زیست توده ( Biochar) چگونه صنعت فولاد هند را متحول می کند؟

به گزارش معدن نیوز - وزارت فولاد دولت هند، یک کارگروه جداگانه برای مطالعه امکان سنجی، چشم اندازها و چالش های استفاده از مشتقات قانونی زیست توده در تولید آهن و فولاد با هدف کاهش انتشار کربن از طریق جایگزینی جزئی زغال سنگ و کک تشکیل داده است.
این وزارتخانه قبلاً 13 گروه ویژه برای بررسی جنبه های مختلف کربن زدایی صنعت فولاد تشکیل داده بود و توصیه هایی که قبلاً توسط گروه های کاری مختلف به وزارت ارائه شده بود به زودی پس از تصویب، عمومی خواهد شد. چهاردهمین کارگروه وظیفه بررسی استفاده از زیست توده در قالب بیوچار در صنعت فولاد را بر عهده گرفته است.

بیوچار چیست؟
زیست توده یک ماده آلی تجدیدپذیر است که از گیاهان و حیوانات به دست می آید و حاوی انرژی شیمیایی ذخیره شده است. می‌توان آن را مستقیماً برای گرما سوزاند، به سوخت‌های مایع و گازی تجدیدپذیر تبدیل کرد یا در فرآیندهای صنعتی مانند فولادسازی استفاده کرد.
زغال چوب ساخته شده از ضایعات آلی (منابع انرژی زیست توده) بیوچار نامیده می شود که از طریق فرآیندی به نام پیرولیز تولید می شود. Biochar می تواند نقش مهمی را با جایگزینی نسبتی از منابع کربن فسیلی ایفا کند:
به عنوان یک کاهنده
به عنوان منبع کربن آلیاژی
به عنوان جایگزینی برای انرژی فسیلی در سایر فرآیندها

بیوچار در فولادسازی
یکی از مقامات ارشد وزارت فولاد گفت: «بیوچار پتانسیل قابل توجهی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در آهن‌سازی کوره بلند و همچنین در کوره‌های دوار برای تولید DRI بدون تغییر در تجهیزات یا طراحی دارد».
چگونه می توان از بیوچار برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در صنعت فولاد استفاده کرد؟
زغال سنگ در حال حاضر به صورت تجاری برای جایگزینی نسبتی از زغال سنگ مورد استفاده در کوره های بلند، عمدتاً در برزیل، استفاده می شود. برخی از کوره‌های بلند کاملاً بر روی بیومس کار می‌کنند، اما استحکام نسبی زغال‌سنگ در مقایسه با کک به این معنی است که اینها در اصطلاح صنعتی کوچک‌تر هستند.
در کوره‌های بلند بزرگ، ویژگی‌های خاصی از مخلوط کک برای ایجاد استحکام کافی بار و نفوذپذیر نگه داشتن بستر مورد نیاز است. بنابراین، تنها جایگزینی جزئی از کک متالورژیکی امکان پذیر است.
Biochar به طور بالقوه می تواند جایگزین زغال سنگ مورد استفاده برای تزریق زغال سنگ پودر شده (PCI) در کوره بلند شود.

چشم انداز
تحقیقات نشان می دهد که زیست توده مبتنی بر چوب، با کربن بالا و محتوای خاکستر کمتر، می تواند جایگزینی جزئی در تولید کک باشد، در حالی که به عنوان یک تزریق BF پتانسیل بسیار زیادی برای جایگزینی PCI دارد.
در هند، زیست توده مبتنی بر بامبو به عنوان راهی ایده آل شناخته شده است. همچنین این پتانسیل را دارد که مقداری از زغال سنگ حرارتی را در تولید DRI مبتنی بر کوره دوار بدون هیچ گونه تغییری که در فرآیند یا تجهیزات موجود مورد نیاز است جایگزین کند.

چالش ها
یکی از منابع وزارت فولاد گفت که یکی از چالش‌های کلیدی با پذیرش زیست توده برای جایگزینی بخشی از زغال سنگ حرارتی در تولید DRI، که هزینه آن است. زغال‌سنگ حرارتی ارزان‌تر است و زنجیره‌های تامین جهانی راه‌اندازی می‌شود. هزینه تولید، فرآوری، حمل و نقل بیوچار و به ویژه انرژی حرارتی مورد نیاز در پیرولیز به هزینه آن می افزاید.
زنجیره های تامین قوی برای جابجایی مقادیر زیادی از مواد خام (زغال سنگ، سنگ آهن، آهک و قراضه) مورد نیاز در فولادسازی مدرن وجود دارد. یک مقاله در انجمن جهانی فولاد (WSA) اشاره می‌کند که زنجیره‌های تامین مشابهی برای جمع‌آوری بیومس در حجم بالا، تبدیل و پردازش و تحویل آن به‌طور قابل اعتماد به تاسیسات تولید فولاد باید توسعه یابند.
تقاضا برای مواد اولیه انرژی زیستی در طول سال ها چند برابر شده است که منجر به درگیری های مربوط به استفاده از زمین شده است. رقابت برای زمین های قابل کشت مورد نیاز برای تولید مواد غذایی و الیاف یکی دیگر از مسائل مهم در مورد تولید زیست توده است.