فولاد سبز ژاپنی

کربن‌زدایی از صنعت، حمایت مالی قوی از سوی دولت دریافت می‌کند.
ویژگی رویکرد ژاپنی‌ها به تحول سبز متالورژی در درک یک حقیقت ساده نهفته است. این یک «دردسر» برای خود شرکت‌ها نیست. این یک وظیفه ملی است. از این رو، مشوق‌های مالیاتی بی‌سابقه‌ای برای فعالان بازار در نظر گرفته شده است. حتی با وجود ظرفیت مالی عظیم خودشان. 

گذار EAF و سیاست دولت
ژاپن سومین تولیدکننده بزرگ فولاد در جهان است. در عین حال، تقریباً یک سوم تولید صادر می‌شود. بنابراین، سهم شرکت‌های محلی در کربن‌زدایی از صنعت جهانی بسیار ارزشمند است.

صنعت فولاد ژاپن امروزه عمدتاً شامل ۲۴ کوره بلند در ۱۲ شهر با ظرفیت کل ۸۳ میلیون تن است. ظرفیت کوره‌های فولادی الکتریکی با ۳۷ میلیون تن به طور قابل توجهی پایین‌تر است. بنابراین، مسیر فرآیند BF-BOF بر فرآیند NG-EAF-قراضه ترجیح داده می‌شود.

عکس - فولاد سبز ژاپنی

در این راستا، متالورژی حدود ۴۰ درصد از انتشار CO2 صنعت ژاپن را تشکیل می‌دهد. اگرچه تولید کوره بلند در ژاپن به عنوان کارآمدترین روش انرژی در جهان در نظر گرفته می‌شود. این یک نمونه واضح از این واقعیت است که امکانات بهترین فناوری‌های موجود (BAT) محدودیت‌های خود را دارد. و آنها پاسخی جامع به چالش‌های تحول سبز نیستند و نیاز به راه‌حل‌های رادیکال‌تری دارند. اول از همه، گذار به فناوری‌های جدید فولادسازی.

بنابراین، برخلاف اکثر کشورها، این BAT نیست که به عنوان محرک اصلی دوره گذار در صنعت فولاد ژاپن عمل می‌کند. دوره گذار تا سال ۲۰۳۰ ادامه خواهد داشت و کاهش ۳۰ درصدی انتشار CO2 را تا سال پایه ۲۰۱۳، زمانی که به ۲۰۰ میلیون تن رسید، فراهم می‌کند. تأثیر اصلی از توسعه فولادسازی برقی ناشی خواهد شد.

بزرگترین بازیگر محلی، شرکت فولاد نیپون، در ژوئن 2025 از سرمایه‌گذاری 6.05 میلیارد دلاری در ساخت کوره قوس الکتریکی در کیوشو ورکس و همچنین در گسترش و بازسازی 2 کوره قوس الکتریکی موجود خبر داد. قرار است این تأسیسات در سال مالی 2029 (منتهی به 31 مارس 2030) با ظرفیت کل 2.9 میلیون تن فولاد در سال راه‌اندازی شوند.

شرکت فولاد JFE، دومین تولیدکننده بزرگ فولاد، در آوریل ۲۰۲۵ از ساخت یک کوره قوس الکتریکی با ظرفیت ۲ میلیون تن در سال در کارخانه‌های غرب ژاپن در کوراشیکی خبر داد. این تأسیسات با هزینه ۲.۲ میلیارد دلار، قرار است در سه‌ماهه اول سال مالی ۲۰۲۸ به بهره‌برداری تجاری برسد.

تأکید بر سهم بالای مشارکت دولت در این پروژه‌ها حائز اهمیت است. برای نیپون استیل - ۱.۷۵ میلیارد دلار، برای جی‌اف‌ای استیل - ۶۹۰ میلیون دلار. تأمین مالی تحت قانون ارتقای تحول سبز جی‌اکس ارائه خواهد شد.

اما نه، دولت پول مالیات‌دهندگان ژاپنی را صرف کوره قوس الکتریکی نخواهد کرد. این بودجه به شکل اعتبار مالیاتی اختصاص داده می‌شود. به ازای هر تن فولاد سبز تولید شده در تأسیسات جدید، شرکت‌ها ۱۴۹ دلار اعتبار مالیاتی دریافت خواهند کرد. البته منوط به رعایت چند شرط:

گذار از کوره‌های دوار-کوره به کوره‌های قوس الکتریکی؛
تولید فولاد الکتریکی با کیفیتی که بدتر از قبل با روش کوره بلند-کنورتور نباشد؛
هزینه پروژه‌های سرمایه‌گذاری نباید کمتر از ۸۱ میلیون دلار باشد، ظرفیت کوره قوس الکتریکی جدید نباید کمتر از ۲۰۰ هزار تن در سال باشد؛
بدیهی است که هر شرکتی، حتی اگر بزرگترین شرکت هم نباشد، به راحتی این معیارها را در چارچوب تحول سبز برآورده می‌کند. رسانه‌های ژاپنی این ابتکار عمل را «پیشنهاد نسبتاً سخاوتمندانه‌ای» از سوی دولت نامیدند. و می‌توان با آنها موافق بود. با این حال، افراد بدبینی نیز وجود دارند که هنوز تصمیم نگرفته‌اند.

شرکت کوبه استیل، سومین فولادساز بزرگ، در ماه مه 2025 اعلام کرد که بودجه سرمایه‌گذاری کربن‌زدایی خود را برای سال‌های 2024-2026 از 2.09 میلیارد دلار به 1.05 میلیارد دلار کاهش خواهد داد. این شرکت توضیح داد که هیئت مدیره این تصمیم را در بحبوحه نگرانی‌های سهامداران گرفته است. آنها معتقدند که تأثیر تحول سبز و هزینه‌های مرتبط با آن بر رقابت‌پذیری محصولات آینده به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است.

در عین حال، کوبه استیل بر تعهد خود به هدف قبلی خود مبنی بر کاهش 30 درصدی انتشار CO2 تا سال 2030 تأکید کرد. اما تاکنون، این تنها بازیگر بزرگی است که گذار به کوره قوس الکتریکی را آغاز نکرده است. این شرکت هنوز در حال ارزیابی امکان ساخت یک کوره الکتریکی جدید برای جایگزینی کوره بلند در کاکوگاوا است. این پروژه قرار است پس از سال 2030 آغاز شود.

در عین حال، تلاش‌های کوبه استیل بر افزایش سهم قراضه در خوراک ذوب آهن، استفاده از زیست‌توده برای تولید برق (e/e) و بهبود بیشتر بهره‌وری انرژی (یعنی روی BAT) متمرکز شده است. همانطور که اشاره شد، بعید است که به کاهش 30 درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای دست یابند.

جالب اینجاست که جاه‌طلبانه‌ترین اهداف توسط شرکت فولاد توکیو، بزرگترین تولیدکننده فولاد الکتریکی، تعیین شده است. میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای این شرکت در حال حاضر کمتر از شرکت‌های فوق است، حدود ۱.۷ تن به ازای هر ۱ تن فولاد نهایی. از جمله محدوده ۱ برای فولاد گرم نورد گرم - ۰.۶۸۳ تن، برای فولاد گرم نورد گرم - ۰.۶۲۲ تن. با این وجود، فولاد توکیو قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را در مقایسه با سال ۲۰۱۳، ۴۰ درصد کاهش دهد. قرار است با افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر به ۴۰ درصد، به این هدف دست یابد.

ضمناً، شرکت فولاد توکیو و دیگر شرکت‌های فولادسازی برقی از قانون رهبری GX که خرید فولاد سازگار با محیط زیست را در اولویت قرار می‌دهد، متضرر شده‌اند. این قانون به سند دیگری اشاره دارد که «فولاد متعادل» را تعریف می‌کند، یعنی «محصولات کم انتشار» که در فرآیند سنتی BF-BOF تولید می‌شوند. و هیچ اشاره‌ای به فولاد EAF نشده است.

واضح است که مقامات ژاپنی در درجه اول می‌خواستند مشوق‌هایی برای کربن‌زدایی از ظرفیت کوره‌های ذوب-کوره‌های ذوب آهن که بیشترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را تولید می‌کند و نیاز به سرمایه‌گذاری‌های هنگفت دارد، ارائه دهند. اما این امر تبعیض علیه شرکت‌هایی است که در حال حاضر بدون هیچ هزینه اضافی فولاد سبز تولید می‌کنند.

به طور مشابه، قانون مصوب قبلی در مورد ارتقای تدارکات سبز نیز به همین شکل است. این قانون نیز صراحتاً به فولاد الکتریکی اشاره نمی‌کند. اما در مورد «فولاد متعادل» صحبت می‌کند. بحث‌ها در مورد اصلاحیه مناسب این سند در حال انجام است.

یک انگیزه مهم که می‌تواند گذار به کوره‌های قوس الکتریکی را تسریع کند، معرفی هزینه انتشار گازهای گلخانه‌ای است. بازار معاملات انتشار CO2 باید از سال 2026 عملیاتی شود. جزئیات کوره‌های قوس الکتریکی ژاپن هنوز در دست بررسی است و به طور رسمی تصویب نشده است.

ظرافت‌های ژاپنی
یکی از ویژگی‌های مهم کربن‌زدایی فولاد ژاپن، همکاری نزدیک فعالان بازار است. برخلاف کره جنوبی که در آن هر کس راه خود را در توسعه راه‌حل‌های فناورانه طی می‌کند.

در سال ۲۰۲۲، شرکت‌های نیپون استیل، جی‌اف‌ای استیل و کوبه استیل به همراه مرکز تحقیق و توسعه فلزات ژاپن، کنسرسیوم فولادسازی هیدروژنی را تشکیل دادند. این کنسرسیوم که توسط صندوق نوآوری سبز NEDO پشتیبانی می‌شود، پروژه Super Course50 را راه‌اندازی کرده است. هدف آن کاهش ۵۰ درصدی انتشار CO2 در تولید کوره بلند با استفاده از H2 گرم شده خارجی به همراه کک است.

به عنوان بخشی از پروژه Super Course50، یک کوره بلند آزمایشی کوچک در کارخانه Tiba شرکت JFE Steel ساخته شده است. این مرکز اکنون در مقایسه با واحدهای معمولی به کاهش ۳۳ درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای دست یافته است. تحقیقات در حال انجام است.

این نشان می‌دهد که شرکت‌های ژاپنی تا سال ۲۰۵۰ برنامه‌ای برای گذار کامل به کوره‌های قوس الکتریکی ندارند. آن‌ها این موضوع را با عدم توانایی در تولید انواع خاصی از فولاد با حاشیه سود بالا، از جمله فولاد الکتریکی، در کوره‌های الکتریکی توضیح می‌دهند. علاوه بر این، استراتژی این است که از تجهیزات موجود به حداکثر استفاده شود. در حالی که کوره قوس الکتریکی نیاز به ساخت تجهیزات جدید در کل زنجیره فرآیند دارد.

در عین حال، همانطور که هیدئوکی سوزوکی، مدیر اجرایی محیط زیست نیپون استیل، تأکید کرد، استفاده از H2 در کوره‌های بلند به معنای کنار گذاشتن کامل کک نیست. بنابراین، قرار است حجم باقی‌مانده از انتشار گازهای گلخانه‌ای با کمک CCUS خنثی شود.

نیپون استیل در حال کار بر روی پیشرفت‌های مربوطه است. و همه چیز به قیمت این موضوع بستگی دارد. اکنون این شرکت موفق شده است به ۱۴۹ دلار در هر تن CO2 دست یابد و این بهترین دستاورد مهندسان ژاپنی است. اما واضح است که هزینه هر ۱ تن فولاد تمام شده بسیار بالاست. بنابراین، صحبت در مورد آمادگی برای استفاده تجاری خیلی زود است. به گفته سوزوکی، خیلی چیزها به راه‌حل‌های فنی در صنایع مرتبط، در درجه اول از نظر حمل و نقل و ذخیره کربن، بستگی دارد. و پیش‌بینی پیشرفت بسیار دشوار است.

در همین حال، شرکت فولاد JFE در حال بررسی امکان دفن کربن از تأسیسات خود در مالزی است.

نکته جالب دیگر این است که ژاپن یکی از تامین‌کنندگان اصلی قراضه فولاد به بازار جهانی است.

با این وجود، شرکت‌های محلی در تأمین مواد اولیه برای ظرفیت‌های آینده کوره‌های قوس الکتریکی (EAF)، نه به این منبع، بلکه به HBI/DRI متکی هستند.

* نیپون استیل در حال توسعه فناوری برای تولید DRI با استفاده از H2 از سنگ آهن کم‌عیار (فناوری‌های موجود از مواد بسیار غنی‌شده استفاده می‌کنند)، عمدتاً از ذخایر استرالیا، است. علاوه بر این، نیپون استیل تمایل خود را برای مشارکت در پروژه‌های یکپارچه خارجی شامل استخراج سنگ آهن، تولید H2 سبز و DRI نشان داده است.

* شرکت فولاد JFE در استراتژی خنثی‌سازی کربن خود، تعهد خود را برای استفاده از HBI/DRI مبتنی بر هیدروژن کم‌کربن نیز اعلام کرده است. این شرکت با همکاری فولاد امارات، در ساخت یک کارخانه DRI با ظرفیت ۲.۵ میلیون تن در سال در امارات متحده عربی سرمایه‌گذاری کرده است. انتظار می‌رود ۵۰٪ از تولید برای کارخانه‌های فولاد JFE در ژاپن تأمین شود .

در میان شرکت‌های بزرگ، تنها توکیو استیل در نقشه راه خود بر افزایش جمع‌آوری قراضه تأکید دارد.

اجزای سبز: H2 و RES
در سال ۲۰۲۰، اولین نیروگاه ۱۰ مگاواتی هیدروژن سبز ژاپن به بهره‌برداری رسید. طرح سیاست انرژی ژاپن (7-SEP) که در پایان سال ۲۰۲۴ به‌روزرسانی شد، قصد دارد ظرفیت الکترولیز هیدروژن را تا سال ۲۰۵۰ به ۱۵ گیگاوات افزایش دهد. تولید هیدروژن سبز باید تا سال ۲۰۳۰ به ۰.۳ میلیون تن و تا سال ۲۰۵۰ به ۵ تا ۱۰ میلیون تن افزایش یابد. در عین حال، بخش قابل توجهی از این منبع همچنان وارداتی خواهد بود.

ژاپن از قبل زیرساخت‌های لازم برای چنین وارداتی را دارد. در پایان سال ۲۰۲۱، ساخت یک ترمینال ویژه برای انتقال H2 مایع در بندر کوبه به پایان رسید. و در فوریه ۲۰۲۲، اولین محموله را از استرالیا دریافت کرد.

در عین حال، انتظار می‌رود هزینه‌های تحویل تا سال ۲۰۳۰ به ۲.۲۵ دلار در هر کیلوگرم و تا سال ۲۰۵۰ به ۱.۵ دلار در هر کیلوگرم کاهش یابد. در عین حال، نیپون استیل تخمین می‌زند که برای پذیرش گسترده فناوری‌های هیدروژنی در صنعت فولاد، قیمت‌ها نباید از ۰.۶ دلار در هر کیلوگرم بیشتر باشد.

انجمن هیدروژن ژاپن (JH2A) به نوبه خود معتقد است که تا سال ۲۰۵۰، صنعت فولاد به تنهایی به ۲۰ میلیون تن هیدروژن در سال نیاز خواهد داشت، در حالی که کل تقاضای اقتصاد ژاپن به ۷۰ میلیون تن خواهد رسید. در چنین حالتی، حجم تولید و واردات اعلام شده به وضوح ناکافی است.

انرژی‌های تجدیدپذیر در ژاپن از اواسط دهه ۲۰۱۰ شروع به توسعه کردند و سرعت راه‌اندازی ظرفیت‌های جدید پس از سال ۲۰۲۰ به طور قابل توجهی افزایش یافت. با این وجود، می‌توان شیگرو ایشیبا، نخست‌وزیر فعلی، را یک «انقلابی انرژی» نامید.

طرح 7-SEP که توسط دولت او تصویب شد، برای اولین بار رسماً تعهد آشکاری را برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی که نقش کلیدی در بخش انرژی ملی دارند، اعلام کرد و انرژی تجدیدپذیر به عنوان اولویت و منبع غالب در سیاست انرژی ژاپن اعلام شد.

علاوه بر این، قانون 7-SEP تابوی توسعه انرژی هسته‌ای را که توسط مقامات در سال ۲۰۱۱ پس از حادثه معروف فوکوشیما وضع شده بود، لغو کرد. اگرچه انرژی هسته‌ای به عنوان انرژی سبز طبقه‌بندی نمی‌شود، با این وجود محصولی بدون کربن است که به کربن‌زدایی اقتصاد، از جمله متالورژی، کمک می‌کند.

عکس - فولاد سبز ژاپنی

مرکز تحقیقات گذار آسیا تخمین می‌زند که گذار به کوره‌های قوس الکتریکی در ژاپن به ۳ تراوات ساعت برق سبز اضافی نیاز خواهد داشت . این مقدار معادل ۰.۵٪ از کل تولید تا سال ۲۰۳۰ و ۵ تا ۷٪ تا سال ۲۰۵۰ برای دستیابی به فولادسازی با انتشار صفر است. بر این اساس، صنعت فولاد باید ۷ تا ۸٪ از کل تولید انرژی‌های تجدیدپذیر را در سال ۲۰۴۰ به خود اختصاص دهد. این هدف کاملاً واقع‌بینانه است.

بنابراین، مدل ژاپنی کربن‌زدایی متالورژی با ترکیبی از دو راه‌حل مهندسی شناخته‌شده امروزی مشخص می‌شود: گذار به کوره قوس الکتریکی و معرفی فناوری‌های هیدروژن برای تولید کوره بلند همراه با واحد کربن‌زدایی متمرکز (CCUS).

یک سیاست محتاطانه دولتی، از جمله حمایت مالی از صنعت، به عنوان کلید موفقیت آینده عمل می‌کند. ارائه اعتبارات مالیاتی به شرکت‌ها می‌تواند ابزاری بسیار مؤثرتر از یارانه‌ها و کمک‌های مالی کمیسیون اروپا برای فولادسازان اروپایی باشد.