เหล็กเป็นส่วนประกอบสำคัญของโลกสมัยใหม่ ที่ใช้ในการผลิตทุกอย่างตั้งแต่ช้อนส้อมไปจนถึงสะพานและกังหันลม แต่วิธีการผลิตโดยใช้ถ่านหินกำลังทำให้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเลวร้ายลง
โดยเฉลี่ยแล้วจะมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เกือบสองตัน ต่อการผลิตเหล็กทุกตัน ซึ่งคิดเป็นประมาณ 7%ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก การทำความสะอาดการผลิตเหล็กเป็นกุญแจสำคัญสู่อนาคตคาร์บอนต่ำของโลกอย่างชัดเจน
โชคดีที่มีเส้นทางใหม่เกิดขึ้น สิ่งที่เรียกว่า “เหล็กกล้าสีเขียว”
ซึ่งผลิตขึ้นโดยใช้ไฮโดรเจนแทนถ่านหิน ถือเป็นโอกาสที่ยิ่งใหญ่สำหรับออสเตรเลีย จะช่วยส่งเสริมการส่งออกของเรา ช่วยชดเชยการสูญเสียงานที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงฟอสซิล และช่วยแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้ในระยะยาว
ทรัพยากรลมและแสงอาทิตย์ที่มีอยู่มากมายและราคาถูกของออสเตรเลียหมายความว่าเราอยู่ในสถานะที่ดีในการผลิตไฮโดรเจนที่อุตสาหกรรมเหล็กสีเขียวต้องการ ลองมาดูวิธีการผลิตเหล็กสีเขียวและความท้าทายที่รออยู่ข้างหน้า การผลิตเหล็กจำเป็นต้องดึงออกซิเจนออกจากแร่เหล็กเพื่อผลิตโลหะเหล็กที่บริสุทธิ์ ในการผลิตเหล็กแบบดั้งเดิมนั้นใช้ถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติในกระบวนการที่ปล่อย CO₂ ในการผลิตเหล็กกล้าที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไฮโดรเจนที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียนจะแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิล
ออสเตรเลียส่งออกแร่เหล็กเกือบ900 ล้านตันในแต่ละปี แต่ผลิตเหล็ก ได้เพียง 5.5 ล้านตัน เท่านั้น ซึ่งหมายความว่าเรามีศักยภาพที่ดีในการเพิ่มการผลิตเหล็ก
รายงานของ Grattan Institute เมื่อปีที่แล้วพบว่าหากออสเตรเลียครอบครองตลาดเหล็กทั่วโลกประมาณ 6.5% สิ่งนี้สามารถสร้างรายได้จากการส่งออกปีละประมาณ 65,000 ล้านดอลลาร์ออสเตรเลีย และสร้างงานการผลิต 25,000 ตำแหน่งในควีนส์แลนด์และนิวเซาท์เวลส์
การผลิตเหล็กเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและทำได้โดยหนึ่งในสามกระบวนการเป็นหลัก ในทางทฤษฎีแล้วแต่ละชนิดสามารถนำไปปรับใช้เพื่อผลิตเหล็กกล้าสีเขียวได้ เราตรวจสอบแต่ละขั้นตอนด้านล่าง
ในกระบวนการนี้ ถ่านหินแปรรูป (หรือที่เรียกว่าถ่านโค้ก) ถูกนำมาใช้ในส่วนประกอบหลักของเตาเผา ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างรองรับทางกายภาพสำหรับวัสดุที่เข้าและออกจากเตาเผา รวมถึงหน้าที่อื่นๆ
นอกจากนี้ยังถูกเผาบางส่วนที่ด้านล่างของเตาเพื่อผลิตความร้อน
และสร้างคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งจะดึงเอาออกซิเจนจากแร่เหล็กออกจากเหล็กที่เป็นโลหะ
กระบวนการขับเคลื่อนด้วยถ่านหินนี้นำไปสู่การปล่อยCO₂ เป็นไปได้ที่จะแทนที่คาร์บอนมอนอกไซด์บางส่วนด้วยไฮโดรเจน ไฮโดรเจนสามารถดึงออกซิเจนออกจากแร่ ทำให้เกิดน้ำแทน CO₂ สิ่งนี้ต้องใช้ไฟฟ้าหมุนเวียนเพื่อผลิตไฮโดรเจนสีเขียว
และไฮโดรเจนไม่สามารถแทนที่คาร์บอนมอนอกไซด์ในอัตราส่วน 1:1 หากใช้ไฮโดรเจน เตาถลุงเหล็กต้องการความร้อนจากภายนอกมากขึ้นเพื่อรักษาอุณหภูมิให้สูง เมื่อเทียบกับวิธีการใช้ถ่านหิน
ที่สำคัญกว่านั้น ถ่านหินที่เป็นของแข็งในตัวหลักของเตาเผาไม่สามารถแทนที่ด้วยไฮโดรเจนได้ มีการพัฒนา ทางเลือกบางอย่างเช่น ชีวมวล ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่พัฒนาจากสิ่งมีชีวิตผสมกับถ่านหิน
แต่การจัดหาชีวมวลอย่างยั่งยืนและในปริมาณที่มากถือเป็นความท้าทาย และกระบวนการนี้ยังคงมีแนวโน้มที่จะสร้างการปล่อยมลพิษจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการนี้เป็น “สีเขียว” การปล่อยมลพิษเหล่านี้จะต้องถูกจับและจัดเก็บ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ปัจจุบันมีราคาแพงและยังไม่ผ่านการพิสูจน์
คำที่เกี่ยวข้อง: ชาวออสเตรเลียต้องการอุตสาหกรรม และพวกเขาต้องการให้เป็นสีเขียว เหล็กเป็นจุดเริ่มต้น
การรีไซเคิลเหล็กส่วนใหญ่ทำในเตาอาร์ค ซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า เหล็กแต่ละตันที่ผลิตด้วยวิธีนี้ก่อให้เกิดCO₂ ประมาณ 0.4 ตันส่วนใหญ่เกิดจากการปล่อยมลพิษที่เกิดจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า หากผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ผลผลิต CO₂ จะลดลงอย่างมาก
แต่เหล็กไม่สามารถรีไซเคิลได้อย่างต่อเนื่อง หลังจากนั้นไม่นาน ธาตุที่ไม่ต้องการ เช่น ทองแดง นิเกิล และดีบุกจะเริ่มสะสมในเหล็ก ทำให้คุณภาพของเหล็กลดลง นอกจากนี้เหล็กยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานและอัตราการหมุนเวียนต่ำ ซึ่งหมายความว่าเหล็กรีไซเคิลไม่สามารถตอบสนองความต้องการเหล็กได้ทั้งหมด และต้องมีการผลิตเหล็กใหม่บางส่วน
จำเป็นต้องมีไฮโดรเจนสีเขียวราคาถูกและไฟฟ้าหมุนเวียนจำนวนมาก และแม้ว่าจะใช้ไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อให้ได้ปริมาณการปล่อยก๊าซสุทธิเป็นศูนย์ วิธีการของเตาถลุงเหล็กยังคงต้องการเทคโนโลยีการดักจับและกักเก็บคาร์บอน และ DRI ก็เช่นกัน ในขณะนี้
การลงทุนของภาคเอกชนเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างอุตสาหกรรมการส่งออกระดับโลก รัฐบาลออสเตรเลียยังมีบทบาทสำคัญในการสร้างทักษะและความสามารถ ช่วยฝึกอบรมพนักงานใหม่ ให้ทุนสนับสนุนการวิจัย และประสานงานการวางแผนการใช้ที่ดิน
