصاد آفریقای جنوبی داشت. این زنجیره 42 میلیارد رند (Rand واحد پول آفریقای جنوبی) به تولید ناخالص داخلی کشور و 36 میلیارد رند درآمد ارزی کمک کرد که 80 درصد آن از طریق تولید فروکروم به دست آمده است.
حتی در آن زمان، کاهش تولید در آفریقای جنوبی منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای (CO2) و افزایش بهره‌وری انرژی شد. افزایش شدید تعرفه‌های برق بخش دولتی تنها عامل از دست رفتن جایگاه این صنعت در بازار جهانی بود.
اما اکنون، فناوری‌های جدید در آفریقای جنوبی آماده هستند تا به این کشور مزیت رقابتی جدیدی در زمینه تولید با رویکرد سبز و پاک ارائه دهند. این در حالی است که اجرای مکانیزم تعدیل مرزی کربن (CBAM) تنها اندکی بیش از یک سال دیگر فاصله دارد و مبارزه با تغییرات آب و هوایی به یک الزام اساسی تبدیل شده است.
مکانیزم تعدیل مرزی کربن (CBAM) فرصتی را برای SmeltDirect ایجاد خواهد کرد تا از اعتبارات کربن بهره‌مند شود. این امر به آفریقای جنوبی امکان می‌دهد تا با دستیابی به کمترین هزینه تولید، مجدداً در بازار جهانی رقابت کند. SmeltDirect نیز تاکنون اثربخشی خود را به اثبات رسانده است.
شرکت African Rainbow Minerals به ریاست اجرایی دکتر Patrice Motsepe، که در بورس اوراق بهادار ژوهانسبورگ معامله می‌شود، موفق به توسعه فناوری جدیدی شده است که مزیت بسیار بزرگی برای صنعت فروآلیاژهای آفریقای جنوبی محسوب می‌شود. این شرکت قصد ندارد این فناوری را به صورت انحصاری در اختیار خود نگه دارد.
Andre Joubert، مدیر اجرایی بخش فرآیندهای ARM Ferrous، و Henk Bouwer، مدیر توسعه فناوری اجرایی ARM، مصمم هستند تا با گسترش هرچه بیشتر فناوری ثبت اختراع شده SmeltDirect، بهترین تصمیم را برای کشور اتخاذ کنند. این اقدام شامل نصب این فناوری بر روی تعداد قابل توجهی از کوره‌های ذوب غیرفعال است که امکان راه اندازی مجدد سریع این کوره‌ها را فراهم کرده و به احیای صنعت فروآلیاژهای آفریقای جنوبی کمک خواهد کرد.
نکته مهم این است که این فناوری قادر به تولید سبزترین و رقابتی‌ترین آلیاژ است که دقیقاً همان چیزی است که جهان به آن نیاز دارد.
SmeltDirect دارای مزایایی است که می‌تواند روند نزولی تولید فروکروم و فرومنگنز در آفریقای جنوبی را معکوس کند و امکان بازگشت شرکت‌هایی مانند هایHighveld Steel and Vanadium را فراهم کند. نکته قابل توجه این است که این فناوری می‌تواند راه را برای احیای تولید داخلی ریل‌های پرمنگنز هموار سازد که برای توسعه زیرساخت‌های حمل‌ونقل کشور بسیار حائز اهمیت است.
مطالعه امکان‌سنجی جامع و دارای اعتبار بانکی به پایان رسیده، همکاری با شرکت‌های فعال در حوزه فروآلیاژها برای ایجاد شراکت‌های مشترک انجام شده و تأمین منابع مالی و سرمایه‌گذاری مشترک برای این پروژه که به عنوان یک مولد اصلی اشتغال مستقیم و غیرمستقیم خواهد بود، در مراحل اولیه امیدوارکننده‌ای قرار دارد. به ازای هر ۲۰۰,۰۰۰ تن تولید سالانه آلیاژ، حدود ۷۰۰ فرصت شغلی ایجاد می‌شود و این در حالی است که آفریقای جنوبی در گذشته تولیدکننده حدود چهار تا پنج میلیون تن در سال بوده است، که نشان‌دهنده ظرفیت بالقوه برای ایجاد ده‌ها هزار شغل جدید است.
به علاوه، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به همراه بیوکربن باعث کاهش چشمگیر 80 درصدی انتشار کربن در اسکوپهای 1 و 2 و کاهش 50 درصدی انتشار کربن در اسکوپ 3 می‌شود.
فرآوری محلی مواد معدنی، علاوه بر کاهش هزینه‌های لجستیکی، به کاهش قابل توجه انتشار آلاینده‌ها نیز کمک می‌کند و نشان‌دهنده اهمیت فرآوری مواد معدنی در همان کشورهایی است که استخراج می‌شوند.
از نظر منطقی، هیچ نهاد رقابتی در جهان نمی‌تواند ادعا کند که آفریقای جنوبی، که میزبان مقادیر عظیمی از سنگ معدن خام است، حق ندارد برای منافع ملی خود، حداکثر میزان سنگ معدن را در نزدیکی محل استخراج آن فرآوری کند.
آفریقای جنوبی به هیچ وجه تازه وارد عرصه تولید آلیاژهای داخلی نیست. این کشور یکی از بنیانگذاران کنفرانس بین‌المللی فروآلیاژها می‌باشد، جایی که دانش ذوب فروآلیاژها مورد بحث و تبادل قرار می‌گیرد. این امر به وضوح نشان می‌دهد که آفریقای جنوبی دارای دانش و تجربه گسترده‌ای در این صنعت بوده و سابقه طولانی در تولید آلیاژهای داخلی دارد.
در حال حاضر، تصور بر این است که روش‌های سنتی ذوب فروکروم و فرومنگنز آینده‌ای روشن در آفریقای جنوبی ندارند. دیدگاه غالب این است که صادرات سنگ معدن خام نسبت به فرآوری آن در داخل کشور، درآمد بیشتری را برای کشور به همراه خواهد داشت.
صنعت تولید آلیاژهای منگنز مانند فرومنگنز، سیلیکومنگنز و فرومنگنز کربن متوسط با چالش‌های جدی مواجه است و تولید این آلیاژها در حال کاهش می‌باشد. کوره‌های ذوب باقی‌مانده در تلاش برای دستیابی به توافقات مربوط به کاهش هزینه‌های برق هستند تا بتوانند در این شرایط رقابتی باقی بمانند.
علاوه بر افزایش بیش از حد قیمت برق، تغییر رویکرد به سمت صادرات سنگ معدن به رقبا در خارج از کشور به جای فرآوری آن در داخل، به شدت به رقابت‌پذیری آفریقای جنوبی در صنعت آلیاژ آسیب رسانده است. فرآوری داخلی سنگ معدن برای حفظ رقابت‌پذیری این صنعت در سطح جهانی ضروری است.
عدم تمرکز کافی بر افزایش تولید داخلی فولاد ضد زنگ، در حالی که فروکروم ماده اولیه اصلی در تولید این محصول است، یکی از عوامل مهم در کاهش رقابت‌پذیری صنعت آلیاژهای آفریقای جنوبی محسوب می‌شود.
در حال حاضر، ضرورت توجه به مسائل زیست‌محیطی برای مقابله با تغییرات آب و هوایی و ظهور رژیم‌های جدید ذوب با هزینه‌های پایین‌تر، ایجاب می‌کند که یک تلاش ملی متحد برای احیای صنعت فروآلیاژها صورت گیرد.
خوشبختانه، آفریقای جنوبی وارد عصر جدیدی از همکاری بخش خصوصی و عمومی شده است که هدف آن دستیابی به رشد اقتصادی فراگیر است.
در جهانی که الزامات توسعه پایدار به یک ضرورت تبدیل شده است، ایجاد یک حرکت جدید در زمینه انرژی و مواد معدنی برای تحقق الزامات زیست‌محیطی ضروری است.
نکته مهم این است که فناوری SmeltDirect نسبت به روش‌های سنتی حدود 70 درصد کمتر از برق استفاده می‌کند، به طور قابل توجهی هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، انتشار آلاینده‌ها را به شدت کاهش می‌دهد و می‌تواند از مواد اولیه با کیفیت پایین‌تر نیز به طور مؤثری استفاده کند.
مصرف برق این فناوری برای تولید هر تن آلیاژ تنها 1.2 مگاوات است که در مقایسه با 4 مگاوات برق مورد نیاز در سیستم‌های سنتی، بسیار کمتر است. علاوه بر این، این فناوری برای هر 200 هزار تن تولید آلیاژ در سال، حدود 700 فرصت شغلی ایجاد می‌کند و مزایای اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی را به همراه دارد.
در یک مقطع زمانی، ظرفیت نصب شده تولید فروکروم به 4.8 میلیون تن می‌رسید. بازگشت به این سطح از تولید با حفظ رقابت‌پذیری، منافع قابل توجهی برای اقتصاد آفریقای جنوبی خواهد داشت و باید در قالب یک برنامه همکاری بین بخش دولتی و خصوصی اجرا شود.
پی نوشت
SmeltDirect
اسمِلت‌دایرکت فناوری نوآورانه‌ای است که توسط شرکت African Rainbow Metal Technologies (ARMeT) توسعه یافته است. این فناوری با هدف تحول در تولید فروآلیاژها مانند فروکروم و فرومنگنز طراحی شده است و می‌تواند مصرف انرژی و انتشار کربن را به طور چشمگیری کاهش دهد.
نکات کلیدی درباره اسمِلت‌دایرکت:
بهره‌وری انرژی:
اسمِلت‌دایرکت مصرف انرژی الکتریکی را تا ۷۰ درصد در مقایسه با روش‌های سنتی ذوب کاهش می‌دهد.
کاهش انتشار کربن:
این فناوری انتشار کربن در محدوده‌های اسکوپ ۱ و ۲ را تا ۸۰ درصد کاهش می‌دهد و گزینه‌ای سازگار با محیط زیست محسوب می‌شود.
مقرون‌به‌صرفه بودن:
با کاهش هزینه‌های انرژی و فرآوری، اسمِلت‌دایرکت می‌تواند فروآلیاژها را با کمترین هزینه در مقایسه با استانداردهای جهانی تولید کند.
پایداری:
این فناوری با روندهای زیست‌محیطی جهانی هماهنگ بوده و می‌تواند به تولید فولاد سبز کمک کند.
پتانسیل اقتصادی:
این فناوری می‌تواند باعث احیای دوباره صنعت فروآلیاژ، به‌ویژه در مناطقی مانند آفریقای جنوبی شود و زمینه را برای رشد اقتصادی و ایجاد فرصت‌های شغلی فراهم کند.
انتشارات اسکوپهای 1 و 2 (Scope 1 and Scope 2 emissions)
انتشارات گازهای گلخانه‌ای اسکوپهای 1 و 2، دو دسته از انتشارات این گازها هستند که توسط پروتکل گازهای گلخانه‌ای تعریف شده‌اند. انتشارات اسکوپ 1 شامل انتشارات مستقیم از منابعی است که متعلق به شرکت بوده یا تحت کنترل آن قرار دارند. به عنوان مثال، می‌توان به احتراق سوخت در وسایل نقلیه و تجهیزات متعلق به شرکت (مانند دیگ‌های بخار و کوره‌ها) و انتشارات ناشی از فرآیندهای تولید مواد شیمیایی اشاره کرد. انتشارات اسکوپ 2 شامل انتشارات غیرمستقیم ناشی از مصرف برق، بخار، گرما یا سرمای خریداری شده است. در واقع، این انتشارات در فرایند تولید انرژی مورد استفاده شرکت تولید می‌شوند. به عنوان مثال، می‌توان به برق مصرفی در ساختمان‌ها و تأسیسات شرکت و سیستم‌های گرمایش و سرمایش که با استفاده از انرژی خریداری شده کار می‌کنند، اشاره کرد. کاهش انتشارات اسکوپهای 1 و 2 معمولاً با بهبود بهره‌وری انرژی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و بهینه‌سازی فرآیندها برای به حداقل رساندن انتشارات مستقیم امکان‌پذیر است.
انتشارات اسکوپ 3 (Scope 3 emissions)
انتشارات اسکوپ 3 به انتشارات غیرمستقیم گازهای گلخانه‌ای اشاره دارد که در زنجیره ارزش یک شرکت رخ می‌دهند اما به طور مستقیم توسط شرکت کنترل نمی‌شوند. این انتشارات می‌توانند ناشی از فعالیت‌هایی مانند تولید کالاها و خدماتی که خریداری می‌شوند، حمل و نقل محصولات و استفاده و دفع محصولات فروخته شده باشند.
کاهش انتشارات اسکوپ 3 برای شرکت‌هایی که به دنبال دستیابی به اهداف پایداری هستند، بسیار مهم است، زیرا آنها اغلب بخش بزرگی از ردپای کربن یک سازمان را تشکیل می‌دهند. شرکت‌ها می‌توانند با همکاری با تامین‌کنندگان برای بهبود شیوه‌های پایداری آنها، بهینه‌سازی لجستیک و تشویق استفاده و دفع پایدار محصولات، به این انتشارات رسیدگی کنند.
فروآلیاژ (Ferroalloy)
فروآلیاژها آلیاژهای مبتنی بر آهن هستند که حاوی مقادیر قابل‌توجهی از عناصر دیگر مانند کروم، منگنز یا آلومینیوم می‌باشند. این مواد عمدتاً در تولید فولاد و فولاد ضدزنگ به منظور بهبود ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، سایش و استحکام مکانیکی استفاده می‌شوند.
انواع رایج فروآلیاژها و کاربردهای آنها:
فروکروم (FeCr):
حاوی کروم بوده و برای تولید فولاد ضدزنگ استفاده می‌شود.
فرومنگنز (FeMn):
حاوی منگنز است و به بهبود استحکام و انعطاف‌پذیری فولاد کمک می‌کند.
فروسیلیسیم (FeSi):
حاوی سیلیسیم بوده و به عنوان اکسیژن‌زدا و عامل آلیاژسازی در تولید فولاد به کار می‌رود.
فرومولیبدن (FeMo):
حاوی مولیبدن است و دوام و مقاومت فولاد در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد.
فرونیکل (FeNi):
حاوی نیکل بوده و در تولید فولاد ضدزنگ و آلیاژهای نیکل استفاده می‌شود.
فروآلیاژها معمولاً در کوره‌های بلند یا کوره‌های قوس الکتریکی از طریق واکنش‌های کربوترمی تولید می‌شوند که در آن کربن (به شکل کک) برای کاهش اکسیدهای فلزی در حضور آهن به کار می‌رود.
بیوکربن
بیوکرین یک محصول جامد غنی از کربن است که از پیرولیز (گرم کردن در غیاب اکسیژن) بقایای چوب یا سایر بقایای زیست توده حاصل می‌شود. مشابه با بایوچار است اما به طور خاص برای کاربردهای صنعتی طراحی شده است. در اینجا برخی از نکات کلیدی در مورد بیوکرین آورده شده است:
منبع تجدیدپذیر: بیوکرین از زیست توده مدیریت شده پایدار تولید می‌شود و آن را به یک منبع تجدیدپذیر تبدیل می‌کند.
محتوی بالای کربن: دارای محتوای کربن بالا و پایداری بالایی است که آن را به ماده‌ای مؤثر برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در هنگام استفاده صنعتی تبدیل می‌کند.
کاربردهای صنعتی: بیوکرین می‌تواند جایگزین زغال سنگ فسیلی در فرآیندهایی مانند تولید فولاد و آهن شود و در نتیجه به خنثی‌سازی کربن کمک کند.
ذخیره بلندمدت کربن: به دلیل تجزیه کند آن، بیوکرین می‌تواند به عنوان یک مخزن بلندمدت کربن عمل کند و به کاهش تغییرات آب و هوایی کمک کند.
مکانیزم تعدیل مرزی کربن (CBAM)
سازوکار تنظیم مرزی کربن (Carbon Border Adjustment Mechanism) ابزار سیاستی معرفی‌شده توسط اتحادیه اروپا است که به منظور مقابله با نشت کربن و ارتقاء فرآیند جهانی کاهش انتشار کربن طراحی شده است.
CBAM چیست؟
CBAM به دنبال تعیین قیمت منصفانه برای انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با کالاهای کربن‌بر وارداتی به اتحادیه اروپا است. این سیاست تضمین می‌کند که قیمت کربن برای واردات معادل با تولیدات داخلی باشد و از انتقال تولیدات کربن‌بر به کشورهایی با سیاست‌های زیست‌محیطی ضعیف‌تر جلوگیری کند.
چگونه کار می‌کند؟
مرحله انتقالی (۲۰۲۳-۲۰۲۵): واردکنندگان کالاهای خاصی (مانند سیمان، آهن و فولاد، آلومینیوم، کودها، برق و هیدروژن) موظف به گزارش میزان انتشار کربن محصولات خود هستند.
مرحله نهایی (از ۲۰۲۶): واردکنندگان باید گواهی‌های CBAM خریداری کنند که قیمت آنها به قیمت مجوزهای سیستم تجارت انتشار اتحادیه اروپا (ETS) وابسته است. واردکنندگان باید انتشار کربن کالاهای وارداتی خود را اعلام کرده و به تعداد متناظر گواهی‌ها را تسلیم کنند.
اهداف:
جلوگیری از نشت کربن: اطمینان از اینکه سیاست‌های اقلیمی اتحادیه اروپا منجر به انتقال تولیدات کربن‌بر به خارج از اتحادیه نمی‌شود.
تشویق به تولید پاک‌تر: ترغیب کشورهای غیرعضو اتحادیه به پذیرش شیوه‌های صنعتی پاک‌تر.
حمایت از اهداف اقلیمی اتحادیه اروپا: هم‌راستایی با اهداف اقلیمی گسترده‌تر اتحادیه و پشتیبانی از حذف تدریجی مجوزهای رایگان در چارچوب EU ETS.
EU ETS (EU Emissions Trading System)
سیستم تجارت انتشار اتحادیه اروپا (EU ETS) نخستین و بزرگترین سیستم تجارت بین‌المللی انتشار گازهای گلخانه‌ای در جهان است که در سال ۲۰۰۵ راه‌اندازی شد. این سیستم یکی از ارکان سیاست اتحادیه اروپا برای مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است.
ویژگی‌های کلیدیEU ETS:
محدودیت و تجارت (Cap and Trade): این سیستم بر اساس اصل "محدودیت و تجارت" کار می‌کند. سقفی برای میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای معین تعیین شده و شرکت‌ها مجوزهایی برای انتشار دریافت یا خریداری می‌کنند که می‌توانند آن را معامله کنند.
پوشش: این سیستم حدود ۴۵ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای اتحادیه اروپا را شامل می‌شود و بخش‌هایی مانند تولید برق و گرما، صنایع انرژی‌بر (مانند سیمان و فولاد) و حمل‌ونقل هوایی را دربرمی‌گیرد.
فازهایEU ETS: تاکنون چندین فاز را پشت سر گذاشته است و فاز چهارم آن از ۲۰۲۱ تا ۲۰۳۰ اجرا می‌شود. هر فاز شامل اصلاحاتی برای بهبود اثربخشی سیستم بوده است.
ذخیره ثبات بازار (MSR): برای رفع مازاد مجوزها و افزایش تاب‌آوری سیستم در برابر شوک‌های بزرگ ایجاد شده است.
اعتبارات بین‌المللی: شرکت‌ها می‌توانند از اعتبارات بین‌المللی پروژه‌هایی که منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در سراسر جهان شده‌اند استفاده کنند.
اهداف:
کاهش انتشار: هدف اصلی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به شکلی مقرون‌به‌صرفه است.
ترویج فناوری‌های پاک: با تعیین قیمت برای انتشار کربن، EU ETS شرکت‌ها را به سرمایه‌گذاری در فناوری‌ها و روش‌های پاک‌تر ترغیب می‌کند.
رهبری جهانی: EU ETS الگویی برای سایر کشورها و مناطق جهان جهت اجرای سیستم‌های مشابه است.