تاثیر زیست محیطی لوله‌های فولادی

چرخه زندگی لوله‌های فولادی و پیامدهای زیست محیطی

استخراج منابع: کاوش آهنگرد و مواد اولیه

تولید لوله‌های فولادی از همان نقطه‌ای شروع می‌شود که سنگ آهن از زمین بیرون کشیده می‌شود، چون این ماده معدنی اساساً امکان تولید فولاد را فراهم می‌کند. معادن در سراسر جهان به دنبال این مناطق هستند، اما در بسیاری از موارد پس از خود پیامدهای زیست محیطی جدی به جای می‌گذارند. منظور ما از بین رفتن جنگل‌ها، شسته شدن خاک سطحی به داخل رودخانه‌ها و نفوذ مواد شیمیایی به منابع آب زیرزمینی است که جوامع محلی به آنها وابسته‌اند. بر اساس تحقیقات انجام شده توسط «اینیسیاتیو معدن جهانی»، برخی مناطق دچار کاهش تا ۸۰ درصدی در گونه‌های گیاهی و جانوری خود پس از آغاز فعالیت‌های معدنی شده‌اند. برای شرکت‌هایی که می‌خواهند روند تولید خود را پاک‌تر کنند، دنبال کردن اینکه مواد اولیه از کجا تأمین می‌شوند اهمیت زیادی دارد. برخی از شرکت‌های پیشرو از همین امروز در حال سرمایه‌گذاری برای روش‌های استخراج پاک‌تر و همچنین بازسازی زمین‌های معدنی به حالتی نزدیک به وضعیت اولیه آنها هستند. این تلاش‌ها البته تمام مشکلات را یک شبه حل نمی‌کند، اما اگر در سطح صنعت گسترش یابند، تفاوت قابل توجهی ایجاد می‌کنند.

انرژی‌بر لوله فولادی فرآیندهای تولید

تولید لوله‌های فولادی نیازمند مصرف بسیار انرژی از طریق فرآیندهایی مانند ذوب و تصفیه است که عمدتاً در کوره‌های بزرگ منقلی یا کوره‌های قوس الکتریکی در سراسر جهان انجام می‌شود. بخش زیادی از این انرژی از سوختن زغال‌سنگ و سوخت‌های فسیلی دیگر تأمین می‌شود، به این معنی که تمام این فرآیند منجر به تولید تن‌ها کربنی زیادی می‌شود. بر اساس داده‌های اخیر صنعتی، در واقع تفاوت قابل توجهی در میزان مصرف انرژی مورد نیاز کوره‌های مختلف وجود دارد. مدل‌های قوس الکتریکی می‌توانند مصرف انرژی را نسبت به فناوری قدیمی کوره‌های منقلی تقریباً به نصف کاهش دهند. با این حال شرکت‌ها شروع به بررسی راه‌های سبزتر کردن تولید کرده‌اند. برخی از تولیدکنندگان فولاد شروع به نصب پنل‌های خورشیدی روی سقف کارخانه‌ها و راه‌اندازی مزارع بادی در مجاورت کارخانه‌ها برای تأمین انرژی مورد نیاز خود کرده‌اند. این تغییرات تنها مفید برای محیط زیست نیستند، بلکه به کنترل هزینه‌ها در طول زمان نیز کمک می‌کنند، زیرا قیمت انرژی به طور مداوم نوسان دارد.

انتشارات حمل‌ونقل در توزیع فولاد جهانی

جابجایی لوله‌های فولادی به دلیل انتشارات ناشی از روش‌های مختلف حمل و نقل، رد پای کربنی قابل توجهی ایجاد می‌کند. کشتی‌ها در واقع بیشترین گازهای گلخانه‌ای را هنگام حمل این مواد تولید می‌کنند، در حالی که کامیون‌ها در رده دوم و قطارها در رده سوم قرار دارند. گزارش اخیری از شورای بین‌المللی ترابری پاک نشان داده است که کشتی‌های بزرگ حمل کانتینری حدود 60 درصد بیشتر CO2 نسبت به سایر روش‌های انتقال کالا از نقطه A به نقطه B تولید می‌کنند. با این حال راهکارهای واقعی وجود دارند. شرکت‌ها می‌توانند به برنامه‌ریزی بهتر مسیر توجه کنند و به گزینه‌های تمیزتری مانند کشتی‌هایی که از سوخت‌های کم گوگرد استفاده می‌کنند، تغییر مسیر دهند. وقتی تولیدکنندگان شروع به اجرای این تغییرات می‌کنند، معمولاً حدود 20 درصد کاهش در کل انتشارات خود مشاهده می‌کنند. این اقدام هم از نظر محیط زیست و هم از نظر صرفه‌جویی در هزینه‌های طولانی‌مدت زنجیره تأمین منطقی است.

سناریوهای انتهای عمر: بازیابی مقابل تأثیر مدفوع

هنگامی که لوله‌های فولادی به پایان عمر مفید خود می‌رسند، معمولاً دو سرنوشت پیش رو دارند: بازیافت یا پایان دادن به خود در محل‌های دفن زباله. بازیافت گزینه بهتری باقی می‌ماند، زیرا به چندین شیوه به حفاظت از سیاره ما کمک می‌کند. برای شروع، این کار از کاهش منابع طبیعی ارزشمند جلوگیری می‌کند و همچنین موجب کاهش گازهای گلخانه‌ای مزاحمی می‌شود که امروزه به طور مداوم درباره‌شان شنیده می‌شود. انجمن فولاد جهانی در واقع گزارش داده است که حدود ۸۰٪ از محصولات فولادی در سطح جهان بازیافت می‌شوند و هر تن اسکرپ فولاد که فرآیند بازیافت را طی می‌کند، تقریباً ۱.۸ تن انتشار گاز دی‌اکسید کربن را ذخیره می‌کند. از سوی دیگر، رها کردن فولاد در محل‌های دفن زباله مشکلات جدی ایجاد می‌کند. نه تنها این امر باعث آلودگی محیط زیست می‌شود، بلکه به معنای دور ریختن موادی است که می‌توانستند دوباره به کار گرفته شوند. با تمرکز بر اصول اقتصاد دایره‌وار که در آن مواد به جای دور انداختن دوباره استفاده می‌شوند، تولیدکنندگان می‌توانند به طور قابل توجهی مدت زمان بهره‌برداری از لوله‌های فولادی را افزایش دهند. این رویکرد از نظر زیست‌محیطی و اقتصادی هم منطقی است و به حفظ منابع باارزش و کاهش حداقلی زباله کمک می‌کند.

اندازه گیری اثر کربنی تولید لوله فولادی

EmiEjisions CO2 از عملیات کوره بلوا

تولید فولاد از طریق کوره‌های بلند یکی از منابع اصلی انتشار گاز CO2 می‌باشد. به طور متوسط، کوره‌های بلند سنتی حدود ۱.۸ تن گاز دی‌اکسید کربن را برای هر تن فولاد تولید شده آزاد می‌کنند، که با توجه به میزان تولید جهانی فولاد در هر سال، عدد بسیار بزرگی محسوب می‌شود. این انتشارات گازهای گلخانه‌ای نقش مهمی در مشکلات تغییرات اقلیمی امروزی ایفا می‌کنند. به همین دلیل دولت‌های سراسر جهان شروع به اجرای مقرراتی کرده‌اند تا میزان انتشار صنایع را محدود کنند. انجمن آهن و فولاد آمریکا در این زمینه می‌گوید که این نوع مقررات شرکت‌ها را به استفاده از فناوری‌های جدیدتر و روش‌های بهتر تولید فولاد با آلاینده‌های کمتر سوق می‌دهد.

مقایسه مصرف انرژی: کوره قوس الکتریکی با روش‌های سنتی

استفاده از فناوری کوره قوس الکتریکی (EAF) در مقایسه با کوره‌های قدیمی ذوب‌کننده، مصرف انرژی و انتشارات را کاهش می‌دهد. این سیستم‌های EAF معمولاً به انرژی کمتری نیاز دارند زیرا با فلزات بازیافتی به جای مواد خام کار می‌کنند. برخی مطالعات نشان می‌دهند که این روش می‌تواند بسته به نحوه اندازه‌گیری، دبی کربنی را تا حدوداً نصف کاهش دهد. بر اساس تحقیقات منتشر شده توسط دفتر هوشمندی انرژی جهانی (Global Efficiency Intelligence)، شرکت‌هایی که به این فناوری روی می‌آورند بهبود قابل ملاحظه‌ای در هزینه‌های انرژی خود در فرآیند تولید فولاد مشاهده می‌کنند. صنعت به تدریج به سمت این روش‌ها حرکت می‌کند و این امر بخشی از تلاش‌های گسترده جهانی برای کاهش هزینه‌ها و آلودگی در بخش‌های تولیدی است. برای تولیدکنندگان لوله فولادی به ویژه، سبز شدن به معنای حفظ رقابت‌پذیری در بازارهایی است که تأثیر زیست‌محیطی برای مشتریان و نهادهای نظارتی اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است.

استفاده از آب و آلودگی در تولید لوله فولادی

الگوهای مصرف آب صنعتی

تولید لوله‌های فولادی نیاز به مقدار زیادی آب دارد، به‌طوری‌که می‌تواند موجب کمبود جدی آب در برخی مناطق شود. اعداد و ارقام خود داستان را به خوبی روشن می‌کنند – حدود ۱۸۰ تا ۲۵۰ متر مکعب آب فقط برای تولید یک تن فولاد مورد نیاز است. این سطح از تقاضا فشار واقعی بر منابع محلی آب اعمال می‌کند، به‌ویژه در مناطقی که قبلاً دسترسی به آب تمیز سخت و دشوار بوده است. شرکت‌های فولادی که با چنین مشکلاتی روبه‌رو هستند، باید در مورد نحوه مصرف آب خود به شیوه‌ای متفاوت فکر کنند. برخی از راهکارهای هوشمندانه، شامل استفاده مجدد از آب در صورت امکان، راه‌اندازی سیستم‌های حلقه بسته که در آن آب درون سایت گردش می‌کند و هدر نمی‌رود، و بررسی فناوری‌های جدیدی است که در کل مصرف آب را کاهش می‌دهند. گریز به سمت سبز هم تنها برای سیاره خوب نیست؛ کاهش اتلاف آب در بلندمدت هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و در عین حال تولید را به‌خوبی حفظ می‌کند.

فرآورده‌های شیمیایی و اثرات بر روی اکوسیستم‌های آبی

کارخانه‌های فولاد تعداد زیادی مواد شیمیایی مختلف را به محیط زیست آزاد می‌کنند که به شدت منجر به اختلال در اکوسیستم‌های آبی محلی می‌شود. چیزهایی مثل فلزات سنگین و سایر ترکیبات خطرناک در نهایت وارد رودخانه‌ها و دریاچه‌های نزدیک به این واحدها می‌شوند. کیفیت آب به شدت کاهش می‌یابد وقتی چنین اتفاقی می‌افتد و شروع به مشاهده کمتر شدن ماهی‌ها و گیاهان در این مناطق می‌کنیم. برخی مثال‌های واقعی نشان می‌دهند که گاهی اوقات جمعیت ماهی‌ها کاملاً از بین می‌رود بعد از ریزش مواد شیمیایی از کارخانه‌های مجاور. ما به راه‌های بهتری برای مدیریت پسماند نیاز داریم اگر بخواهیم این مشکل را حل کنیم. نصب فیلترهای پیشرفته در واحدهای تصفیه منطقی است، همراه با یافتن راه‌های سبزتر برای دفع پسماندهای صنعتی. انجام بازرسی‌های منظم از آنچه از لوله‌ها خارج می‌شود نیز اهمیت زیادی دارد. این رویکردها نه تنها سیستم‌های آبی ما را حفاظت می‌کنند، بلکه شرکت‌ها را نیز در محدوده‌های قانونی نگه می‌دارند. درست است، تا زمانی که اجرای قوانین سفت‌تر نشود، بسیاری از تولیدکنندگان احتمالاً همانند گذشته فعالیت خود را ادامه خواهند داد، هرچند به خوبی آسیب‌های ناشی از این کار را می‌شناسند.

صدور گاز از حمل و نقل تولید خارجی

نگاه کردن به تأثیرات زیست‌محیطی لوله‌های فولادی فقط محدود به آنچه در حین تولید اتفاق می‌افتد نیست. مسئله بزرگ دیگری که وجود دارد، انتشارات حمل‌ونقل در مقایسه بین فولاد تولید داخلی و فولاد وارداتی است. وقتی فولاد باید از سراسر اقیانوس‌ها حمل شود، مقدار زیادی آلودگی کربنی تولید می‌کند. به کشتی‌های عظیم حمل کننده کانتینر فکر کنید که روزانه حدود ۶۳ هزار گالن سوخت مصرف می‌کنند. این کشتی‌ها فقط CO2 تولید نمی‌کنند، بلکه مقدار زیادی اکسید گوگرد نیز وارد هوا می‌کنند، گاهی اوقات معادل چند میلیون خودرو در طول یک سال. تولید لوله‌های فولادی در نزدیکی محل مصرف، این هدررفت انرژی و آلودگی را کاهش می‌دهد. شرکت‌هایی که به جای تأمین‌کنندگان خارجی از تأمین‌کنندگان محلی استفاده می‌کنند، به‌صورت طبیعی ردپای کربنی خود را بدون زحمت زیادی کاهش می‌دهند. ممکن است دولت‌ها بخواهند در صورت تمایل جدی به دستیابی به اهداف پایداری، مشوق‌هایی مانند کاهش مالیات یا سایر مزایا را برای کسب‌وکارهایی که اولویت خرید مواد محلی را می‌دهند، در نظر بگیرند.

مقایسه شدت کربن: تولید در ایالات متحده مقابل تولید جهانی

در نظر گرفتن مقدار کربنی که در تولید فولاد مصرف می‌شود، ایالات متحده به دلیل مقررات سختگیرانه‌ی زیست محیطی که وضع کرده است، در مقایسه با بسیاری از کشورهای دیگر عملکرد بسیار خوبی دارد. انجمن آهن و فولاد آمریکا گزارش داده است که امروزه انرژی مورد نیاز برای تولید یک تن فولاد کمتر از نصف آنچه در دهه ۷۰ میلادی بوده است. فولاد تولید شده در آمریکا از نظر انتشار گاز CO2 معمولاً یکی از پاک‌ترین فولادهای جهان محسوب می‌شود. در همین حال، مکان‌هایی مانند چین هنوز به ازای هر واحد تولید، تقریباً دو برابر کربن بیشتری نسبت به آمریکا انتشار می‌دهند و این نشان می‌دهد که فاصله‌ی قابل توجهی بین مناطق مختلف جهان وجود دارد. دلیل این امر چیست؟ خب، ایالات متحده سرمایه‌گذاری زیادی را در زمینه فناوری‌های بهتر انجام داده و همچنین مقررات سخت‌تری را برای کارخانه‌ها اجباری کرده است. بسیاری از تولیدکنندگان بزرگ دیگر فولاد هنوز به این سطح نرسیده‌اند، هرچند برخی از آن‌ها شروع به متوجه شدن مزایای پیروی از این روش‌ها کرده‌اند.

پذیرفتن پاسخگویی اجتماعی در معاملات بین‌المللی فولاد

در مورد تجارت بین‌المللی فولاد، مسئولیت اجتماعی فقط مهم نیست، بلکه امروزه عملاً ضروری محسوب می‌شود. ایالات متحده قوانینی دارد که کارگران فولاد را با دستمزد عادلانه و استانداردهای ایمنی مناسب حفاظت می‌کند، اما زمانی که شرکت‌ها فولاد را از کشورهای دیگر وارد می‌کنند، سوالاتی درباره شرایط کارگران در کارخانه‌هایی که در نیمه دیگر جهان قرار دارند، مطرح می‌شود. به عنوان مثال چین یا هند را در نظر بگیرید که بررسی اینکه آیا کارگران به‌خوبی با یکدیگر رفتار می‌کنند کار ساده‌ای نیست. این موضوع باعث ایجاد معماهای اخلاقی جدی برای کسب‌وکارهایی می‌شود که سعی دارند بین هزینه‌ها و وجدان خود تعادل برقرار کنند. با افزایش آگاهی مردم از این هزینه‌های پنهان پشت محصولات روزمره، تغییر قابل توجهی در جهت تقاضای فولادی که در شرایط بهتری تولید شده است، ایجاد شده است. شرکت زکلمان اینداستریز را به عنوان یک مثال خوب در نظر بگیرید، آن‌ها اخلاق را به عنوان یکی از اصول اساسی عملیات خود تبدیل کرده‌اند که به‌صورت طبیعی باعث افزایش وفاداری مشتریان در طول زمان می‌شود. با اینکه مصرف‌کنندگان به‌طور فزاینده‌ای شفافیت در زنجیره تأمین را می‌خواهند، صنعت فولاد با فشارهای زیادی مواجه شده است تا روش‌های کار خود را بهبود دهد و به شیوه‌هایی پایبند بماند که از نظر اخلاقی و اقتصادی هم منطقی باشند.

بازیابی و راهکارهای اقتصاد دایره‌ای

بازسازی نامحدود مواد لوله فولادی

لوله‌های فولادی را می‌توان به طور نامحدود بازیافت کرد و در واقع این ویژگی آنها را برای محیط زیست بسیار مفید می‌کند. وقتی فولاد را مدام بازیافت می‌کنیم و از دست ندادن کیفیت آن اطمینان حاصل می‌کنیم، در فرآیند بازیافت منابع بسیار زیادی را صرفه‌جویی می‌کنیم. انجمن فولاد جهانی گزارش داده است که حدود 85 درصد از لوله‌های فولادی بازیابی می‌شوند و این موضوع نشان می‌دهد که چقدر این مواد در ذخیره منابع اهمیت دارند. صنعت فولاد همچنین پیشرفت‌های واقعی در زمینه بازیافت را تجربه کرده است. شرکت‌های بزرگ در این بخش اکنون عملیات بازیافت را به طور کامل انجام می‌دهند و این امر باعث کاهش نیاز به مواد خام جدید می‌شود. این به معنی کاهش آسیب‌های محیطی ناشی از استخراج موادی مانند سنگ آهن و سایر مواد معدنی مورد نیاز برای تولید است.

Besparen van energie door schrootmetaal herwinning

هنگامی که شرکت‌ها لوله‌های فولادی را با استفاده از ضایعات فلزی بازیافتی به جای مواد خام جدید تولید می‌کنند، مقدار زیادی انرژی صرفه‌جویی می‌شود. داده‌های صنعتی نشان می‌دهند که کار با فولاد بازیافتی مصرف انرژی را در مقایسه با استفاده از سنگ معدن خام تقریباً ۷۰ تا ۷۵ درصد کاهش می‌دهد. شکاف بین این دو روش به خوبی عملکرد بهتر بازیافت را از نظر مصرف انرژی و همچنین اثرات زیست‌محیطی برجسته می‌کند. از دیدگاه کسب‌وکار، کارخانه‌ها وقتی از ضایعات فلزی بازیافتی استفاده می‌کنند، هزینه‌های تولید کمتری دارند که این خبری خوب برای سودآوری آن‌هاست. علاوه بر این، این موضوع در گزارش‌های پایداری نیز خیلی خوب به چشم می‌آید. با کاهش هزینه مواد اولیه و هواپاک‌تر ناشی از انتشار کربن کمتر، دلیل زیادی وجود دارد که تولیدکنندگان فولاد برنامه‌های جمع‌آوری ضایعات فلزی خود را در تمامی سایت‌های تولیدی گسترش دهند.

نوآوری‌ها در سیستم‌های تولید با حلقه بسته

صنعت فولاد شاهد تغییرات قابل توجهی است که بیشتر به خاطر سیستم‌های تولید با حلقه بسته است که هم کارایی و هم پایداری را افزایش می‌دهند. در واقع، این سیستم‌ها با ایجاد چرخه‌های تولیدی که در آنها تقریبا هیچ چیز هدر نمی‌رود، کار می‌کنند، زیرا مواد مدام دوباره استفاده می‌شوند و فرآیندها بسیار روان‌تر می‌گردند. به عنوان مثال، شرکت تاتا استیل، قبلاً این سیستم‌ها را در چندین کارخانه راه‌اندازی کرده است و میزان ضایعات فلزی را کاهش داده و ارزش بیشتری از هر ماده اولیه‌ای که در اختیار دارد، به دست می‌آورد. با نگاهی به آینده و با بهبود فناوری‌ها، شکی نیست که این سیستم‌ها به کاهش چشمگیری از ضایعات کمک خواهند کرد. این سیستم‌ها قبلاً باعث تحولاتی در جهت ساخت یک اقتصاد واقعی دایره‌وار در بخش فولاد شده‌اند، که به این معنی است که ممکن است شاهد روش‌هایی از عملیات صنعتی باشیم که در آینده تنها از نظر اقتصادی معنی‌دار نباشند، بلکه از نظر محیط زیستی هم منطقی باشند.