الفرن الكهربائي مقابل الفرن العالي: انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والتكاليف ومستقبل صناعة الصلب

تعريف الفرن الكهربائي مقابل الفرن العالي
يستخدم الفرن العالي (BF) خام الحديد وفحم الكوك لإنتاج الحديد المصهور، والذي يتم تحويله بعد ذلك إلى صلب في فرن الأكسجين القاعدي (BOF). بينما يستخدم الفرن الكهربائي (EAF) أقواسًا كهربائية عالية الجهد لصهر خردة الصلب وتحويلها إلى صلب سائل. تبعث مسارات الفرن العالي حوالي 2.33 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الصلب، بينما تبعث مسارات الفرن الكهربائي حوالي 0.77 طن. تنقسم صناعة الصلب العالمية تقريبًا إلى 70% بنظام BF-BOF و30% بنظام EAF، لكن هذا التوازن يتغير مع تزايد ضغوط خفض الكربون.

---

جدول المحتويات

1. مسار الفرن العالي: من خام الحديد إلى الصلب
2. مسار الفرن الكهربائي: من الخردة إلى الصلب
3. مقارنة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
4. مقارنة التكلفة: التكاليف الرأسمالية والتشغيلية
5. ما لا يمكن للفرن الكهربائي إنتاجه: قيود درجات الصلب
6. الحصة العالمية: لماذا يوجد تقسيم 70/30؟
7. DRI بالهيدروجين الأخضر: المسار الثالث
8. ماذا يعني هذا لتجارة السلع
9. الأسئلة الشائعة
10. النقاط الرئيسية

---

مسار الفرن العالي: من خام الحديد إلى الصلب

كان الفرن العالي هو تقنية صناعة الصلب المهيمنة لأكثر من 150 عامًا. وهو عملية ضخمة ومستمرة تعمل على مدار 24 ساعة في اليوم، ولمدة تصل إلى 20 عامًا بين عمليات التجديد الكبرى.

يتم شحن خام الحديد — عادة ما يكون كريات خام الحديد أو “المتكتل” (تلبيد لخامات دقيقة) بنسبة حديد تتراوح بين 62-65% — في الجزء العلوي من الفرن العالي مع الكوك (مادة كربونية مسامية يتم إنتاجها عن طريق خبز فحم الكوك في أفران بدون أكسجين) والحجر الجيري (مادة صاهرة لإزالة الشوائب).

يتم ضخ الهواء الساخن (المُغنى أحيانًا بالأكسجين) في الأسفل من خلال فوهات تسمى المنافاخ (tuyeres). يحترق الكوك ويولد درجات حرارة تتجاوز 1500 درجة مئوية. يعمل أول أكسيد الكربون الناتج عن احتراق الكوك على اختزال أكسيد الحديد في الخام إلى حديد مصهور. يتفاعل الحجر الجيري مع الشوائب (السيليكا والألومينا) لتكوين خبث (slag) — وهو سائل أخف يطفو فوق الحديد ويتم تصريفه بشكل منفصل.

يتم تصريف الحديد المصهور — الذي يسمى حديد صب (pig iron) أو معدن ساخن (hot metal) — من قاع الفرن إلى عربات نقل ويُنقل إلى فرن الأكسجين القاعدي (BOF). في فرن BOF، يتم ضخ الأكسجين النقي عبر المعدن الساخن بسرعة عالية، مما يحرق الكربون الزائد والشوائب الأخرى بسرعة (في حوالي 20 دقيقة)، ويحول حديد الصب إلى صلب مصهور.

يُصب الصلب بعد ذلك في شكل ألواح أو كتل لعمليات الدرفلة والتصنيع اللاحقة.

يمكن لفرن عالٍ واحد كبير أن ينتج 10,000-12,000 طن من المعدن الساخن يوميًا. تشمل مجمعات الصلب المتكاملة (الفرن العالي + BOF) مصانع ArcelorMittal في بلجيكا وألمانيا، ومصانع Tata Steel في بورت تالبوت (المملكة المتحدة)، ومرافق POSCO وNSSMC الضخمة في كوريا الجنوبية واليابان.

---

مسار الفرن الكهربائي: من الخردة إلى الصلب

الفرن الكهربائي (EAF) أبسط جوهريًا من الفرن العالي. إنه في الأساس وعاء كبير مبطن بالطوب الحراري، ومجهز بثلاثة أقطاب كهربائية جرافيتية كبيرة. عندما يمر تيار كهربائي عالي الجهد عبر الأقطاب، تتولد أقواس كهربائية بينها وبين الشحنة المعدنية — حيث تتجاوز درجات الحرارة بالقرب من القوس 3500 درجة مئوية.

مادة الشحن الأساسية هي خردة الصلب — التي يتم تقطيعها وفرزها حسب النوع:

• خردة الصهر الثقيلة (HMS 1&2): الهياكل الفولاذية الكبيرة، والمعدات الصناعية المُفككة.
• الخردة المقطعة: السيارات المقطعة والأجهزة المنزلية.
• الخردة الصناعية الأولية: خردة جديدة من عمليات التشكيل، وبقايا البناء.
• حديد الاختزال المباشر (DRI) / الحديد المختزل الساخن (HBI): يُستخدم لتخفيف العناصر الشائبة (انظر قسم القيود أدناه).

يتم شحن الخردة إلى الفرن، وتُخفض الأقطاب، ويقوم القوس بصهر المادة في 40-60 دقيقة. يتم حقن الأكسجين لحرق الكربون والشوائب. ويُضاف الجير لتكوين الخبث. كما تُضاف السبائك (المنغنيز، السيليكون، الكروم) للوصول إلى التركيبة الكيميائية المستهدفة للصلب.

النتيجة هي صلب سائل يُصب في مغرفة ويُعالج في فرن مغرفة لضبط درجة الحرارة والكيمياء قبل الصب المستمر.

أفران EAF أصغر وأكثر مرونة من الأفران العالية. ينتج الفرن الكهربائي النموذجي 200-400 طن من الصلب لكل دورة صهر، مع دورات متعددة يوميًا. يمكن إيقاف مصانع EAF خلال فترات ارتفاع أسعار الكهرباء وإعادة تشغيلها — وهو أمر مستحيل مع الفرن العالي الذي يعمل باستمرار.

---

مقارنة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون

هنا يكمن الاختلاف الأكثر دراماتيكية بين المسارين.

المسار	كثافة ثاني أكسيد الكربون	مصادر الانبعاثات
BF-BOF (متكامل)	~2.33 طن CO2 لكل طن صلب	احتراق فحم الكوك، اختزال خام الحديد، استخدام الطاقة
EAF (يعتمد على الخردة)	~0.77 طن CO2 لكل طن صلب	توليد الكهرباء (الشبكة)، استهلاك الأقطاب، الصهارة
DRI-EAF (يعتمد على الغاز)	~1.0-1.4 طن CO2 لكل طن صلب	الغاز الطبيعي لاختزال DRI، الكهرباء
H2-DRI-EAF (هيدروجين أخضر)	<0.1 طن CO2 لكل طن صلب	الكهرباء المتجددة فقط

يبعث مسار BF-BOF حوالي 2.33 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الصلب الخام، وفقًا لبيانات World Steel Association. تأتي الغالبية العظمى من هذه الانبعاثات من فحم الكوك — فالكربون ضروري كيميائيًا في عملية الفرن العالي كوقود وعامل اختزال. لا يمكنك إزالة الفحم من الفرن العالي وإنتاج الحديد.

يبعث مسار EAF حوالي 0.77 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن صلب، بشكل أساسي من خلال الكهرباء المستخدمة لتشغيل القوس. يعتمد هذا الرقم بشكل حاسم على كثافة الكربون في شبكة الكهرباء. الفرن الكهربائي الذي يعمل بكهرباء متجددة بنسبة 100% يبعث ما يقرب من صفر من ثاني أكسيد الكربون المباشر، بينما يبعث الفرن الذي يعمل بكهرباء مولدة من الفحم المزيد.

في سياق الاتحاد الأوروبي: يعني تسعير الكربون ضمن نظام EU ETS (حالياً 50-70 يورو/طن CO2) أن إنتاج الصلب بنظام BF-BOF يحمل الآن تكلفة كربون مضمنة تبلغ حوالي 115-165 يورو لكل طن صلب. وهذه ميزة تنافسية سلبية كبيرة مقارنة بمنتجي EAF أو الواردات من البلدان التي لا تفرض تسعيرًا للكربون — وهو بالضبط سبب تصميم آلية حدود الكربون (CBAM) في الاتحاد الأوروبي.

---

مقارنة التكلفة: التكاليف الرأسمالية والتشغيلية

المساران لهما هياكل تكلفة متعاكسة.

التكاليف الرأسمالية (بناء المصنع):

المسار	التكلفة الرأسمالية النموذجية	ملاحظات
متكامل BF-BOF (بناء جديد، 3-4 مليون طن/سنة)	2-4 مليار دولار	يشمل الفرن العالي، أفران الكوك، BOF، مصانع الدرفلة
مصنع EAF صغير (بناء جديد، 1-2 مليون طن/سنة)	300-600 مليون دولار	أقل بكثير لكل طن من السعة

يتطلب الفرن العالي مجمعًا متكاملًا: مصنع كوك، مصنع تلبيد، فرن عالي، مصنع درفلة، وكل البنية التحتية المرتبطة. تتراوح التكلفة الرأسمالية لكل طن من السعة السنوية بين 600-1000 دولار.

يمكن بناء مصنع EAF صغير بتكلفة 300-400 دولار لكل طن من السعة السنوية. ولهذا السبب مكنت تقنية EAF شركات مثل Nucor وSteel Dynamics وCommercial Metals في الولايات المتحدة من بناء مصانع صلب إقليمية بتكلفة أقل بكثير من مجمعات الصلب المتكاملة.

التكاليف التشغيلية:

تمتلك مصانع BF-BOF تكاليف مواد خام عالية (خام الحديد + فحم الكوك) ولكن اقتصاديات وحدة قابلة للتنبؤ بمجرد تشغيل الفرن. يمثل فحم الكوك عادةً 30-40% من تكاليف تشغيل BF-BOF. لا يمكن إيقاف الفرن العالي وإعادة تشغيله بتكلفة رخيصة — فهو يعمل باستمرار أو لا يعمل على الإطلاق.

تمتلك مصانع EAF تكاليف مواد خام أقل (الخردة أرخص من الحديد الخام لكل طن) ولكنها حساسة للغاية لأسعار الكهرباء. يمكن أن تمثل الكهرباء 25-35% من تكاليف تشغيل EAF. عندما ترتفع أسعار الكهرباء — كما حدث في أوروبا عام 2022 — تقوم مصانع EAF إما بامتصاص التكلفة أو خفض الإنتاج. خفض العديد من منتجي الصلب بنظام EAF في أوروبا إنتاجهم في عام 2022 تحديدًا لأن أسعار الكهرباء جعلت صناعة الصلب غير اقتصادية.

يوفر EAF أيضًا مرونة تشغيلية: يمكن إيقاف المصانع خلال فترات ارتفاع أسعار الكهرباء وإعادة تشغيلها. وهذه ميزة ذات أهمية في أسواق الكهرباء ذات التقلبات السعرية العالية.

---

ما لا يمكن للفرن الكهربائي إنتاجه: قيود درجات الصلب

يمتلك مسار EAF قيدًا معدنيًا أساسيًا: تلوث العناصر الشائبة الناتجة عن الخردة.

خردة الصلب ليست حديدًا نقيًا. فهي تحتوي على عناصر سبائك متبقية من تركيبة الصلب الأصلي: النحاس، القصدير، النيكل، الموليبدينوم، والكروم. تبقى هذه العناصر بعد عملية الصهر ولا يمكن إزالتها بالأكسدة (على عكس الكربون والسيليكون والكبريت). وهي تتراكم في المصهور.

المذنب الرئيسي هو النحاس. يؤدي وجود النحاس في الصلب فوق مستويات معينة (عادة 0.1-0.2%) إلى تدهور قابلية التشكيل على الساخن — حيث يتشقق سطح الصلب أثناء الدرفلة على الساخن. يُسمى هذا الهشاشة على الساخن (hot shortness). بالنسبة لدرجات الصلب التجارية (حديد التسليح، القطاعات الإنشائية، قضبان الأسلاك)، تكون تفاوتات النحاس واسعة ويعمل إنتاج EAF المعتمد على الخردة بشكل جيد. أما بالنسبة للصلب المسطح مثل ألواح أجسام السيارات، والصلب الكهربائي، وعلب التغليف، يجب أن يكون النحاس منخفضًا جدًا — غالبًا أقل من 0.04%.

لا توجد طريقة عملية اقتصاديًا لإزالة النحاس من الصلب السائل بمجرد وجوده في المصهور. الحل الوحيد هو التخفيف — إضافة حديد خام (حديد صب، DRI، أو HBI) الخالي من النحاس. تقوم مصانع EAF التي تنتج صلبًا مسطحًا عالي الجودة (مثل مصنع Nucor في كروفوردسفيل) بذلك بالضبط، من خلال مزج حديد الصب أو DRI مع الخردة.

النتيجة العملية: تظل أسواق صلب السيارات، والصلب الكهربائي، والصلب المسطح عالي الجودة مُخدمة إلى حد كبير من قبل منتجي BF-BOF المتكاملين لأنهم يستخدمون خامات أولية خالية من تلوث العناصر الشائبة. يتفوق EAF في المنتجات الطويلة (حديد التسليح، القطاعات، قضبان الأسلاك) والمنتجات المسطحة ذات الجودة المنخفضة.

سيصبح هذا القيد مهمًا بشكل متزايد مع ارتفاع معدلات إعادة تدوير الخردة وتدهور جودتها بشكل أكبر مع تراكم العناصر الشائبة.

---

الحصة العالمية: لماذا يوجد تقسيم 70/30؟

يبلغ إنتاج الصلب الخام العالمي حوالي 1,900 مليون طن سنويًا (بيانات 2023). التقسيم:

• BF-BOF: حوالي 70% (~1,330 مليون طن)
• EAF: حوالي 29% (~550 مليون طن)
• أخرى (أفران مفتوحة، أفران حث): ~1%

سبب هيمنة BF-BOF هو الصين. تنتج الصين أكثر من 50% من صلب العالم — حوالي 1,000 مليون طن سنويًا — ويستخدم حوالي 90% من الإنتاج الصيني مسار BF-BOF. لقد بنت الصين قاعدة هائلة من مصانع الصلب المتكاملة على مدار الثلاثين عامًا الماضية، وكان توريد الخردة محدودًا بسبب المخزون الصناعي الشاب نسبياً في الصين (معظم البنية التحتية والمباني بُنيت مؤخرًا ولم تصل بعد إلى مرحلة انتهاء العمر الافتراضي).

خارج الصين، حصة EAF أعلى بكثير:
– الولايات المتحدة: ~70% EAF، 30% BF-BOF. شركات Nucor وSteel Dynamics وCommercial Metals هم منتجون كبار بنظام EAF.
– الاتحاد الأوروبي: ~40% EAF (يختلف حسب البلد — إيطاليا قريبة من 70% EAF؛ ألمانيا لا تزال تعتمد بكثافة على BF بسبب طلب قطاع السيارات).
– تركيا: ~70% EAF (مستورد كبير للخردة يستخدم تدفقات الخردة في البحر الأبيض المتوسط).

مع تقدم القاعدة الصناعية في الصين وزيادة توافر الخردة، من المتوقع أن ترتفع حصة EAF في الصين من ~10% إلى حوالي 20-25% بحلول عام 2035، وهو تحول كبير في ديناميكيات السوق العالمية.

---

DRI بالهيدروجين الأخضر: المسار الثالث

التطور الأكثر أهمية في تقنية صناعة الصلب للعقد القادم هو الاختزال المباشر للحديد بالهيدروجين (H2-DRI)، مدمجًا مع صناعة الصلب بـ EAF.

حديد الاختزال المباشر (DRI) هو حديد يُنتج عن طريق اختزال كريات خام الحديد بغاز اختزال (تقليديًا الغاز الطبيعي — الميثان في الغالب) في درجات حرارة أقل من درجة الانصهار (~800-1100 درجة مئوية). يظل الخام صلبًا ولكن يتم اختزاله كيميائيًا من أكسيد الحديد إلى حديد معدني. النتيجة هي مادة معدنية إسفنجية يمكن تغذيتها مباشرة في EAF كبديل للخردة.

تنتج عملية DRI التقليدية (باستخدام الغاز الطبيعي) حوالي 1.0-1.4 طن من CO2 لكل طن من DRI — وهي أفضل من الفرن العالي ولكنها ليست خالية من الكربون.

الاختراق الحقيقي هو استبدال الغاز الطبيعي بـ الهيدروجين الأخضر — الهيدروجين المنتج عن طريق التحليل الكهربائي للماء باستخدام الكهرباء المتجددة. عندما يختزل الهيدروجين خام الحديد، يكون المنتج الثانوي الوحيد هو الماء (H₂O)، وليس CO2. عند دمجه مع صناعة الصلب بـ EAF التي تعمل بالطاقة المتجددة، يمكن لمسار H2-DRI-EAF الكامل إنتاج صلب بأقل من 0.1 طن من CO2 لكل طن — أي انخفاض بنسبة ~95% عن مسار BF-BOF.

هناك مشروعان رئيسيان يقودان هذه التقنية:

HYBRIT (تقنية اختزال الحديد بالهيدروجين): مشروع مشترك بين SSAB (السويد)، وLKAB (أكبر منتج لخام الحديد في السويد)، وVattenfall (شركة طاقة سويدية). أنتجت HYBRIT أول صلب مختزل بالهيدروجين في العالم تم تسليمه لعميل (Volvo AB) في عام 2021. ومن المستهدف بدء الإنتاج على نطاق تجاري في مصنع SSAB في لوليو بحلول 2026-2030.

H2 Green Steel (تسمى الآن Stegra): مرفق جديد قيد الإنشاء في بودن، السويد. يستهدف إنتاج 5 ملايين طن سنويًا من الصلب الأخضر بحلول عام 2030، مدعومًا بالطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح السويدية وباستخدام تقنية H2-DRI-EAF.

تشمل الشركات الأخرى التي تتبع مسارات مماثلة ArcelorMittal (مصانع DRI القائمة على تقنية MIDREX مع التحول للهيدروجين)، وthyssenkrupp (مشروع tkH2Steel في دويسبورغ)، وSalzgitter (برنامج SALCOS).

التحدي التجاري: يكلف الهيدروجين الأخضر حاليًا 4-8 دولارات/كجم، مقابل الغاز الطبيعي بمكافئ طاقة قدره 1-2 دولار/كجم. يحمل الصلب الأخضر المنتج عبر H2-DRI علاوة تكلفة قدرها 100-300 دولار/طن مقارنة بالصلب المنتج بمسار BF-BOF التقليدي. ما إذا كان يمكن تمرير هذه العلاوة للمشترين من خلال “علاوات خضراء” أو استيعابها من خلال تسعير الكربون هو السؤال التجاري المركزي في مسيرة خفض كربون صناعة الصلب.

---

ماذا يعني هذا لتجارة السلع

للتقسيم بين EAF وBF-BOF آثار مباشرة على تدفقات تجارة السلع التي تدعم كل مسار.

متطلبات BF-BOF: خام الحديد (يُشحن من أستراليا والبرازيل) وفحم الكوك (يُشحن من أستراليا والولايات المتحدة وكندا وروسيا). هذه هي اثنتان من أكبر تجارات السلع الجافة المنقولة بحرًا من حيث الحجم في العالم. التحول بعيدًا عن BF-BOF يقلل بشكل مباشر الطلب على فحم الكوك وخامات الحديد عالية الجودة — وهو تيار معاكس طويل الأجل لتلك الأسواق.

متطلبات EAF: الكهرباء وخردة الصلب. تجارة الخردة العالمية كبيرة — تركيا هي أكبر مستورد لخردة الصلب في العالم، حيث تستورد من الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة. يعني ارتفاع إنتاج EAF عالميًا ارتفاع الطلب على الخردة، مما يدفع أسعار الخردة للأعلى ويجعل تأمين مصادر الخردة أكثر تنافسية.

متطلبات H2-DRI: كريات خام الحديد عالية الجودة (تتطلب DRI محتوى حديد أعلى — 67%+ Fe — من خام الفرن العالي التقليدي). يخلق هذا سوقًا متميزًا لكريات خام الحديد عالية الجودة من LKAB (السويد)، وVale (البرازيل)، وBahrain Steel. يعتبر التحول إلى H2-DRI إيجابيًا لخام الحديد عالي الجودة وسلبيًا لخام الحديد متوسط الجودة للفرن العالي.

---

الأسئلة الشائعة

أيهما أرخص في التشغيل، الفرن العالي أم الفرن الكهربائي؟

يعتمد ذلك على تكلفة المواد الخام في كل موقع. حيث تكون الخردة رخيصة والكهرباء ميسورة التكلفة، يكون تشغيل EAF أرخص. وحيث تكون الخردة نادرة والكهرباء باهظة الثمن، يكون لـ BF-BOF الأفضلية. تتمتع مصانع EAF الصغيرة في الولايات المتحدة بتكاليف أقل باستمرار من منتجي BF-BOF المتكاملين في الولايات المتحدة لأن الخردة الأمريكية وفيرة ورخيصة نسبيًا. تعرض منتجو EAF الأوروبيون لضغوط في عام 2022 عندما ارتفعت أسعار الكهرباء بسبب أزمة الغاز.

هل يمكن للفرن الكهربائي إنتاج صلب السيارات؟

يمكن لبعضها، مع تحفظات مهمة. يتطلب الصلب المسطح عالي الجودة لتطبيقات السيارات مستويات منخفضة جدًا من النحاس (أقل من 0.04%) لتجنب الهشاشة على الساخن أثناء الدرفلة. يجب على مصانع EAF التي تنتج صلبًا بدرجة السيارات تخفيف الخردة بوحدات حديد خام خالية من النحاس — حديد الصب أو DRI أو HBI. تقوم مصانع Nucor في غالاتين وكروفوردسفيل بذلك بالضبط. لكن سقف الجودة للصلب المسطح من EAF أقل منه في مصانع BF-BOF المتكاملة دون إضافة كبيرة لـ DRI.

ما هو الصلب الأخضر وكم تبلغ تكلفته الإضافية؟

الصلب الأخضر هو صلب يتم إنتاجه بانبعاثات CO2 أقل بكثير من صناعة الصلب التقليدية — يُعرف عادةً بأنه أقل من 0.5 طن CO2 لكل طن صلب. المسار الرائد هو H2-DRI-EAF باستخدام الهيدروجين الأخضر الذي يعمل بالطاقة المتجددة. يحمل الصلب الأخضر الحالي علاوة تكلفة قدرها 100-300 دولار/طن مقارنة بالصلب التقليدي، اعتمادًا على تكلفة الهيدروجين الأخضر. ومع انخفاض تكاليف الطاقة المتجددة، من المتوقع أن تضيق هذه العلاوة.

لماذا تهيمن الصين على مسار BF-BOF؟

بنت الصين معظم طاقتها الإنتاجية من الصلب على مدى الثلاثين عامًا الماضية باستخدام تقنية BF-BOF لأنها كانت الطريقة الأرخص لتوسيع نطاق الإنتاج بسرعة، ولأن فحم الكوك كان متاحًا، ولأن الخردة كانت نادرة في اقتصاد سريع التصنيع. تنتج الصين أكثر من مليار طن من الصلب سنويًا، ~90% عبر BF-BOF. مع تقدم القاعدة الصناعية في الصين وزيادة توافر الخردة، تتزايد حصة EAF تدريجيًا من ~10% الحالية.

ما هو HYBRIT ولماذا يهم؟

HYBRIT هو مشروع مشترك بين SSAB وLKAB وVattenfall يهدف إلى إنتاج صلب خالٍ من الوقود الأحفوري باستخدام الاختزال المباشر بالهيدروجين. في عام 2021، سلمت أول صلب خالٍ من الوقود الأحفوري في العالم — أنتج بدون فحم كوك أو غاز طبيعي — إلى Volvo AB. يهم HYBRIT لأنه يثبت أن مسار H2-DRI-EAF يمكن أن يعمل تجاريًا. إذا تم توسيع نطاقه، فقد يقضي على حوالي 2.33 طن من CO2 لكل طن من الصلب عبر صناعة BF-BOF.

---

النقاط الرئيسية

• يستخدم مسار الفرن العالي-BOF خام الحديد وفحم الكوك؛ بينما يستخدم الفرن الكهربائي (EAF) خردة الصلب والكهرباء. هذه سلاسل توريد مواد خام مختلفة جذريًا.
• يبعث BF-BOF حوالي 2.33 طن من CO2 لكل طن صلب؛ بينما يبعث EAF حوالي 0.77 طن — انخفاض بنسبة 67%.
• يمتلك EAF تكاليف رأسمالية أقل بكثير من BF-BOF (~300-400 دولار لكل طن من السعة مقابل 600-1000 دولار) ومرونة تشغيلية أكبر، لكنه حساس لأسعار الكهرباء.
• لا يمكن لـ EAF بسهولة إنتاج درجات صلب مسطحة عالية النقاء لتطبيقات السيارات دون إضافة وحدات حديد خام لتخفيف العناصر الشائبة — وخاصة النحاس — التي تتراكم من الخردة.
• تمثل صناعة الصلب العالمية حوالي 70% BF-BOF و30% EAF؛ حصة EAF ترتفع مع نمو توافر الخردة وتزايد ضغوط إزالة الكربون.
• يضيف سعر الكربون في نظام EU ETS (~50-70 يورو/طن CO2) تكلفة كربون مضمنة قدرها 115-165 يورو/طن إلى صلب BF-BOF، مما يخلق ضغطًا تنافسيًا لا يواجهه منتجو EAF والواردات بدون تسعير للكربون بشكل متساوٍ.
• يعد DRI بالهيدروجين الأخضر (H2-DRI-EAF) أقل مسارات صناعة الصلب في انبعاثات الكربون، مما يقلل CO2 بنسبة تصل إلى 95% مقابل BF-BOF؛ وتعد مشاريع HYBRIT وStegra في السويد مشاريع رائدة على نطاق تجاري.
• التحول من BF-BOF إلى EAF/DRI-EAF هو توجه سلبي طويل الأجل لفحم الكوك وخام الحديد القياسي، وإيجابي لكريات خام الحديد عالية الجودة وخردة الصلب.

قراءات ذات صلة

لتعميق فهمك للمواضيع التي يغطيها هذا المقال، استكشف هذه الأدلة ذات الصلة: the full ferrous chain from iron ore to finished steel, the scrap grades and pricing mechanisms that feed electric furnaces و how carbon pricing policies affect the cost gap between the two routes.