مصرف انرژی در صنعت فولاد

صنعت فولاد به‌طور فعال مصرف انرژی را مدیریت می‌کند. حفظ انرژی در فولادسازی برای تضمین رقابت‌پذیری صنعت و به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی مانند انتشار گازهای گلخانه‌ای بسیار مهم است. فولاد از طریق پتانسیل بازیافت ۱۰۰ درصدی، دوام و سبکی وزن خود، باعث صرفه‌جویی در انرژی در طول چرخه‌های عمر خود می‌شود.

مصرف انرژی در فولادسازی

تولید فولاد بسیار انرژی‌بر است. بااین‌حال، سیستم‌های پیچیده مدیریت انرژی، استفاده کارآمد و بازیابی انرژی را در طول فرایند تضمین می‌کند. همان‌طور که در شکل ۱ نشان داده شده است، بهبود در بهره‌وری انرژی منجر به کاهش حدود ۶۰ درصدی انرژی موردنیاز برای تولید یک تن فولاد خام از سال ۱۹۶۰ شده است.

انرژی ورودی و هزینه‌های مرتبط

انرژی بخش قابل‌توجهی از هزینه تولید و تعیین نهایی قیمت آهن (۲۰ تا ۴۰ درصد) را تشکیل می‌دهد؛ بنابراین بهبود در بهره‌وری انرژی منجر به کاهش هزینه‌های تولید و در نتیجه افزایش رقابت‌پذیری می‌شود. بازده انرژی صنایع فولادسازی بسته به مسیر تولید، نوع و کیفیت سنگ‌آهن و زغال‌سنگ مورداستفاده، ترکیب محصولات فولادی، فناوری کنترل عملیات و کارایی مواد متفاوت است.

حدود ۸۹ درصد انرژی ورودی BF-BOF از زغال‌سنگ، ۷ درصد از برق، ۳ درصد از گاز طبیعی و ۱ درصد از سایر گازها و منابع تأمین می‌شود. در مسیر EAF، انرژی ورودی از زغال‌سنگ ۱۱ درصد، از برق ۵۰ درصد، از گاز طبیعی ۳۸ درصد و ۱ درصد از منابع دیگر است.

ورودی‌های انرژی به‌عنوان عوامل احیاکننده

کک که از کربوریزه کردن (گرم شدن در غیاب اکسیژن در دماهای بالا) زغال‌سنگ ساخته می‌شود، عامل کاهنده اولیه سنگ‌آهن است؛ همچنین از سوخت‌های دیگر برای جایگزینی بخشی از کک استفاده می‌شود.

محصولات جانبی گازی

گازهای تولیدشده در کوره کک، کوره بلند (BF) و کوره اکسیژن قلیایی (BOF) مورد استفاده قرار می‌گیرد که باعث صرفه‌جویی در سوخت فسیلی اضافی و منابع انرژی می‌شود. این منابع معمولاً بیش از ۶۰ درصد انرژی موردنیاز کارخانه فولاد را تأمین می‌کنند و به‌عنوان جایگزین مستقیم سوخت یا برای تولید برق استفاده می‌شوند. به‌طور متناوب، گازها را می‌توان برای تولید برق استفاده یا به خارج از محل صادر کرد. فقط درصورتی‌که هیچ گزینه استفاده دیگری در دسترس نباشد، مشعل‌سوزی (فلر) می‌شوند.

صرفه‌جویی فولاد در انرژی در طول چرخه عمر محصول

درحالی‌که محصولات فولادی برای تولید نیاز به انرژی دارند، در طول چرخه عمر محصول، گاهی اوقات بیشتر از انرژی مصرف‌شده در طول تولیدشان باعث صرفه‌جویی در انرژی می‌شوند. به‌عنوان مثال، طی ۲۰ سال، یک توربین بادی سه مگاواتی می‌تواند ۸۰ برابر بیشتر از آنچه در تولید و نگهداری مواد مورداستفاده در آن انرژی صرف شده است، انرژی ارائه دهد.