مسارات خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية.. الهيدروجين واحتجاز الكربون الأعلى تكلفة

يمثّل خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية عنصرًا حاسمًا لأهداف البلاد المتعلقة بالحياد الكربوني بحلول 2050؛ فالصناعة وحدها تشكّل نحو 13% من إجمالي الانبعاثات الوطنية؛ نظرًا لاعتمادها على الفحم في عمليات الصهر والاختزال.

ومع احتدام المنافسة العالمية، بات خفض انبعاثات صناعة الصلب معيارًا مهمًا للحفاظ على صادرات البلاد وتعزيز قدرتها التنافسية في الأسواق العالمية.

وخلال عام 2024، احتلّت اليابان المركز الثالث عالميًا من حيث إنتاج الصلب الخام، لكنها تعاني من ضعف الطلب المحلي الناتج عن تراجع السكان، حيث تراجع إنتاجها من 120.2 مليون طن في 2007 إلى 84 مليون طن في 2024.

على النقيض، ينمو الطلب العالمي على الصلب، مع ارتفاع الاستهلاك والعرض في الاقتصادات النامية، مثل الهند والصين، اللتين استثمرتا بقوة لتعزيز القدرات الإنتاجية بهدف دعم مشروعات البنية التحتية والتصنيع.

وفي هذا السياق، حدّد تقرير حديث -اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة- مجموعة من الخطوات لخفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية، وتسريع إزالة الكربون من القطاع.

صناعة الصلب في اليابان

تعتمد صناعة الصلب عالميًا على مسارين رئيسين للإنتاج، وهما:

• الإنتاج عبر فرن الصهر وفرن الأكسجين القاعدي (BF-BOF)، الذي استحوذ على نحو 71% من الإنتاج العالمي للصلب الخام في 2023، بينما يعتمد 74% من الإنتاج الياباني على هذا المسار.
• الإنتاج بالاختزال المباشر وفرن القوس الكهربائي (DR-EAF) يصدر 1.4 طن متري من ثاني أكسيد الكربون لكل طن صلب، مقابل 2.2 طن للأفران التقليدية، ولم تعتمد اليابان بعد هذه التقنية على نطاق تجاري بسبب ارتفاع تكلفة الغاز.

وكلتا الطريقتين تعتمدان على الوقود الأحفوري لتوفير الحرارة ولعملية الاختزال، أمّا الإنتاج الثانوي (الاعتماد على الخردة المعدنية) فيهيمن عليه الأفران الكهربائية (EAF).

ويواجه مسار خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية تحديات مع هيمنة فرن الصهر وفرن الأكسجين القاعدي على الإنتاج، حيث يمثّل الأكثر كثافة للكربون بين جميع أساليب الإنتاج.

وفي عام 2024، شكّل الفحم المستعمل في إنتاج الصلب عبر هذه الأفران قرابة 93% من إجمالي الانبعاثات المباشرة للوقود، وفق ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

ومحليًا، يُستهلك الصلب الياباني في قطاعي البناء والسيارات، اللذين يمثّلان أكبر المستهلكين.

وأوضح التقرير الصادر عن شركة أبحاث بلومبرغ نيو إنرجي فايننس أن خفض الانبعاثات من هذه الأصول الحالية سيكون مهمًا لخفض إجمالي انبعاثات البلاد.

مسار خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية

عالميًا، يزداد الإجماع بين الحكومات والشركات المصنّعة على ضرورة التحول نحو خفض انبعاثات صناعة الصلب، من خلال:

• تحديث الأفران التقليدية بأنظمة احتجاز الكربون.
• الأفران التقليدية مع استعمال الكتلة الحيوية.
• الإنتاج بالاختزال المباشر وفرن القوس الكهربائي.
• الإنتاج بالاختزال المباشر وفرن القوس الكهربائي مع احتجاز الكربون وتخزينه.
• الإنتاج بالاختزال المباشر وفرن القوس الكهربائي القائم على الهيدروجين.

ويتطلب خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية الاعتماد على حلول نظيفة للحدّ من الطرق التقليدية، التي تصدر كميات ضخمة من ثاني أكسيد الكربون.

ورغم أن الأفران التقليدية أرخص مسار لإنتاج الصلب في ظل غياب تسعير للكربون، تبرز الأفران الكهربائية المعتمدة على الخردة المعدنية والطاقة المتجددة كونها خيارًا واعدًا.

وتشير بيانات بلومبرغ نيو إنرجي فايننس إلى أن إنتاج طن من الصلب عبر هذه الأفران قد يكلّف 720 دولارًا بحلول 2030، أي أعلى بنسبة 18% مقارنة بالأفران التقليدية، لكنها تكاد تخلو من الانبعاثات.

أمّا مسارات الإنتاج المعتمدة على الهيدروجين أو تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه فتظل باهظة التكلفة، حيث تتجاوز تكلفة إنتاج الطن الواحد 1000 دولار بحلول 2030، ولا تُتوقَّع قدرتها على المنافسة من حيث التكلفة قبل عام 2050.

ويمكن بدء خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية عبر تعزيز إنتاج الصلب باستعمال أفران القوس الكهربائي المعتمدة على الخردة، وهو أحد أكثر الخيارات الاقتصادية لإنتاج الصلب منخفض الانبعاثات.

وأضاف التقرير أنه يمكن للحكومة اليابانية تعزيز صناعة الصلب منخفضة الكربون عبر سياسات توجيه خردة الصلب المُصدرة حاليًا نحو الإنتاج المحلي، إلى جانب تشغيل هذه الأفران بالطاقة النظيفة.

وبذلك، يمكن أن يصل إجمالي خفض الانبعاثات إلى 23.7 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون، بحسب ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

تحديات صناعة الصلب اليابانية وأبرز الحلول

تواجه صناعة الصلب اليابانية ضغوطًا نتيجة تطبيق آلية تعديل حدود الكربون الأوروبية وصعود الصين في سوق تقنيات إنتاج الصلب منخفض الكربون.

ويرسم تقرير بلومبرغ نيو إنرجي فايننس خريطة طريق تشمل 4 خطوات رئيسة لتسريع خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية، وهي:

• وضع معايير موحّدة للصلب الأخضر.
• تعزيز استعمال الأفران الكهربائية.
• تعزيز سوق الكربون.
• تعزيز الطلب على الصلب منخفض الانبعاثات.

إلى جانب ذلك، يجب التخطيط طويل المدى للبُنية التحتية وسلاسل التوريد، إلى جانب توفير كهرباء نظيفة بتكلفة مستقرة، وبُنية تحتية كافية لإعادة تدوير الصلب لتجنُّب أيّ تقلبات في المستقبل.
موضوعات متعلقة..

• صادرات الصلب في الهند تتأثر بانخفاض إنتاج الفحم ونقص الهيدروجين (تقرير)
• استعمال الهيدروجين الأزرق في صناعة الصلب أمل زائف.. لماذا؟ (دراسة)

اقرأ أيضًا..

• سوق توربينات الرياح البرية بين الصين والغرب.. تكاليف متباينة وإستراتيجيات متقاربة (تقرير)
• استثمارات شبكات الكهرباء العالمية قد تتجاوز 470 مليار دولار لأول مرة
• رفع توقعات الطلب على الكهرباء في مراكز البيانات الأميركية بنسبة 36% (تقرير)

المصدر:

1. مسارات خفض انبعاثات صناعة الصلب اليابانية، من بلومبرغ نيو إنرجي فايننس