فولادمبارکه، بنچ‌مارک مصرف انرژی صنعت فولاد

با توجه به اینکه دو روش اصلی تولید فولاد در جهان روش کوره بلند و قوس الکتریکی هستند، در هر دو روش، با ظهور تکنولوژی‌های جدید، روش‌های بازیافت انرژی، شارژ داغ آهن‌اسفنجی و اسلب و روش‌های مختلف صرفه‌جویی، مصرف انرژی به ازای هر تن محصول در سطح جهانی در حال کاهش است. هرچند برای مقایسه، فاکتورهای مختلفی باید مد نظر قرار گیرند که برخی از آن‌ها عبارت‌اند از نوع فرایند تولید فولاد، عمر تکنولوژی، شرایط مواد اولیه و راندمان‌های تبدیل انرژی، به‌ طور کلی، می‌توان گفت که مصرف انرژی در شرکت‌های پیشرو در سطح جهانی در حال کاهش است.

برای نمونه، در شرکت فولاد مبارکه انرژی مورد نیاز برای نواحی مختلف از دو منبع انرژی الکتریکی و گاز طبیعی تامین می‌شود. گاز طبیعی در فولاد مبارکه در واحدهای نیروگاهی، گندله‌سازی، نورد گرم و نورد سرد به عنوان سوخت و در واحد احیای مستقیم به عنوان خوراک مطرح است. بیش از ۶۰ درصد گاز مصرفی شرکت فولاد مبارکه به مدول‌های احیای مستقیم اختصاص دارد که به عنوان خوراک در فرایندها به کار می‌رود که در آن گاز متان شکسته می‌شود و به عنوان گاز احیاکننده در این واحد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انرژی الکتریکی نیز در واحدهای فولادسازی در چند محل مصرف می‌شود. این انرژی به عنوان محرک فرایند برای تغذیه الکتروموتورها و روشنایی و بسیاری از واحدهای تولید از جمله واحدهای گندله‌سازی، احیای مستقیم، فولادسازی، نورد سرد و گرم و واحدهای سرویسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از سوی دیگر، انرژی لازم برای ذوب آهن اسفنجی یعنی در کوره‌‎های قوس الکتریکی از انرژی الکتریکی تامین می‌شود. بیش از ۶۰ درصد انرژی الکتریکی شرکت فولاد مبارکه در ناحیه فولادسازی به این منظور مصرف می‌شود. در حالت کلی، می‌توان گفت که بیشترین انرژی حرارتی در واحد احیای مستقیم و بیشترین انرژی الکتریکی در ناحیه فولادسازی مصرف می‌شود.

مصرف انرژی، رويکرد اساسی شرکت فولاد مبارکه

به طور کلی و در راستاي سياست‌های كلان بهينه‌سازی مصرف انرژی و توسعه پايدار در سطح كشور، كميته عالي انرژی در شرکت فولاد مبارکه با رياست معاون بهره‌برداری و عضويت مديران واحدهای مرتبط تشكيل شده است. اهداف اين كميته عبارت‌اند از سياست‌گذاری به منظور تامين انرژی مطمئن برای حال و آينده شركت، رساندن شاخص‌های مصرف انرژی به استانداردهای جهانی در مقايسه با رقبا، بهينه‌سازی مصرف انرژی برای كاهش قيمت تمام‌شده محصول، حفظ شاخص‌های زيست‌محيطی و استقرار نظام مديريت انرژی.

برای تحقق اهداف فوق، مميزي انرژی در كليه واحدهای توليدی و پشتيبانی با هدف يافتن نقاط اتلاف انرژی و بهبود آن‌ها انجام شده است كه از نتايج آن در واحدهاي مختلف به منظور تعريف پروژه‌های بهبود و كاهش اتلاف انرژي استفاده می‌شود. همچنين آموزش‌های مديريت مصرف انرژی در كليه رده‌های سازمانی به منظور ايجاد ديد اتلاف‌بين به كاركنان داده می‌شود تا از حداكثر ظرفيت نيروی انسانی در دستيابی به اين مهم استفاده شود. همچنین شرکت فولاد مبارکه در سال ۱۳۹۴ موفق به دریافت گواهینامه استاندارد مدیریت انرژی (ایزو ۵۰۰۰۱) شده است. در سال‌های اخیر، اجرای فعاليت‌های بهينه‌سازی مصرف انرژی و فرصت‌های بهبود حاصل از مميزی به ترتيب اولويت به شرح زیر بوده است:

• فعاليت‌هايي كه با صرف هزينه كم و يا اصلاح روش كارها و دستورالعمل‌ها باعث كاهش و بهينه‌سازی مصرف انرژی می‌شوند؛
• پروژه‌هايی كه با صرف هزينه متوسط، منجر به كاهش يا بهينه‌سازی مصرف انرژی می‌شوند؛
• پروژه‌هايی كه انجام آن‌ها مستلزم تغيير فرايند و ماشين‌آلات و صرف هزينه زياد است.

در اینجا صرفا به انجام دو پروژه مهم در راستای مصرف بهینه انرژی در شرکت فولاد مبارکه در سال‌های اخیر اشاره می‌شود:

• بازيافت انرژي از دود خروجي نيروگاه گازي براي توليد بخار سوپرهيت به منظور مصرف در نيروگاه بخار؛
• احداث نيروگاه «CHP» به منظور توليد همزمان برق (با راندمان بالا) و حرارت.

اهميت تکنولوژی در مصرف انرژی

تاثیر تکنولوژی در مصرف انرژی واحدها امری قابل‌ارزیابی است. باید توجه کرد که در هر زیرفرایندی از فرایندهای تولید فولاد، با توجه به پیشرفت تکنولوژی، روش‌های صرفه‌جویی انرژی مربوط به آن فرایند نیز به کار گرفته شده‌اند و به همین دلیل، در استاندارد  مصرف انرژی در فرایندهای آهن و فولاد در کشورمان این موضوع مد نظر بوده و معیار مصرف مجاز انرژی در کارخانه‌های جدیدالاحداث سخت‌گیرانه‌تر و کمتر از کارخانه‌های موجود است.

در اینجا باید بیان کرد که تمام واحدهای فولاد مبارکه در حد مجاز استاندارد ملی آهن و فولاد و آهک قرار دارند و در برخی نواحی، مانند فولادسازی، مصرف ویژه انرژی بسیار کمتر از حد مجاز تعیین‌شده توسط استاندارد ملی است. البته در بعضی از واحدها، از جمله گندله‌سازی، مصرف انرژی در حد بنچ‌مارک جهانی است.

گفتنی است که در سطح جهان، بنچ‌مارک‌هایی از سوی فولادسازان معرفی می‌شود، اما در ایران، استانداردهای تعیین‌شده حتی به نوع فرایند هم اشاره می‌کنند و بیشینه مصرف انرژی نیز برای فولادسازان تعیین شده است. این اعداد، مقادیر مشخصی هستند که از این نظر بعضی از قسمت‌های مصرف‌کننده انرژی، از جمله واحدهای گندله‌سازی فولاد مبارکه در سطح کشور، شرایطی ایدئال دارند. بدیهی است که مصرف انرژی در ایران با کشورهای پیشرفته فاصله دارد و فولاد مبارکه تلاش می‌کند این فاصله را کاهش دهد.

شاخص‌های انرژی با معیار گیگاژول به ازای هر تن تولید محاسبه می‌شوند. مصرف جهانی انرژی از ابتدای فرایند تا انتهای نورد گرم بین ۲۰ تا ۳۳ گیگاژول بر تن است که این عدد در فولاد مبارکه به حدود ۲۷گیگاژول بر تن می‌رسد که به معنای مصرف انرژی در حدود متوسط مصرف در سطح جهان است. برخی کشورها، از جمله آلمان و ژاپن، وضعیت بهتری در مصرف انرژی دارند. البته در واحد گندله‌سازی، مصرف انرژی در حد بنچ‌مارک جهانی است.

از زمان اجرای طرح هدفمندسازی یارانه‌ها و افزایش قیمت حامل‌های انرژی، سهم این هزینه‌ها از مجموع بهای تمام‌شده در شرکت افزایش یافته است که خود این امر باعث شده تا پروژه‌های صرفه‌جویی انرژی با جدیت بیشتری پیگیری شوند. در حال حاضر، حدود ۱۰درصد از هزینه‌های فرایند تولید در شرکت فولاد مبارکه سهم حامل‌های انرژی است.

چشم‌اندازهايی برای کاهش مصرف

شرکت فولاد مبارکه، با توجه به طرح‌های توسعه این مجموعه برای سال‌های آینده، دو سیاست کلی را برای کاهش میزان انرژی مصرفی خود مد نظر قرار داده است:

• استفاده از تکنولوژی‌های با مصرف کمتر انرژی در فرایند طرح‌های توسعه

این مورد را می‌توان با نمونه‌های انجام‌شده در شرکت توضیح داد. برای ‌مثال، مصرف انرژی مدول‌های احیای مستقیم جدید که حدود ۶ سال است به بهره‌برداری رسیده‌اند، نسبت به مدول‌های قدیمی، به ازای هر تن محصول تولیدی ۱۰ درصد کمتر است. هچنین مصرف انرژی الکتریکی در واحدهای جدید اکسیژن در فولاد مبارکه نسبت به واحدهای قدیمی (به ازای هر متر مکعب اکسیژن) کاهش قابل‌توجه حدود ۲۰ درصدی را نشان می‌دهد. این امر نشان می‌دهد که فولاد مبارکه توانسته است تاثیرات تکنولوژی بر کاهش مصرف انرژی را به‌خوبی دنبال کند. باید توجه داشت که از نظر عملی، امکان نوسازی پیوسته کارخانه در بازه‌های زمانی کوتاه‌مدت امکان‌پذیر نیست و صرفا در زمینه طرح‌های توسعه، ایجاد چنین شرایطی ممکن است، مانند واحد جدید نورد گرم که در برنامه توسعه قرار گرفته است. در این واحد، استانداردهای لازم در زمینه مصرف آب و انرژی مورد توجه قرار گرفته‌اند.

• کاهش اتلافات حرارتی و همچنین بازیافت انرژی‌های اتلافی

تلفات در مصرف انرژی در فرایند تولید گریزناپذیر است، اما مسئله مهم‌، توجه به کاهش این تلفات است. در مسئله اتلافات، ذکر این نکته قابل‌توجه است که هر قدر واحدها تولید پیوسته‌تری داشته باشند، بهره‌وری در مصرف انرژی افزایش می‌یابد. شایان‌ذکر است که از ابتدای بهره‌برداری از واحدها تا به امروز ــ بدون در نظر گرفتن بهینه‌سازی‌های انجام‌شده ــ به دلیل افزایش بهره‌وری در تولید، شاهد بهره‌وری در مصرف انرژی نیز بوده‌ایم. در واحدهایی که بهره‌وری تولید و فعالیت در زمینه کاهش انرژی به صورت توامان اتفاق افتاده، تاثیر این بهره‌وری بسیار مشهودتر بوده است. سایر فرایندهایی که برای کاهش مصرف انرژی در فولادسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند پیش‌گرم کردن آهن‌اسفنجی و قراضه و شارژ گرم اسلب به واحدهای نورد گرم و نظایر آن، به کاهش مصرف انرژی منتهی می‌شود.

در مورد بازیافت انرژی، استفاده از بویلر بازیافت حرارت در نیروگاه فولاد مبارکه بزرگ‌ترین پروژه مستقیم مربوط به مدیریت انرژی و محیط‌زیست در شرکت فولاد مبارکه بوده است که با انجام آن از حرارت اتلافی دودکش نیروگاه گازی به منظور تولید بخار و مصرف آن در نیروگاه بخار شرکت استفاده می‌شود. انجام این پروژه به صرفه‌جویی بیش از ۱۲ هزار نرمال متر مکعب گاز طبیعی در ساعت انجامیده و این پروژه، به دلیل کاهش انتشار گاز دی‌اکسید کربن، در سایت کنوانسیون تغییر آب‌وهوای سازمان ملل متحد در قالب طرح «CDM» (مکانیسم توسعه پاک) درج شده است که می‌تواند بخشی از تعهد کشورمان به کاهش انتشار دی‌اکسید کربن را پوشش دهد.

بيش از ۶۰ درصد گاز مصرفی شرکت فولاد مبارکه به مدول‌های احيای مستقيم اختصاص دارد که به عنوان خوراک در فرايندها به کار می‌رود که در آن گاز متان شکسته می‌شود و به صورت گاز احياکننده در اين واحد مورد استفاده قرار می‌گيرد.

لزوم مديريت مصرف آب در صنعت فولاد

مسئله آب و مدیریت آن به طور روزافزونی به موضوع اصلی بحث‌های جهانی در توسعه پایدار تبدیل شده است. این توجه ناشی از افزایش تقاضا، کمبود روزافزون و یا کاهش کیفیت آب در بسیاری از مناطق است. این مسائل ضرورت درک بهتر پیامدهای مربوط به آب به عنوان پایه و اساس بهبود مدیریت آب در سطح محلی، منطقه‌ای، ملی و جهانی را نشان می‌دهند. واقع شدن شرکت فولاد مبارکه در منطقه خشک آب‌وهوایی و خشکسالی‌های اخیر باعث انجام پروژه‌های متعدد در زمینه صرفه‌جویی در مصرف آب شده است که بعضا متفاوت‌اند و پرهزینه‌تر از پروژه‌های فولادسازان احداث‌شده در مجاور منابع آبی هستند.

شرکت فولاد مبارکه، با رویکرد مناسبِ تعریف‌شده در حوضه آب با الگوبرداری از شرکت‌های موفق در دنیا و استفاده از تکنولوژی‌های روز جهان در زمینه تصفیه و استفاده مجدد پساب، سعی کرده است جزو شرکت‌های پیشرو در این زمینه در کشور باشد. مصرف آب در شرکت فولاد مبارکه نسبت به متوسط مصرف آب شرکت‌‎های بزرگ فولادی جهان بسیار کمتر است. در بررسی‌های انجام‌شده در سطح کشور و جهان، هیچ‌کدام از رقبای شرکت فولاد مبارکه مصرف کمتری در زمینه آب مصرفی به ازای هر تن تولید را ندارند و شرکت فولاد مبارکه در این زمینه یک بنچ‌مارک محسوب می‌شود.

از جمله رویکردهای شرکت فولادمبارکه در حوزه آب می‌توان به بهینه‌سازی و کاهش مصرف آب در فرایندهای تولید اشاره کرد که در پنج محور تهیه، طراحی و اجرا شده است:

• بهینه‌سازی مصرف آب با کاهش تلفات در شبکه‌های توزیع؛
• بهینه‌سازی مصرف آب با تغییرات در برج‌های خنک‌سازی آبِ در گردش؛
• بهینه‌سازی مصرف آب با جایگزینی قسمتی از آب تازه با پساب تصفیه‌شده صنعتی و شهری؛
• تصفیه و بازچرخانی چندین‌باره آب در فرایندهای تولید؛
• بهینه‌سازی مصرف آب با ذخیره‌سازی فصلی آب‌های سطحی و باران و پساب تصفیه‌شده به منظور استمرار تولید.
  انتهای پیام/