صنعت فولاد یکی از پر مصرف‌ترين صنایع انرژي‌بر كشور مي‌باشد. براي توليد هر تن فولاد محصول بدون در نظر گرفتن فرآوري مواد اوليه و جابجايي حدود 650 تا 750 معادل متر مكعب گاز طبيعي انرژی مورد نياز است و در نتیجه شدت مصرف انرژی این محصول بیشترین مقدار در بین صنایع انرژیبر است.
با در نظر گرفتن قيمت محصولات فولادي در حدود 500 دلار به ازا هرتن و هزينه بين المللي انرژي 20 سنت (ميانگين برق و گاز مصرفي)، در حال حاضر در ايران بيش از 40 درصد بهاي فروش فولاد، هزينه انرژي مصرفي مي‌باشد.
توليد فولاد خام کشور در سال 1397، به حدود 25 ميليون تن شمش فولاد و 17.5 میلیون تن محصولات فولادی رسيد. كل مصرف انرژي صنعت فولاد كشور (حرارتي و الكتريكي) بالغ بر 16 ميليارد مترمكعب معادل گاز طبیعی برآورد مي‌شود. بر اساس سند چشم انداز توليد فولاد، وزارت صنعت، معدن و تجارت، در نظر دارد تا سقف توليد فولاد را به 55 ميليون تن در سال، تا 1404 افزایش دهد كه در نتیجه مصرف سالانه اين صنعت به بيش از 30 ميليارد متر مكعب افزايش خواهد يافت. با توجه به تجاری شدن فن آوری های نوین و عدم تمایل صنایع به سرمایه گذاری در مقوله انرژي، با ادامه روند فعلی و مصرف حداقل بيش از 30 درصد از حد متوسط جهاني، پیش بینی می شود میزان هدر رفت انرژی سالیانه این صنعت تا حدود 14 ميليارد متر مكعب معادل گاز طبیعی افزایش یابد.
هم اكنون با بكارگيري بهترين تكنولوژي‌هاي تجاري شده، مصرف انرژي براي هر تن فولاد محصول درصورت استفاده از كوره بلند، معادل 450 متر مكعب گاز و در صورت استفاده از كوره‌هاي احياء حدود 510 متر مكعب گاز خواهد بود. لازم بذكر است كه متوسط مصارف جهاني توليد محصولات فولادي حدود 500 تا 560 متر مكعب گاز است كه حدود 30 درصد كمتر از متوسط ايران است.
روند تولید واقعی فولاد خام 1386-1397( ارقام به تن)
مصرف انرژی واحدهای موجود، پتانسیل کاهش و تولید محصولات فرآیندهای مختلف صنایع آهن و فولاد
[1] در بهترین نمونه های اروپا، میتوان تا معادل 150 مترمکعب گاز طبیعی به ازاء هر تن تولید، انرژی در این فرآیند تولید نمود. میزان سرمایه گذاری بالا تا پیش از 100 میلیون دلار برای تاسیسات بهره وری انرژی و برگشت سرمایه زمانبر
[2] شدت مصرف متوسط انرژی زینترسازی در اروپا حدود 40 مترمکعب به ازاء هر تن است
[3] بهترین مصرف انرژی گندله سازی در اروپا حدود 5/5 مترمکعب بر تن است.
[4] مقدار متوسط مصرف انرژی کوره های قوس در اروپا است و مصرف کوره های القایی آورده نشده است.
[5] درصورت ریختگری اسلب نازک تا 29 و در روش Twin roll caster مصرف انرژی تا 6 متر مکعب گاز طبیعی بر تن محصول کاهش می یابد.
نمودارهای ذیل سهم مصرف انرژی الکتریکی و حرارتی فرآیندهای مختلف را در کارخانه تولیدی به روش احیا مستقیم و کوره بلند را نشان می‌دهند.
سهم مصرف گاز طبیعی (راست) و برق مصرفي(چپ) در واحدهاي مختلف یک مجتمع تولید فولاد به روش کوره احیا-کوره قوس
سهم مصرف کک در واحدهاي مختلف یک مجتمع تولید فولاد به روش کوره بلند-کنورتور
سهم مصرف گاز طبیعی (چپ) و برق مصرفي (راست) در واحدهاي مختلف یک مجتمع تولید فولاد به روش کوره بلند-کنورتور
بطور خلاصه در سال 1397 ظرفیت اسمی واحدهای فعال تولید کننده گندله در کشور برابر با 52 میلیون تن در سال بوده و میزان تولید در همان سال 48 میلیون تن بوده است. واحدهای عمده تولیدکننده آهن اسفنجی و چدن در کشور به ترتیب با ظرفیت اسمی 32.6 میلیون تن و 3.8 میلیون تن به تولید مشغول بوده اند که مقدار تولید سال 1397 این واحدها در بخش احیاء مستقیم در حدود 26 میلیون بوده است.
ظرفیت اسمی واحدهای تولید کننده فولاد خام در کشور برابر با 33.9 میلیون تن و در سال 1397 تولید محقق شده واحدهای عمده تولید کننده فولاد خام از جمله فولاد مبارکه، طرح سبا، فولاد هرمزگان، فولاد خوزستان، فولاد خراسان، گروه ملی و صنعتی فولاد و فولاد آلیاژی ایران و دیگر واحدهای خصوصی تولید کننده برابر با 24.6 میلیون تن بوده است. ظرفیت اسمی تولید محصولات فولادی در کشور برای تولید ورق گرم برابر با 1.6، تیرآهن 3.2، میلگرد 24، نبشی و تسمه و ناودانی و سایر مقاطع 2.9 میلیون تن است و در سال 1397 حدود 17.5 میلیون تن محقق شده است.
ظرفیت فعلی و طرح های در دست اجرا بر اساس نوع محصول (ارقام به میلیون تن)
خلاصه وضعیت تولید زنجیره فولاد
نمونه اقدامات موثر قابل انجام در صنایع آهن و فولاد
- نمونه طرح‌های با حجم سرمایه‌گذاری کوچک:
جایگزینی کوره‌های سنتی ذوب چدن با کوره‌های مدرن گازسوز(قابلیت اجرا در واحدهای ریخته‌گری)
- نمونه طرح‌های با حجم سرمایه‌گذاری متوسط: شارژ گرم نورد
- نمونه طرح‌های با حجم سرمایه‌گذاری بزرگ: تزریق پودر زغال سنگ(PCI)
برآورد مي شود که با اجراي کامل طرح ماده 12 کاهش مصرف انرژی در صنایع آهن و فولاد در صورت تصویب، 2000 ميليون مترمکعب معادل گاز طبيعي در سال در مصرف سوخت صرفه‌جويي شده و از اين طريق بالغ بر 4 ميليون تن از انتشار دياکسيد کربن کاسته شود.
علی آزادمهر
رئیس بهینه سازی مصرف سوخت در صنایع بزرگ
