پایگاه خبری تحلیلی ایراسین، تغییرات اقلیمی، ناشی از فعالیت‌های صنعتی و الگوهای زیستی انسان‌ها به یکی از مهم‌ترین بحران‌های امروزی تبدیل شده‌اند به همین دلیل لازم است کشورها با تغییر روندها و رویکردها به سوی جامعه‌ای سبز و پایدار گام بردارند.

چین، به عنوان یکی از بزرگ‌ترین کشورهای در حال توسعه، تصمیم‌های مهمی در راستای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای گرفته است. در همین راستا این کشور از سال ۲۰۲۱، با اجرای برنامه‌های عملیاتی برای کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن تا سال ۲۰۳۰ به دنبال بهبود وضعیت محیط‌زیست است. این برنامه‌ها به منظور کاهش انتشار کربن طی ۱۰ سال آینده و در نهایت تبدیل چین به یک کشور خنثی کربن تا سال ۲۰۶۰ است.

ایران به عنوان یکی از ۱۰ تولیدکننده برتر فولاد دنیا از بازیگران مهم این صنعت است و کشورهای چین، عراق، اندونزی، تایلند و امارات پنج مقصد اصلی فولاد ایران هستند در این میان، نزدیک به یک سوم بازار صادراتی فولاد ایران، در چین است، از این رو تغییر در الزامات، مقررات و سیاست‌های فولادی این کشور، تأثیر مستقیمی بر صنعت فولاد ما دارد، بنابراین شرکت‌های فولادی ایران باید همسو با سیاست‌های کاهش تولید کربن چین (و دیگر کشورهای دنیا) به سوی کاهش رد پای کربن خود بروند؛ مسأله‌ای که اگر امروز برای آن برنامه‌ریزی نشود، در آینده به یکی از چالش‌های بنیادی این صنعت تبدیل خواهد شد.

اصلی‌ترین اقدام برای کاهش کربن در صنعت فولاد، تغییر فناوری فرآوری فولاد از کوره بلند (Basic Oxygen Furnace یا BF-BOF) به کوره‌های قوس الکتریکی (Electric Arc Furnace یا EAF) است. هم‌اکنون تولید مبتنی بر کوره بلند، که از زغال‌سنگ و سنگ‌آهن استفاده می‌کند، حدود ۷۰ درصد از تولید فولاد در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد و سهم روش تولید بر اساس کوره قوس الکتریکی که بر پایه استفاده از ضایعات و قراضه‌های فولاد انجام می‌شود، حدود ۳۰ درصد است.

فناوری کوره بلند، فناوری اصلی تولید فولاد ایران است و هم‌اکنون به دلایل متعدد، گذار از این فناوری به فناوری قوس الکتریکی دشوار است. از این رو در شرایط کنونی به منظور کاهش تولید کربن، شرکت‌های فولادی باید به سمت استفاده از فناوری‌ها و راهکارهای دیگر در زنجیره ارزش خود بروند. بهره‌گیری از فناوری‌های صنعت ۴ می‌تواند به شرکت‌های معدنی کشور در راستای راهبرد کاهش کربن کمک شایانی کند که در ادامه به آنها می‌پردازیم.

استفاده از فناوری‌های صنعت ۴ برای کاهش کربن

نخستین گام در کاهش انتشار کربن، محاسبه ردپای کربن است. در محیط تولیدی، هر عنصر تولیدی دارای مقداری ردپای کربن است که سامانه‌های برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP) برای ردیابی عامل انتشار آن مناسب هستند. در حالت ایده‌آل، این سامانه می‌تواند مواد خام، زمان استفاده از ماشین‌آلات و نیروی کار را ردیابی کند. با استفاده از روش مبتنی بر فعالیت برای محاسبه ردپای کربن برای هر کالا، تولیدکنندگان می‌توانند از سیستم‌های برنامه‌ریزی منابع سازمانی خود برای اعمال اصول تولید ناب و بهبود مستمر برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای استفاده کنند، همان‌طور که برای کاهش هزینه‌های معمول و پروژه‌های بهبود کیفیت نیز انجام می‌دهند. برخی از کاربردهای سامانه برنامه‌ریزی منابع سازمانی صنعتی در این زمینه عبارتند از:

۱. استفاده از نظارت بر تولید برای شناسایی سریع عملیاتی که ضایعات اضافی تولید می‌کنند یا از زمان بیش از حد استفاده از ماشین‌آلات استفاده می‌کنند.

۲. مدیریت موجودی برای جلوگیری از انباشت بیش از حد مواد خام یا کالاهای نهایی

۳. پیش‌بینی مکرر برای برنامه‌ریزی تولید کارآمد و جلوگیری از هزینه‌های اضافی و مصرف انرژی

۴. بازیافت یا استفاده مجدد از محصولات جانبی تولید و قراضه

۵. بهینه‌سازی مسیر حمل‌ونقل کالاهای خام و نهایی در طول مسیر جابه‌جایی

۶. جایگزینی اسناد و گزارش‌های کاغذی با اسناد دیجیتال

راهکارهای اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) در زمره فناوری‌هایی است که در زنجیره ارزش فولاد، امکان ویژه‌ای برای کربن‌زدایی فراهم می‌کند. با استفاده از این فناوری‌، تولیدکنندگان فولاد می‌توانند بینش بی‌سابقه‌ای نسبت به عملیات خود به دست آورند که امکان مدیریت کارآمدتر منابع و کاهش مصرف انرژی را فراهم می‌کند. حس‌گرهای هوشمند و تجزیه و تحلیل‌های پیشرفته می‌توانند فرآیندهای تولید را بهینه کنند، ضایعات را به حداقل برسانند و امکان تعمیر و نگهداری پیشگیرانه را فراهم کنند و در نتیجه زمینه‌ساز کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای شوند. افزون بر این، اینترنت اشیا صنعتی امکان ردیابی و گزارش بهتر ردپای کربن را در کل زنجیره ارزش، از تأمین مواد خام تا تحویل محصول نهایی، فراهم می‌کند. این سطح از شفافیت برای شناسایی نقاط داغ کربن و اجرای راهبردهای کربن‌زدایی هدفمند بسیار مهم است.

اینترنت اشیا صنعتی، افزون بر کارآیی عملیاتی، پذیرش فناوری‌های سبز در صنعت فولاد را تسهیل می‌کند. به عنوان مثال، می‌تواند از ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر در شبکه برق پشتیبانی کند تا تولید فولاد به طور فزاینده‌ای به شیوه‌های کم کربن انجام شود. اینترنت اشیای صنعتی همچنین نقش محوری در توسعه شیوه‌های اقتصاد دایره‌ای در این حوزه ایفا می‌کند؛ مانند بازیافت مواد و بازیافت زباله که برای کاهش تأثیر کلی کربن صنعت ضروری است. از آنجا که تولیدکنندگان فولاد و شرکای زنجیره تأمین آنها برای دستیابی به اهداف مرتبط با تغییر اقلیم همکاری می‌کنند، اینترنت اشیای صنعتی به عنوان عاملی کلیدی در رسیدن به صنعت فولاد پایدار و کم‌کربن شناخته می‌شود.

در مسیر کربن‌زدایی از فرآیند تولید فولاد

کربن‌زدایی زنجیره ارزش فولاد، مستلزم اجرای یک برنامه راهبردی برای به حداقل رساندن انتشار کربن در هر مرحله از زنجیره تأمین است. با پیاده‌سازی سیستم‌های پیشرفته دیسپاچینگ، تولیدکنندگان فولاد می‌توانند مسیرهای حمل‌ونقل را بهینه کنند، زمان‌های بیکاری تجهیزات را کاهش دهند و مطمئن شوند که مواد به طور مؤثر بین مراحل تولید جابه‌جا می‌شوند. این کار نه‌تنها مصرف سوخت را کاهش می‌دهد، بلکه ردپای کربن مرتبط با فرآیند لجستیک را نیز کاهش می‌دهد. افزون بر این، دیسپاچینگ را می‌توانیم با برنامه‌های تولید هماهنگ کنیم تا مطمئن شویم محصولات فولادی به موقع تحویل داده می‌شوند. در نتیجه از ذخیره‌سازی و جابه‌جایی غیرضروری که می‌تواند به افزایش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای بینجامد، جلوگیری کنیم.

افزون بر این، دیسپاچینگ نقش مهمی در ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر در فرآیند تولید فولاد دارد. با برنامه‌ریزی دقیق برای ارسال مواد خام و کالاهای نهایی، شرکت‌ها می‌توانند عملیات انرژی‌بر خود را با در دسترس بودن انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی بادی یا خورشیدی هماهنگ کنند. این همسویی تضمین می‌کند که زنجیره ارزش فولاد می‌تواند از مزایای انرژی سبز در زمانی که این منابع فراوان هستند استفاده کند. این اتفاق به کاهش قابل توجهی در اتکا به سوخت‌های فسیلی منجر می‌شود.

مفهوم «پوشیدن هوشمند» در زنجیره ارزش فولاد، رویکردی نوآورانه برای کربن‌زدایی است که شامل تجهیز کارگران به فناوری پوشیدنی می‌شود تا امکان تعامل آنها با فرآیندهای صنعتی و همچنین نظارت و بهینه‌سازی فراهم بشود. این پوشیدنی‌های هوشمند می‌توانند موقعیت مکانی، حرکات و حتی بیومتریک کارگر را ردیابی کنند تا مطمئن شویم آنها در اوج راندمان کار می‌کنند، مصرف انرژی غیرضروری را کاهش می‌دهند و به انتشار کربن کمتر کمک می‌کنند. شرکت‌های فولادی با تجزیه و تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده از این دستگاه‌ها، می‌توانند الگوهایی را شناسایی و تغییراتی را اعمال کنند که به شیوه‌های پایدارتر منجر می‌شود؛ مانند کاهش زمان معطلی تجهیزات یا بهینه‌سازی استفاده از تجهیزات محافظ برای کاهش مصرف انرژی در محیط‌های تحت کنترل آب و هوا. این رویکرد انسان‌محور است که بر نقش مشارکت‌های فردی در دستیابی به اهداف زیست‌محیطی گسترده‌تر در صنعت فولاد تاکید می‌کند.

صنعت ۴، کلید کاهش کربن برای تولید پایدار فولاد

استفاده از فناوری‌های جدید و توانمندسازهای صنعت ۴، مسیر امیدوارکننده‌ای برای کاهش انتشار کربن در صنعت فولاد ایجاد می‌کند. یکپارچه‌سازی سیستم‌های دیجیتال پیشرفته، مانند هوش مصنوعی، اینترنت اشیا، تجزیه و تحلیل کلان‌داده‌ها و روباتیک، تولیدکنندگان فولاد را قادر می‌کند تا فرآیندها را بهینه‌سازی کرده، کارآیی انرژی را بهبود بخشیده و در طول چرخه تولید فولاد، انتشار کربن را کاهش دهند.

تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده مبتنی بر هوش مصنوعی می‌تواند الگوهای مصرف انرژی را پیش‌بینی و فرصت‌های بهینه‌سازی را شناسایی کند. حس‌گرهای اینترنت اشیا در هر لحظه به بررسی عملکرد تجهیزات و شرایط محیطی می‌پردازند و نگهداری پیشگیرانه و تخصیص منابع را تسهیل می‌کنند. با بهره‌گیری از این فناوری‌ها و امکان‌سنج‌های صنعت ۴، صنعت فولاد می‌تواند به سمت آینده‌ای پایدار حرکت کند و با کاهش چشمگیر آثار کربنی خود، رقابت‌پذیری خود را در بازار جهانی حفظ کند.

داور نظری-جانشین مدیرعامل فناپ زیرساخت در توسعه و فناوری