فولاد سبز ژاپنی! / کاهش کربن در صنعت فولاد ژاپن با حمایت مالی قوی دولت همراه است

به گزارش فولاد نیوز، ویژگی رویکرد ژاپن در تحول سبز صنعت فولاد در درک یک حقیقت ساده نهفته است: این مسئله «دردسر» خود شرکت‌ها نیست، بلکه یک وظیفه ملی است. از این رو مشوق‌های مالیاتی بی‌سابقه‌ای برای فعالان بازار در نظر گرفته شده، حتی با وجود توان مالی بسیار بالای خود آن‌ها.

انتقال به کوره‌های الکتریکی (EAF) و سیاست دولت

ژاپن سومین تولیدکننده بزرگ فولاد در جهان است و تقریباً یک‌سوم تولیدات خود را صادر می‌کند. بنابراین، سهم شرکت‌های داخلی در کاهش کربن صنعت جهانی اهمیت فراوانی دارد.

امروز صنعت فولاد ژاپن عمدتاً متشکل از ۲۴ کوره بلند در ۱۲ شهر با ظرفیت کل ۸۳ میلیون تن است. ظرفیت کوره‌های الکتریکی حدود ۳۷ میلیون تن است. بنابراین فرآیند کوره بلند-کوره اکسیژن (BF-BOF) بر فرآیند کوره الکتریکی-ضایعات (NG-EAF) ارجحیت دارد.

در این شرایط، بخش متالورژی تقریباً ۴۰ درصد از انتشار CO2 کل صنعت ژاپن را به خود اختصاص می‌دهد، اگرچه تولید فولاد با کوره بلند در ژاپن از نظر مصرف انرژی به عنوان بهینه‌ترین در جهان شناخته می‌شود. این موضوع نشان می‌دهد که حتی بهترین فناوری‌های موجود (BAT) نیز محدودیت‌هایی دارند و نمی‌توانند پاسخ کامل به چالش‌های تحول سبز باشند. از این رو، لازم است به فناوری‌های جدید فولادسازی روی آورد.

برخلاف بسیاری کشورها، فناوری‌های BAT در ژاپن به عنوان محرک اصلی دوره انتقال مطرح نیستند. این دوره تا سال ۲۰۳۰ ادامه خواهد داشت و هدف کاهش ۳۰ درصدی انتشار CO2 نسبت به سال پایه ۲۰۱۳ (زمانی که انتشار ۲۰۰ میلیون تن بود) است. اثر اصلی این تغییر از توسعه فولادسازی الکتریکی خواهد بود.

بزرگ‌ترین شرکت داخلی، نیپون استیل، در ژوئن ۲۰۲۵ سرمایه‌گذاری ۶.۰۵ میلیارد دلاری برای ساخت کوره الکتریکی در کارخانه کیوشو و توسعه دو کوره الکتریکی موجود را اعلام کرد. این تأسیسات قرار است در سال مالی ۲۰۲۹ (تا ۳۱ مارس ۲۰۳۰) با ظرفیت سالانه ۲.۹ میلیون تن فولاد به بهره‌برداری برسند.

دومین تولیدکننده بزرگ، جی‌‌اف‌ای استیل (JFE Steel)، در آوریل ۲۰۲۵ ساخت کوره الکتریکی با ظرفیت ۲ میلیون تن در سال در کارخانه غرب ژاپن در کوراشیکی را با هزینه ۲.۲ میلیارد دلار اعلام کرد که قرار است در سه‌ماهه اول سال مالی ۲۰۲۸ به بهره‌برداری تجاری برسد.

نکته مهم، سهم بالای مشارکت دولتی در این پروژه‌هاست: ۱.۷۵ میلیارد دلار برای نیپون استیل و ۶۹۰ میلیون دلار برای جی‌‌اف‌ای استیل، که تحت قانون ترویج تحول سبز (GX Green Transformation Promotion Act) تأمین مالی می‌شود.

دولت البته پول مالیات‌دهندگان را مستقیم هزینه نمی‌کند، بلکه اعتبارات مالیاتی به شرکت‌ها می‌دهد. برای هر تن فولاد سبز تولیدشده در تأسیسات جدید، ۱۴۹ دلار اعتبار مالیاتی پرداخت می‌شود. مشروط به شرایطی از جمله:

* انتقال از فرآیند BF-BOF به EAF؛
* تولید فولاد الکتریکی با کیفیتی برابر یا بهتر از روش کوره بلند-مبدل؛
* هزینه سرمایه‌گذاری حداقل ۸۱ میلیون دلار و ظرفیت کوره الکتریکی جدید حداقل ۲۰۰ هزار تن در سال.

این معیارها برای اکثر شرکت‌ها، حتی نه چندان بزرگ، در چارچوب تحول سبز کاملاً قابل تحقق است. رسانه‌های ژاپنی این طرح را «پیشنهاد بسیار سخاوتمندانه» دولت توصیف کرده‌اند، هرچند برخی شک و تردید دارند.

شرکت کوبه استیل، سومین تولیدکننده بزرگ، در مه ۲۰۲۵ اعلام کرد بودجه سرمایه‌گذاری خود برای کاهش کربن در دوره ۲۰۲۴-۲۰۲۶ را از ۲.۰۹ میلیارد دلار به ۱.۰۵ میلیارد دلار کاهش می‌دهد. دلیل این تصمیم نگرانی‌های سهامداران است که معتقدند تأثیر تحول سبز و هزینه‌های مرتبط بر رقابت‌پذیری محصولات آینده به اندازه کافی بررسی نشده است.

با این حال، کوبه استیل همچنان متعهد به هدف کاهش ۳۰ درصدی انتشار CO2 تا سال ۲۰۳۰ است، ولی هنوز وارد فرآیند انتقال به کوره الکتریکی نشده و در حال ارزیابی امکان ساخت کوره الکتریکی جدید برای جایگزینی کوره بلند در کاگوکاوا است که پروژه پس از ۲۰۳۰ آغاز خواهد شد.

در این میان، تلاش‌های کوبه استیل بر افزایش سهم ضایعات آهن در خوراک کوره، استفاده از زیست‌توده برای تولید برق و بهبود بهره‌وری انرژی متمرکز است؛ یعنی بر بهترین فناوری‌های موجود (BAT) که به گفته کارشناسان نمی‌تواند کاهش ۳۰ درصدی گازهای گلخانه‌ای را تضمین کند.

جالب است که بلندپروازانه‌ترین اهداف توسط توکیو استیل، بزرگ‌ترین تولیدکننده فولاد الکتریکی، تعیین شده است. میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای این شرکت پایین‌تر از سایر شرکت‌ها است، حدود ۱.۷ تن CO2 به ازای هر تن فولاد نهایی. این شرکت قصد دارد تا ۲۰۳۰ انتشار گازها را ۴۰ درصد نسبت به ۲۰۱۳ کاهش دهد که با افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر به ۴۰ درصد محقق خواهد شد.

با این حال، قانون رهبری GX، که خرید دولت از فولادهای دوستدار محیط زیست را اولویت قرار می‌دهد، به نفع تولیدکنندگان فولاد الکتریکی نیست و به جای آن از «فولاد متعادل» (balanced steel) یعنی محصولات با انتشار کم در فرآیند سنتی BF-BOF حمایت می‌کند و هیچ اشاره‌ای به فولاد EAF ندارد.

واضح است که هدف اصلی مقامات ژاپنی تشویق کاهش انتشار در ظرفیت‌های BF-BOF است که بیشترین آلودگی را دارند و نیازمند سرمایه‌گذاری‌های کلان‌اند، اما این سیاست باعث تبعیض علیه شرکت‌هایی می‌شود که هم‌اکنون فولاد سبز بدون هزینه اضافی تولید می‌کنند.

مشابه این موضوع، قانون قبلی ترویج خرید سبز است که به طور مستقیم به فولاد الکتریکی اشاره ندارد و از عبارت «فولاد متعادل» استفاده می‌کند. مذاکرات برای اصلاح این قانون در جریان است.

یکی از مشوق‌های مهم که می‌تواند انتقال به EAF را تسریع کند، معرفی مالیات انتشار گازهای گلخانه‌ای است. بازار تجارت انتشار CO2 از سال ۲۰۲۶ آغاز خواهد شد، اما جزئیات آن هنوز در دست بررسی و تصویب رسمی نیست.

ویژگی‌های خاص ژاپن

یکی از ویژگی‌های مهم در کاهش کربن فولاد ژاپن همکاری نزدیک شرکت‌های بازار است، برخلاف کشورهایی مانند کره جنوبی که هر شرکت راه خود را در توسعه فناوری‌ها می‌رود.

در سال ۲۰۲۲، نیپون استیل، جی‌‌اف‌ای استیل و کوبه استیل همراه با مرکز تحقیقات و توسعه فلزات ژاپن، کنسرسیوم فولاد هیدروژنی را تشکیل دادند که با حمایت صندوق نوآوری سبز NEDO پروژه «سوپر کورس ۵۰» را آغاز کرده است. هدف این پروژه کاهش ۵۰ درصدی انتشار CO2 در تولید کوره بلند با استفاده از هیدروژن گرم‌شده به همراه ذغال است.

در چارچوب این پروژه، یک کوره بلند کوچک آزمایشی در کارخانه جی‌‌اف‌ای استیل واقع در تیبا ساخته شده که اکنون ۳۳٪ کاهش انتشار نسبت به کوره‌های معمولی دارد و تحقیقات ادامه دارد.

این نشان می‌دهد شرکت‌های ژاپنی قصد ندارند تا سال ۲۰۵۰ کاملاً به EAF منتقل شوند، زیرا معتقدند نمی‌توان برخی فولادهای با حاشیه سود بالا، از جمله فولاد الکتریکی را در کوره‌های الکتریکی تولید کرد. همچنین استراتژی آن‌ها استفاده حداکثری از تجهیزات موجود است، در حالی که EAF نیاز به ساخت تجهیزات جدید در کل زنجیره دارد.

همچنین مدیر اجرایی نیپون استیل در حوزه محیط زیست، هیدئوکی سوزوکی، تأکید کرد استفاده از هیدروژن در کوره بلند به معنای ترک کامل استفاده از ذغال نیست و حجم باقی‌مانده انتشار گازهای گلخانه‌ای با کمک فناوری‌های جذب و ذخیره کربن (CCUS) خنثی خواهد شد.

نیپون استیل در حال توسعه فناوری‌های مرتبط است، اما هزینه‌های آن هنوز بسیار بالاست: ۱۴۹ دلار به ازای هر تن CO2 که بهترین دستاورد مهندسان ژاپنی است ولی برای هر تن فولاد نهایی بسیار گران محسوب می‌شود و هنوز آماده استفاده تجاری نیست. پیشرفت به عوامل تکنیکی در صنایع مرتبط، خصوصاً حمل و نقل و ذخیره‌سازی کربن بستگی دارد که پیش‌بینی آن دشوار است.

از سوی دیگر، جی‌‌اف‌ای استیل در حال بررسی امکان دفن کربن تولیدی خود در مالزی است.

نکته جالب دیگر اینکه ژاپن یکی از تأمین‌کنندگان اصلی ضایعات فولادی به بازار جهانی است. اما شرکت‌های محلی برای تأمین مواد اولیه کوره‌های الکتریکی آینده بیشتر به HBI/DRI تکیه دارند.

نیپون استیل در حال توسعه فناوری تولید DRI با استفاده از هیدروژن از سنگ‌آهن کم‌عیار (در حالی که فناوری‌های موجود از مواد بسیار غنی‌شده استفاده می‌کنند) به خصوص از معادن استرالیا است و آمادگی برای مشارکت در پروژه‌های یکپارچه استخراج سنگ‌آهن، هیدروژن سبز و تولید DRI در خارج از کشور را اعلام کرده است.

شرکت جی‌‌اف‌ای استیل در استراتژی خود برای کربن‌زدایی متعهد به استفاده از HBI/DRI مبتنی بر هیدروژن کم‌کربن شده است. این شرکت با همکاری امارات استیل (Emirates Steel) در ساخت یک کارخانه تولید DRI با ظرفیت سالانه ۲.۵ میلیون تن در امارات متحده عربی سرمایه‌گذاری کرده است. پیش‌بینی می‌شود که ۵۰ درصد از تولید این کارخانه برای تأمین نیازهای کارخانه‌های جی‌‌اف‌ای استیل در ژاپن مورد استفاده قرار گیرد.

از میان شرکت‌های بزرگ، تنها توکیو استیل (Tokyo Steel) در نقشه راه خود بر افزایش جمع‌آوری قراضه تأکید دارد.

اجزای سبز: هیدروژن و انرژی تجدیدپذیر

در سال ۲۰۲۰، اولین کارخانه تولید هیدروژن سبز با ظرفیت ۱۰ مگاوات در ژاپن راه‌اندازی شد. برنامه سیاست انرژی ژاپن که در پایان سال ۲۰۲۴ به‌روزرسانی شده است، هدف افزایش ظرفیت الکترولیز هیدروژن به ۱۵ گیگاوات تا سال ۲۰۵۰ را دنبال می‌کند. تولید هیدروژن سبز باید تا سال ۲۰۳۰ به ۰.۳ میلیون تن و تا سال ۲۰۵۰ به ۵ تا ۱۰ میلیون تن برسد. در عین حال، بخش قابل توجهی از این منابع هنوز وارداتی خواهد بود.

ژاپن زیرساخت‌های لازم برای چنین وارداتی را در اختیار دارد. در پایان سال ۲۰۲۱، ساخت یک پایانه ویژه برای انتقال هیدروژن مایع در بندر کوبه به پایان رسید و در فوریه ۲۰۲۲ اولین محموله از استرالیا دریافت شد.

در عین حال، انتظار می‌رود هزینه‌های حمل و نقل تا سال ۲۰۳۰ به ۲.۲۵ دلار به ازای هر کیلوگرم و تا سال ۲۰۵۰ به ۱.۵ دلار به ازای هر کیلوگرم کاهش یابد. در همین حال، شرکت نیپون استیل (Nippon Steel) برآورد می‌کند که برای پذیرش گسترده فناوری‌های هیدروژنی در صنعت فولاد، قیمت‌ها نباید بالاتر از ۰.۶ دلار به ازای هر کیلوگرم باشند.

از سوی دیگر، انجمن هیدروژن ژاپن (JH2A) معتقد است که تا سال ۲۰۵۰، تنها صنعت فولاد به ۲۰ میلیون تن هیدروژن در سال نیاز خواهد داشت، در حالی که کل تقاضای اقتصاد ژاپن به ۷۰ میلیون تن خواهد رسید. بنابراین، حجم تولید و واردات اعلام‌شده به وضوح کافی نیست.

توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر در ژاپن از میانه دهه ۲۰۱۰ آغاز شد و پس از سال ۲۰۲۰ سرعت نصب ظرفیت‌های جدید به طور قابل توجهی افزایش یافت. با این حال، نخست‌وزیر کنونی، شیگرو ایشیبا، را می‌توان «انقلابی انرژی» نامید.

برنامه ۷-SEP که توسط دولت ایشیبا تصویب شده است، برای نخستین بار به طور رسمی تعهد روشنی برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی که نقش کلیدی در بخش انرژی ملی دارند، اعلام کرده است. انرژی‌های تجدیدپذیر به عنوان منبع اولویت‌دار و غالب در سیاست انرژی ژاپن معرفی شده‌اند.

علاوه بر این، این برنامه تابوی توسعه انرژی هسته‌ای را که پس از حادثه معروف فوکوشیما در سال ۲۰۱۱ اعمال شده بود، برداشته است. اگرچه انرژی هسته‌ای به عنوان منبع سبز طبقه‌بندی نمی‌شود، اما محصولی کربن‌خنثی است که به کربن‌زدایی اقتصاد، از جمله صنعت فلزات، کمک می‌کند.

مرکز تحقیقات انتقال آسیا برآورد می‌کند که انتقال به کوره قوس الکتریکی (EAF) در ژاپن به ۳ تراوات ساعت انرژی سبز اضافی نیاز خواهد داشت. این میزان معادل ۰.۵ درصد از کل تولید انرژی در سال ۲۰۳۰ و ۵ تا ۷ درصد تا سال ۲۰۵۰ است تا به تولید فولاد بدون انتشار کربن برسند. بر این اساس، صنعت فولاد باید ۷ تا ۸ درصد از کل تولید انرژی تجدیدپذیر در سال ۲۰۴۰ به خود اختصاص دهد. این هدف کاملاً واقع‌بینانه به نظر می‌رسد.

بنابراین، مدل ژاپنی کربن‌زدایی در صنعت متالورژی ترکیبی از دو راه‌حل مهندسی شناخته‌شده است: انتقال به کوره قوس الکتریکی و معرفی فناوری‌های هیدروژنی برای تولید فولاد در کوره بلند همراه با فناوری‌های جذب و ذخیره کربن (CCUS).

سیاست خردمندانه دولت، از جمله حمایت مالی از صنعت، کلید موفقیت آینده است. ارائه معافیت‌های مالیاتی به شرکت‌ها می‌تواند ابزار مؤثرتری نسبت به یارانه‌ها و کمک‌های مالی کمیسیون اروپا برای تولیدکنندگان فولاد اروپایی باشد.