على شريط من الأرض في شمال السويد، ليس بعيدًا عن الدائرة القطبية الشمالية، تتشكل منشأة جديدة يمكن أن تساعد في إحداث ثورة في واحدة من أقذر الصناعات على وجه الأرض: صناعة الصلب.
وبحلول عام 2026، إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها، فإن الموقع الواقع خارج بودن سوف يمتلئ بالمباني الصناعية المطلية باللون الأبيض والفضي والأسود – وهي ألوان تعكس جبال المنطقة وبحيراتها – وأبراج ضخمة مبنية بالطوب الأحمر.
سيكون هذا المجمع أول مشروع واسع النطاق لـ “الصلب الأخضر” في العالم، وفقًا لشركة H2 Green Steel، الشركة السويدية التي تقف وراء المصنع الذي تبلغ قيمته مليارات الدولارات.
فبدلاً من حرق الفحم، سوف تستخدم “الهيدروجين الأخضر” المنتج بالكهرباء المتجددة. وتقول الشركة إن عمليتها ستخفض التلوث الكربوني بنسبة 95% مقارنة بصناعة الصلب التقليدية، وتهدف إلى إنتاج 5 ملايين طن متري من الفولاذ الأخضر بحلول عام 2030.
وسوف يمثل ذلك خطوة أخرى نحو إصلاح قطاع الصلب، ولكن الطريق إلى تنظيف هذه الصناعة الملوثة هو طريق صعب.
يعد الفولاذ أحد المواد الأكثر استخدامًا في العالم، وهو ضروري لكل شيء بدءًا من المباني والجسور والسيارات والثلاجات وحتى البنية التحتية للطاقة المتجددة مثل توربينات الرياح. يستهلك العالم كمية هائلة – ما يقرب من 2 مليار طن متري كل عام.
تكمن المشكلة في أن صناعة الصلب متعطشة للطاقة بشكل لا يصدق وتظل تعتمد بشكل كبير على الفحم، وهو الوقود الأحفوري الأكثر تلويثًا. وتمثل هذه الصناعة ما بين 7٪ إلى 9٪ من التلوث الكربوني العالمي، ويبدو أن تأثيرها سيزداد سوءا، حيث من المتوقع أن يقفز الطلب بنسبة 30٪ بحلول عام 2050.
تتعرض الصناعة لضغوط هائلة لتنظيف نفسها. وتعلق آمال كثيرة على التكنولوجيات الجديدة، مع التركيز بشكل خاص على الاستعاضة عن الفحم بالهيدروجين الأخضر.
في حين أن مشاريع مثل H2 Green Steel تظهر زخما متزايدا، يقول الخبراء إن الوتيرة بطيئة للغاية.
ولا تزال مصانع الصلب الجديدة التي تعمل بالفحم تخضع للموافقة والتطوير على مستوى العالم، وهو ما من شأنه أن يؤدي إلى احتجاز المزيد من الانبعاثات خلال عقود من الزمن، حتى في الوقت الذي يسعى فيه العالم جاهداً لتجنب تغير المناخ الكارثي.
وقال محمد عطويفي، الباحث في جامعة برينستون والمتخصص في استخدام الهيدروجين الأخضر في الصناعات الثقيلة: “القطاع ليس على الطريق الصحيح”.
صناعة قذرة
وصناعة الصلب تنتج كميات كبيرة من الكربون في كل مرحلة من مراحلها، بدءاً من استخراج خام الحديد الخام، الذي يتم نقله في الأغلب بواسطة شاحنات تعمل بالديزل.
لكن الجزء الأكثر تلويثًا للمناخ هو تحويل خام الحديد إلى فولاذ.
على الصعيد العالمي، يتم إنتاج معظم الفولاذ باستخدام أفران عالية يتم تسخينها إلى درجات حرارة عالية جدًا عن طريق حرق الفحم. يتم خلط خام الحديد مع فحم الكوك – الفحم الذي تم تسخينه لإزالة الشوائب – وإلقائه في الجزء العلوي من الفرن العالي لإنتاج الحديد المنصهر، والذي تتم معالجته بعد ذلك إلى الفولاذ.
هناك طريقة أخرى أكثر مراعاة للبيئة لصنع الفولاذ والتي بدأت تترسخ: فرن القوس الكهربائي.
هذه هي الطريقة التي يتم بها تصنيع حوالي 70% من الفولاذ في الولايات المتحدة، وذلك باستخدام الكهرباء لصهر المعدن لصنع الفولاذ. يمكن تغذية أفران القوس الكهربائي بخردة الفولاذ بنسبة 100%، مقارنة بالأفران العالية التي يمكنها عادةً التعامل مع حوالي 30% من الخردة.
تنتج هذه الطريقة تلوثًا أقل لتسخين الكوكب، وانبعاثات أقل بنسبة 78٪ تقريبًا من الفولاذ المصنوع من الأفران العالية، وفقًا لدراسة أجريت بتكليف من مجموعة صناعة الصلب.
لكن مدى ملاءمة هذه العملية للمناخ يعتمد على الكهرباء التي تزودها بالطاقة الخضراء أيضًا.
وقال عطويفي إن هناك أيضًا حدًا لكمية خردة الفولاذ المتوفرة، “لذلك يتعين علينا أيضًا استخدام مسارات أخرى منخفضة الكربون، مثل الهيدروجين النظيف”.
الهيدروجين الأخضر
إن الجهود الرامية إلى استبدال الفحم – الطريقة الأسرع والأرخص حاليا لإنتاج الصلب – بالهيدروجين الأخضر تكتسب المزيد من الأرض.
يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق تقسيم جزيئات الماء في عملية تغذيها الطاقة المتجددة. ولتصنيع الفولاذ الأخضر، يتم استخدام هذا الهيدروجين النظيف لتقليل خام الحديد، والذي يتم بعد ذلك صهره مع خردة الفولاذ في فرن القوس الكهربائي.
حيث أن استخدام الفحم يضخ التلوث الكربوني، فإن الهيدروجين ينتج بخار الماء فقط.
H2 Green Steel ليست الشركة الوحيدة التي تحاول توسيع نطاق هذه التكنولوجيا. يعد شمال السويد أيضًا موطنًا لمصنع HYBRIT التجريبي للصلب الأخضر، والذي يعد خطوة للأمام.
في عام 2021، قامت شركة HYBRIT بما قالت إنه أول تسليم من الصلب الأخضر على الإطلاق إلى أحد العملاء، شركة صناعة السيارات فولفو. وتقول الشركة إنها تخطط للإنتاج على المستويات التجارية بحلول عام 2026.
ولا توجد حتى الآن منشآت للصلب تستخدم الهيدروجين الأخضر في الولايات المتحدة، ولكن في مارس/آذار، أعلنت إدارة بايدن أنها ستخصص 6 مليارات دولار لإزالة الكربون من الصناعات الثقيلة، بما في ذلك الصلب.
ومن المقرر أن يذهب حوالي 500 مليون دولار من التمويل إلى شركة كليفلاند كليفس، وهي شركة تصنيع الصلب ومقرها أوهايو، والتي قالت إنها ستستبدل الفرن العالي الموجود في مصنعها في ميدلتاون بمصنع “جاهز للهيدروجين” تم إنشاؤه لاستخدام الغاز الطبيعي والهيدروجين. أو مزيج من الاثنين معا.
ومن المقرر أن يتم تخصيص 500 مليون دولار أخرى لشركة SSAB، وهي شركة سويدية عملاقة للصلب وإحدى الشركات التي تقف وراء شركة HYBRIT، لاستكشاف تطوير مصنع لصناعة الحديد باستخدام الهيدروجين الأخضر في ولاية ميسيسيبي.
قال مارتن بي، كبير مسؤولي التكنولوجيا في SSAB، إن هناك الكثير من الشكوك حول عملية صناعة الفولاذ الهيدروجيني الأخضر عندما تم إطلاق HYBRIT لأول مرة في عام 2016.
وقال باي لشبكة CNN: “كان الناس قلقين بشأن عدم وجود ما يكفي من الكهرباء (لإنتاج الهيدروجين)، وأنه سيكلف الكثير، ولا أحد يريد دفع المزيد مقابل ذلك، أو ما إذا كانت هذه التكنولوجيا ستعمل”. وهو يعتقد أن مشروع HYBRIT يثبت خطأهم.
وقالت شاثوريكا جاماج، مديرة برنامج الصناعات المتوافقة مع المناخ في معهد روكي ماونتن للأبحاث، إن SSAB، جنبًا إلى جنب مع منتج خام الحديد LKAB وشركة الطاقة المملوكة للدولة Vattenfall – الشركتان الأخريان اللتان تقفان وراء HYBRIT، قامتا “بالعناية الفنية الواجبة”. “وساعد في إظهار أنه من الممكن إنتاج فولاذ عالي الجودة بهذه الطريقة.
لكن الخبراء يقولون إن توسيع نطاق هذه التكنولوجيا لن يكون بالأمر السهل.
وقالت كايتلين سواليك، الباحثة ومديرة برنامج الصناعات الثقيلة في Global Energy Monitor، إنه في حين أن الزخم وراء الصلب الأخضر يتزايد باطراد، إلا أن الصناعة لديها الكثير من العقبات التي يتعين عليها تجاوزها.
النفقة كبيرة. يعد تصنيع الفولاذ باستخدام الهيدروجين أكثر تكلفة – تشير بعض التقديرات إلى أنه أكثر تكلفة بنسبة تصل إلى 30% من الفولاذ التقليدي – لذلك يجب أن يكون العملاء على استعداد لدفع المزيد.
ويقول بي إن السوق جاهز لذلك. وقال: “العديد من الشركات مستعدة لدفع قسط معين”، مشيراً إلى أن شركة HYBRIT وقعت بالفعل حوالي 55 اتفاقية للتسليم المستقبلي للصلب الأخضر، بدءاً من عام 2026.
ولكن هناك أيضًا التحدي المتمثل في إنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين الأخضر، الأمر الذي سيتطلب كميات هائلة من الطاقة المتجددة.
والسويد مناسبة تمامًا لتجربة هذه التكنولوجيا بفضل حصولها على طاقة الرياح والطاقة الكهرومائية الوفيرة والنظيفة، لكن البلدان الأخرى ستحتاج إلى إضافة المزيد من مصادر الطاقة المتجددة إلى شبكاتها لتشغيل هذه العملية بشكل نظيف.
سوف يتطلب الأمر استثمارات ضخمة لاستبدال الأفران العالية التي تعمل بالفحم في العالم. يقول محللون اقتصاديون إن إزالة الكربون من الحديد والصلب قد تكلف حوالي 1.4 تريليون دولار بحلول منتصف القرن.
وسوف يستغرق الأمر بعض الوقت أيضًا؛ يمكن أن تستمر الأفران العالية لعقود. وقال فيليب فيربورت، الباحث في معهد بوتسدام لأبحاث تأثير المناخ، إنه مع وصولها إلى نهاية عمرها الافتراضي – كما سيفعل الكثيرون بحلول عام 2030 – لا ينبغي استبدالها بأفران صهر جديدة. وقال لشبكة CNN: “من المهم الآن كسر دورة هذه الاستثمارات طويلة الأجل وطويلة الأمد في الصناعة”.
في الوقت الحالي، لا يزال العالم يعتمد بشكل كبير على الأفران العالية التي تعمل بالفحم.
وفي الصين، التي تهيمن على إنتاج الصلب العالمي، يتم تصنيع أكثر من 70% من الصلب في الأفران العالية. وقال أتويفي من برينستون: “إن ما تفعله الصين في قطاع الصلب سيكون ذا أهمية كبيرة على المدى الطويل”.
وهناك الكثير من الأفران العالية قيد التنفيذ أيضًا. إن القدرة المخططة للأفران العالية الجديدة التي تعمل بالفحم على مستوى العالم أكبر بمرتين ونصف من تلك الخاصة بالفولاذ الأخضر، وفقًا لتقرير صدر في أكتوبر من جلوبال إنيرجي مونيتور.
الوقت ينفذ
تختلف التقديرات بشأن المدة التي ستستغرقها صناعة الصلب العالمية للانتقال الكامل إلى صناعة الصلب الخضراء. وقال بعض الخبراء لشبكة CNN إن ذلك قد يحدث خلال العقدين المقبلين، مدفوعاً بأوروبا والولايات المتحدة.
وقال سواليك إن الولايات المتحدة “في وضع جيد” يسمح لها بالريادة في مجال الفولاذ الأخضر. وقالت إن التحول الكامل يمكن أن يحدث “قبل عام 2050 بوقت طويل، وينبغي أن يكون هذا هو الهدف”.
أما فيربورت من معهد بوتسدام فهو أكثر تفاؤلاً. وقال لشبكة CNN: “في غضون 15 عاماً، يمكننا إحداث نقلة نوعية في صناعة الصلب بأكملها في جميع أنحاء العالم”. “إنها مجرد مسألة التزام مشترك واستثمارات واستعداد لدفع الثمن الإضافي”.
ويظل آخرون أكثر حذرا. وقال كريس جريج، كبير علماء الأبحاث في مركز أندلينجر للطاقة والبيئة بجامعة برينستون، إنه “ليس متفائلاً” مثل البعض بشأن الإمكانية على المدى القريب للتحول إلى الصلب الأخضر، مثل الدول المنتجة الرئيسية، بما في ذلك الصين والهند وروسيا. تميل اليابان إلى تجديد أفران الفحم الموجودة لديها. لكنه يعتقد أن ذلك قد يحدث في العقود التالية لعام 2050.
وقال جريج لشبكة CNN: “نحن بحاجة إلى تسريع الحوافز”. كما دعا إلى تنظيم كثافة الكربون في القطاع. وقال: “سيكون ذلك بمثابة رياح خلفية للصناعة لإزالة الكربون وتناول الفولاذ الأخضر بشكل أسرع قليلاً”.
واقترح سواليك أن الحكومات يمكن أن تفرض أن تكون جميع أنواع الفولاذ المستخدمة في بناء البنية التحتية العامة خضراء. وأضافت أن هذا “سيخلق طلبا كبيرا عليه”.
وفي حين حاولت الولايات المتحدة تحفيز نمو الصناعة من خلال التمويل، فإن آخرين ينفذون لوائح تنظيمية تهدف إلى الحد من تأثير الصناعة. اعتبارًا من عام 2026، على سبيل المثال، سيبدأ الاتحاد الأوروبي في فرض رسوم على مستوردي الصلب مقابل التلوث الكربوني المرتبط بإنتاج سلعهم.
ويقول الخبراء إن خلاصة القول هي أن البلدان بحاجة إلى التصرف بسرعة.
وقال جاماج من RMI إن العالم لديه التقنيات التي يحتاجها لنقل صناعة الصلب بعيدًا عن الوقود الأحفوري، “لكن التحول لا يتوسع بالوتيرة التي نحتاجها”.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com