اکنون تلاش‌های کربن‌زدایی در سرتاسر جهان در حال افزایش است، و از آنجایی که کشورها شروع به اعمال محدودیت‌های صادراتی جدید برای دستیابی به اهداف اصلی کربن صفر می‌کنند، قراضه آهنی به سرعت در حال تبدیل شدن به یک کالای مورد تقاضا است.
ضایعات فولاد در ایجاد یک اقتصاد چرخشی حیاتی است
مصرف جهانی قراضه آهنی برای تولید فولاد به دلائل افزایش تلاش‌ها برای کاهش ردپای زیست‌محیطی صنعت و افزایش پیش‌بینی‌شده در سهم کوره قوس الکتریکی (EAF) در حال افزایش است.
بخش فولاد حداقل 7 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای جهان را به خود اختصاص می دهد. با افزایش تقاضای جهانی فولاد تا سال 2050 به حدود 2.6 میلیارد تن، انتقال به اقتصاد کم کربن مستلزم تغییر در نحوه تولید فولاد است. بخشی از مسیر کربن زدایی فولاد از طریق افزایش استفاده از قراضه است. امروزه حدود 30 درصد فولاد از طریق بازیافت ضایعات تولید می شود و پیش بینی می شود این سهم تا سال 2050 به 50 درصد افزایش یابد.
فولاد عمدتاً از طریق دو فرآیند اصلی ساخته می‌شود: فرآیند کوره بلند (BF-BOF) که از کک برای تولید آهن از سنگ معدن استفاده می‌کند و فرآیند کوره قوس الکتریکی (EAF). این دو روش اغلب به عنوان فرآیندهای “اولیه” و “ثانویه” نامیده می‌شوند که ضایعات و فولاد بازیافتی را ذوب می‌کنند. فرآیند BF-BOF متداول‌ترین فرآیند فولادسازی و متداول‌ترین فرآیند تولید گازهای گلخانه‌ای است که 90 درصد تولید به زغال سنگ متکی است. انتشار از EAF های مبتنی بر قراضه عمدتا غیر مستقیم است. در این روش گازهای گلخانه ای توسط کارخانه فولاد تولید نمی‌شود، بلکه توسط ژنراتورهای برق تولید می‌شود که برق کوره‌ها را تامین می‌کنند. اگر برق مورد استفاده در این فرآیند از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر تولید شود، این مسیر تولید می‌تواند انتشار CO2 بسیار کمی داشته باشد. هنگام استفاده از الکتریسیته خاکستری به عنوان ورودی انرژی، فولادسازی ضایعاتی EAF حدود 0.67 تن CO2 به ازای هر تن ریخته گری فولاد خام منتشر می‌کند، در مقابل 2.32 تن در مورد فولادسازی BF-BOF. شدت تولید کربن هنگام استفاده از برق سبز بسیار کمتر است.
قراضه نه تنها نقش کلیدی در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای صنعت دارد، بلکه در کاهش مصرف منابع نیز نقش دارد. بر اساس محاسبات Worldsteel، هر تن قراضه مورد استفاده برای تولید فولاد از انتشار 1.5 تن CO2 و مصرف 1.4 تن سنگ آهن، 740 کیلوگرم زغال سنگ و 120 کیلوگرم سنگ آهک جلوگیری می کند.
بخش فولاد نیز جایگزین‌هایی برای کارخانه‌های BF-BOF و EAF دارد. که کارخانه‌های آهن کاهش‌یافته مستقیم (DRI) هستند. این کارخانه‌ها از گاز طبیعی استفاده می‌کنند و در نهایت هیدروژن سبز ساخته شده از انرژی‌های تجدیدپذیر به جای زغال سنگ استفاده می‌کنند. با این حال، در حال حاضر، EAF مبتنی بر ضایعات فولادی دارای کمترین ردپای کربن در بین فناوری‌های فولادسازی است – حداقل تا زمانی که فناوری DRI در استفاده از هیدروژن پیشرفت کند.
رشد تولید جهانی فولاد EAF منجر به افزایش استفاده از قراضه می‌شود
تولید فولاد در سراسر جهان به طور فزاینده ای به سمت کوره های قوس الکتریکی می رود. سهم EAF در تولید جهانی فولاد از 25 درصد به 28 درصد بین سال‌های 2015 تا 2022 افزایش یافته است و انتظار می‌رود با توجه به اینکه فولادسازان در سراسر جهان به دنبال انتقال به فرآیندهای فولادسازی سبزتر هستند، بیشتر افزایش یابد. این امر پیامدهای قابل توجهی برای بازار قراضه فولاد دارد زیرا رقابت برای مواد خام همچنان در حال رشد است.
تولید جهانی فولاد قوس الکتریکی در 2015-2022
سهم EAF در تولید فولاد خام در سال 2022
در بین مناطق، تولید فولاد برقی‌ترین تولید در خاورمیانه است، جایی که 95 درصد ظرفیت فولاد را کارخانه‌های فولاد برقی تشکیل می‌دهند. در ایالات متحده، این سهم در سال 2022 69٪ بود، در حالی که در اتحادیه اروپا به 43.7٪ رسید.
چین به‌عنوان بزرگترین تولیدکننده فولاد جهان، 9.5 درصد عقب‌تر است، اما ظرفیت خود را در این زمینه به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. این کشور قصد دارد تا سال 2025 سهم فولاد خود را از EAF به 15 درصد افزایش دهد، زیرا تلاشی برای کاهش انتشار کربن دارد و اشتهای خود را برای ضایعات آهنی افزایش می‌دهد. این کشور قصد دارد تا سال 2060 به بی طرفی کربن دست یابد.
در هند، دومین تولیدکننده بزرگ فولاد جهان، این سهم در سال‌های اخیر رو به افزایش بوده است. در سال 2022، بیش از 54 درصد فولاد کشور از EAF تولید می‌شد. بخش فولاد هند در مقایسه با میانگین جهانی از شدت انرژی بالاتری برخوردار است. با هدف ملی انتشار خالص صفر تا سال 2070 و رشد تقاضای فولاد هند، سرمایه گذاری در ظرفیت کوره بلند جدید در سال‌های اخیر افزایش یافته است.
بزرگترین تولید کننده فولاد به طور طبیعی بزرگترین مصرف کننده قراضه است. همانطور که داده‌های اداره بازیافت بین المللی (BIR) نشان می‌دهد، سال گذشته چین 215.31 میلیون تن قراضه مصرف کرد که 4.8 درصد کمتر از سال قبل بود. همچنین کاهش تولید فولاد خام این کشور (-1.7 درصد به 1018.0 میلیون تن) در بحبوحه ضعف در بخش املاک و مستغلات مشاهده شد.
چرخه عمر فولاد
فولاد یکی از مواد با قابلیت بازیافت زیاد است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان آن را بدون از دست دادن خواص خود به طور مکرر بازیافت کرد. امروزه حدود 90 درصد محصولات فولادی در پایان عمر خود بازیافت و برای تولید فولاد جدید بازیافت می‌شوند. در تئوری، تمام فولادهای جدید می‌توانند با استفاده از فولاد بازیافتی ساخته شوند، زیرا خواص آن در طول فرآیند بازیافت دست نخورده باقی می‌مانند. با این حال، این امر در حال حاضر به دلیل کمبود قراضه امکان پذیر نیست. در سطح جهانی، تولید فعلی فولاد سه برابر بیشتر از عرضه قراضه موجود است.
میانگین طول عمر محصولات فولادی می‌تواند متفاوت باشد، از تنها چند هفته برای بسته بندی فولادی تا 100 سال برای ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها. به طور متوسط، یک محصول فولادی حدود 40 سال عمر می‌کند. تنها با منسوخ شدن بیشتر محصولات فولادی، جهان می‌تواند فولاد بازیافتی بیشتری تولید کند.
طبق محاسبات ورد استیل، رشد مستمر تقاضای فولاد به این معنی است که بعید است صنعت بتواند در این قرن به تولید کاملاً مبتنی بر قراضه تبدیل شود.
تولید جهانی فولاد در اوایل قرن بیست و یکم رشد قابل توجهی را تجربه کرد که عمدتاً ناشی از توسعه چین بود. همانطور که مواد فولادی بیشتری به پایان عمر مفید خود می‌رسند، انتظار می‌رود در دسترس بودن فولاد قراضه از اواسط دهه 2020 به بعد افزایش یابد. بر اساس برآوردهای Worldsteel، در دسترس بودن قراضه آهنی در جهان تقریباً 400 میلیون تن در سال 2019 بود. پیش بینی می‌شود تا سال 2030، دسترسی جهانی قراضه پایان عمر به حدود 600 میلیون تن برسد – و تا سال 2050، تقریباً 900 میلیون تن.
در عین حال، طبق داده‌های موسسه تحقیقاتی POSCO، تقاضای جهانی برای قراضه فولاد تا سال 2030 به 778 میلیون تن می‌رسد. تا سال 2050، ضرب الاجلی که چندین تولیدکننده جهانی فولاد برای دستیابی به اهداف بی‌طرفی کربن تعیین کرده‌اند، تقاضای جهانی به 964 میلیون تن خواهد رسید.
پتانسیل اصلی منابع قراضه در کشورهای آسیایی است. در اتحادیه اروپا، آمریکای شمالی و ژاپن، منابع قراضه رشد قابل توجهی نشان نخواهند داد، در حالی که تقاضا همچنان رو به افزایش خواهد بود. به همین دلیل است که روند محدودیت‌های صادرات ضایعات فولاد در سطح جهان رو به افزایش است.
محدودیت ها در تجارت قراضه در بحبوحه حرکت کربن زدایی افزایش می‌یابد
تعداد فزاینده محدودیت‌های تجاری در مورد قراضه، نشانگر خوبی از ارزش فزاینده آن در تلاش جهانی کربن زدایی است. کشورهای بیشتری برای محافظت از این ماده خام ممنوعیت‌های صادراتی را اعمال می‌کنند زیرا تولید قوس الکتریکی کم کم به فناوری پیشرو در تولید فولاد تبدیل می‌شود.
محدودیت صادرات قراضه آهنی
بر اساس داده‌های سازمان همکاری اقتصادی و توسعه (OECD)، صادرات قراضه آهن به طور فعال در آفریقا، کشورهای خاورمیانه و شمال آفریقا و آسیا محدود شده است. اینها کشورهایی با مصرف کم فولاد و منابع ناکافی قراضه هستند. عوارض صادرات رایج‌ترین ابزار است، اما ممنوعیت صادرات تقریباً به اندازه عوارض استفاده می‌شود، همانطور که در داده‌های OECD نشان داده شده است.
در اتحادیه اروپا، پارلمان اروپا پیشنهادی را برای بازنگری در مقررات حمل و نقل زباله (WSR) در اوایل سال جاری تصویب کرد. طبق اصلاحات WSR، از سال 2025، صادرات ضایعات ایمن برای بازیافت – به ویژه ضایعات فلزات آهنی و غیرآهنی – به کشورهای خارج از OECD تنها در صورتی مجاز خواهد بود که آن کشورها درخواست رضایت دهند و توانایی خود را نشان دهند. برای مدیریت موثر زباله کمیسیون اروپا نیز به دقت بر صادرات زباله به کشورهای عضو OECD نظارت خواهد کرد. در نتیجه، همانطور که توسط انجمن بین‌المللی تولیدکنندگان و صادرکنندگان میلگرد (IREPAS) نشان داده شده است، اتحادیه اروپا می‌تواند تنها ظرف پنج سال از یک صادرکننده خالص قراضه به یک واردکننده خالص قراضه تبدیل شود.
اتحادیه اروپا بزرگترین صادرکننده قراضه در جهان است. سال گذشته، این بلوک با وجود کاهش 9.4 درصدی سال به سال در حجم حمل و نقل به 17.596 میلیون تن، موقعیت خود را حفظ کرد. بر اساس گزارش BIR، خریدار اصلی ترکیه (-18.9٪ به 10.563 میلیون تن) بود.
محدودیت‌ها در اروپا احتمالاً عواقب قابل توجهی برای بازار جهانی قراضه خواهد داشت. در حال حاضر 25 درصد از صادرات قراضه اتحادیه اروپا به کشورهای غیر OECD می‌رود و این حجم صادرات احتمالاً به دلیل مقررات کاهش می‌یابد.
ترکیه به عنوان یکی از اعضای OECD و بزرگترین واردکننده ملی قراضه آهنی از طریق دریا، می‌تواند از WSR بهره‌مند شود و رقابت برای این مواد را کاهش دهد. این کشور با واردات بیش از 20 میلیون تن در سال گذشته (کاهش 16.5 درصدی نسبت به سال قبل) بزرگترین واردکننده ملی قراضه آهنی از طریق دریا باقی مانده است و ایالات متحده به عنوان تامین کننده اصلی آن (با افزایش 4.9 درصدی به 3.953 میلیون تن) رسیده است. داده‌ها از BIR انتظار می‌رود ترکیه در درازمدت واردکننده خالص قراضه باقی بماند، زیرا عرضه قراضه داخلی آن برای برآوردن ظرفیت تولید قوس الکتریکی بسیار محدود است. این کشور عمدتاً از طریق فرآیند قوس الکتریکی فولاد تولید می‌کند. در سال 2022، سهم این کشور از قوس الکتریکی در تولید فولاد خام 71.5 درصد بود.
هند به عنوان دومین واردکننده بزرگ قراضه فولاد و عضو غیر OECD، قصد دارد بعد از چین به بزرگترین تولیدکننده فولاد تبدیل شود. این کشور در حال حاضر بیش از 50 درصد به تولید قوس الکتریکی متکی است و بنابراین می‌تواند به شدت تحت تأثیر WSR قرار گیرد. هند در سال گذشته 1.373 میلیون تن قراضه آهنی از اتحادیه اروپا وارد کرد که نسبت به سال قبل 156 درصد افزایش داشت. این کشور قصد دارد سالانه حدود 30 میلیون تن مواد خام فولادی را تا سال 2030 وارد کند تا چشم انداز دولت برای دستیابی به 300 میلیون تن ظرفیت فولاد در سال برآورده شود.
اصلاح قانون مواد خام حیاتی اتحادیه (CRMA) همچنین می‌تواند منجر به دسته‌بندی ضایعات آهنی به عنوان یک ماده محافظت‌شده، همراه با سایر مواد استراتژیک مانند لیتیوم، مس، کبالت و نیکل شود که همگی در تحول انرژی سبز کلیدی هستند.
افزودن ضایعات آهنی به عنوان یک ماده خام حیاتی، آن را تحت قوانین اتحادیه اروپا بسیار محافظت می‌کند. اگر ضایعات آهنی به فهرست نهایی CRMA اضافه شود، ادامه صادرات این مواد، از جمله برای خریداران داخل OECD مانند ترکیه، چالش برانگیز خواهد بود.
به عنوان بخشی از CRMA، اتحادیه اروپا اهدافی را برای منطقه تعیین کرده است که 10 درصد از مواد خام حیاتی مصرفی خود را استخراج، 25 درصد دیگر را بازیافت کند و این را تا 40 درصد از نیازهای خود تا سال 2030 افزایش دهد. پس باید افزایش قابل توجهی در بازیافت مواد خام موجود در زباله‌ها باشد. توافقنامه سیاسی اکنون باید به طور رسمی توسط پارلمان و شورا تصویب شود تا به قانون تبدیل شود. در همین حال، اتحادیه اروپا همچنین تصمیم گرفته است که قراضه را از محدوده مکانیسم تنظیم حد کربن مستثنی کند، که مانع از ورود فلزات می‌شود.
تجارت قراضه آهنی از طریق دریا احتمالاً کاهش بیشتری خواهد داشت
حجم تجارت قراضه آهنی از طریق دریا احتمالاً کاهش بیشتری خواهد یافت زیرا کشورهای بیشتر و بیشتری قوانینی را برای حفظ قراضه تولید شده در داخل مرزهای خود برای مصارف داخلی معرفی می کنند. همانطور که داده های BIR نشان می دهد، تجارت جهانی فولاد بازیافتی – از جمله تجارت در اتحادیه اروپا – در سال گذشته به 97.6 میلیون تن رسید که 14.9 درصد نسبت به سال 2021 کاهش داشت.
تجارت صادرات فولاد بازیافتی در اتحادیه اروپا در سال 2022 به 26.445 میلیون تن رسید که نسبت به سال قبل 10.4 درصد کاهش داشت. همچنین کاهشی در محموله‌های فولاد بازیافتی به خارج از ایالات متحده در سال گذشته مشاهده شد که با کاهش 2.4 درصدی به 17.476 میلیون تن رسید – اگرچه این کشور دومین صادرکننده بزرگ فولاد بازیافتی در جهان باقی ماند.
اکثر صادرکنندگان پیشرو جهان صادرکنندگان اصلی خالص فولاد بازیافتی هستند. به عنوان مثال، مازاد صادرات سال گذشته برای اتحادیه اروپا 13.7 میلیون تن و برای ایالات متحده 12.8 میلیون تن بود (بر اساس داده های BIR).
تقاضا برای قراضه آهنی در بحبوحه تمرکز فزاینده بر روی این ماده به عنوان یک ماده خام کلیدی در فرآیند تولید فولاد کم کربن به رشد خود ادامه خواهد داد. ضایعات فولاد جایگاه اساسی در حرکت کربن زدایی به سمت ایجاد یک اقتصاد چرخشی دارد. سال گذشته، نسبت فولاد بازیافتی مورد استفاده در تولید فولاد خام به 22 درصد در چین، 58 درصد در اتحادیه اروپا، 70 درصد در ایالات متحده و به 37 درصد در ژاپن افزایش یافت.
کارخانه های فولاد به دنبال تامین قراضه هستند
برای تولید فولاد کم کربن، کارخانه‌های فولاد در سراسر جهان به عنوان بخشی از استراتژی برای دسترسی مطمئن به مواد خام، بازیافت‌های قراضه را خریداری کرده‌اند، زیرا تقاضا در بحبوحه کاهش کربن‌زدایی همچنان در حال افزایش است.
در ایالات متحده، بزرگترین فولادساز کشور، Nucor، دارایی های Garden Street Iron & Metal را به نمایندگی از شرکت فرعی بازیافت خود، River Metals Recycling خریداری کرده است. سال گذشته، استیل داینامیکس Roca Acero، یک شرکت بازیافت فلزات مکزیکی را به عنوان بخشی از استراتژی خرید مواد خام خود خریداری کرد. در اروپا، ArcelorMittal در پایان سال گذشته، Zlomex مستقر در لهستان را خریداری کرد. این معامله لهستانی چهارمین خرید ضایعاتی بود که ArcelorMittal در اروپا در سال 2022 انجام داد. این فولادساز به طور قابل توجهی نیاز به ضایعات خود را افزایش می دهد، زیرا به دنبال تغییر بخش عمده ظرفیت فولادسازی اروپایی خود از یک کوره بلند اولیه به یک کوره قوس الکتریکی است.
ما انتظار داریم که ادغام عمودی در صنعت فولاد ادامه یابد، زیرا کارخانه‌های فولاد به دنبال تضمین دسترسی به ضایعات فولادی مورد نیاز برای فولادسازی با انتشار کم کربن هستند، که به نوبه خود ادغام و خرید را به جلو می‌برد.
