ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস বনাম ব্লাস্ট ফার্নেস: CO2 নিঃসরণ, খরচ এবং ইস্পাত তৈরির ভবিষ্যৎ

ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস বনাম ব্লাস্ট ফার্নেস পরিচিতি
একটি ব্লাস্ট ফার্নেস (BF) গলিত লোহা তৈরি করতে আকরিক লোহা এবং কোকিং কোল ব্যবহার করে, যা পরবর্তীতে বেসিক অক্সিজেন ফার্নেস (BOF)-এ ইস্পাতে রূপান্তরিত হয়। একটি ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস (EAF) ইস্পাত স্ক্র্যাপকে গলিত ইস্পাতে পরিণত করতে উচ্চ-ভোল্টেজ ইলেকট্রিক আর্ক ব্যবহার করে। ব্লাস্ট ফার্নেস পদ্ধতিতে প্রতি টন ইস্পাতে প্রায় ২.৩৩ টন CO2 নির্গত হয়; ইলেকট্রিক আর্ক পদ্ধতিতে নির্গত হয় প্রায় ০.৭৭ টন। বিশ্বব্যাপী ইস্পাত উৎপাদন মোটামুটি ৭০% BF-BOF এবং ৩০% EAF পদ্ধতিতে বিভক্ত, তবে ডিকার্বনাইজেশনের চাপের কারণে এই ভারসাম্যে পরিবর্তন আসছে।

---

সূচিপত্র

1. ব্লাস্ট ফার্নেস পদ্ধতি: আকরিক লোহা থেকে ইস্পাত
2. ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস পদ্ধতি: স্ক্র্যাপ থেকে ইস্পাত
3. CO2 নিঃসরণ তুলনা
4. খরচের তুলনা: মূলধনী এবং পরিচালন ব্যয়
5. EAF যা তৈরি করতে পারে না: ইস্পাতের গ্রেড সীমাবদ্ধতা
6. বৈশ্বিক অংশীদারিত্ব: কেন ৭০/৩০ বিভাজন বিদ্যমান
7. গ্রিন হাইড্রোজেন DRI: তৃতীয় পথ
8. পণ্য বাণিজ্যে এর প্রভাব
9. সাধারণ জিজ্ঞাসাবলি
10. মূল সারাংশ

---

ব্লাস্ট ফার্নেস পদ্ধতি: আকরিক লোহা থেকে ইস্পাত

ব্লাস্ট ফার্নেস ১৫০ বছরেরও বেশি সময় ধরে ইস্পাত তৈরির প্রধান প্রযুক্তি। এটি একটি বিশাল, অবিচ্ছিন্ন প্রক্রিয়া যা প্রতিদিন ২৪ ঘণ্টা চলে এবং বড় ধরনের সংস্কারের আগে ২০ বছর পর্যন্ত সচল থাকে।

আকরিক লোহা — সাধারণত ৬২-৬৫% Fe সমৃদ্ধ লোহার পেলেট বা সিন্টার — কোক (অক্সিজেনবিহীন চুল্লিতে কোকিং কোল পুড়িয়ে তৈরি ছিদ্রযুক্ত কার্বন উপাদান) এবং চুনাপাথর (যা অপদ্রব্য দূর করার ফ্লাক্স হিসেবে কাজ করে) এর সাথে ব্লাস্ট ফার্নেসের উপরে চার্জ করা হয়।

নিচের দিক দিয়ে টিউয়ার্স (tuyeres) নামক নজলের মাধ্যমে গরম বাতাস (কখনও কখনও অক্সিজেন সমৃদ্ধ) প্রবেশ করানো হয়। কোক জ্বলে ১,৫০০°সে-এর বেশি তাপমাত্রা তৈরি করে। কোক পোড়ার ফলে উৎপন্ন কার্বন মনোক্সাইড আকরিকের আয়রন অক্সাইডকে গলিত লোহায় বিজারিত করে। চুনাপাথর অপদ্রব্যের (সিলিকা, অ্যালুমিনা) সাথে বিক্রিয়া করে স্ল্যাগ (slag) তৈরি করে — এটি একটি হালকা তরল যা লোহার ওপর ভেসে থাকে এবং আলাদাভাবে বের করা হয়।

গলিত লোহাকে — যাকে পিগ আয়রন বা হট মেটাল বলা হয় — চুল্লির নিচ থেকে টর্পেডো কারে করে বেসিক অক্সিজেন ফার্নেস (BOF)-এ নিয়ে যাওয়া হয়। BOF-এ উচ্চ গতিতে গরম ধাতুর মধ্য দিয়ে বিশুদ্ধ অক্সিজেন প্রবাহিত করা হয়। এটি দ্রুত (প্রায় ২০ মিনিটে) অতিরিক্ত কার্বন এবং অন্যান্য অপদ্রব্য পুড়িয়ে গলিত লোহাকে গলিত ইস্পাতে রূপান্তর করে।

এরপর ইস্পাতকে স্ল্যাব, বিলেট বা ব্লুম আকারে ঢালাই করা হয় যাতে পরবর্তীতে রোলিং এবং ফ্যাব্রিকেশন করা যায়।

একটি বড় ব্লাস্ট ফার্নেস প্রতিদিন ১০,০০০-১২,০০০ টন হট মেটাল উৎপাদন করতে পারে। প্রধান সমন্বিত স্টিলওয়ার্কগুলোর মধ্যে রয়েছে বেলজিয়াম ও জার্মানিতে ArcelorMittal-এর কারখানা, যুক্তরাজ্যের Tata Steel-এর পোর্ট টলবট ওয়ার্কস এবং দক্ষিণ কোরিয়া ও জাপানে POSCO এবং NSSMC-এর বিশাল স্থাপনাগুলো।

---

ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস পদ্ধতি: স্ক্র্যাপ থেকে ইস্পাত

একটি ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস (EAF) মৌলিকভাবে ব্লাস্ট ফার্নেসের চেয়ে সহজ। এটি মূলত রিফ্র্যাক্টরি ইটের আস্তরণযুক্ত একটি বড় পাত্র, যাতে তিনটি বিশাল গ্রাফাইট ইলেকট্রোড থাকে। যখন ইলেকট্রোডের মধ্য দিয়ে উচ্চ-ভোল্টেজ বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তখন সেগুলোর মধ্যে এবং ধাতব চার্জের মধ্যে ইলেকট্রিক আর্ক তৈরি হয় — আর্কের কাছাকাছি তাপমাত্রা ৩,৫০০°সে ছাড়িয়ে যায়।

প্রাথমিক চার্জ উপাদান হলো ইস্পাত স্ক্র্যাপ — যা কাটিং, শ্রেডিং এবং প্রকারভেদে সাজানো হয়:

• হেভি মেল্ট স্ক্র্যাপ (HMS 1&2): বড় স্ট্রাকচারাল স্টিল, ভেঙে ফেলা শিল্প যন্ত্রপাতি
• শ্রেডেড স্ক্র্যাপ: টুকরো করা গাড়ি এবং সাদা পণ্য
• প্রম্পট ইন্ডাস্ট্রিয়াল স্ক্র্যাপ: স্ট্যাম্পিং অপারেশন এবং নির্মাণ কাজের উদ্বৃত্ত
• ডিরেক্ট রিডিউসড আয়রন (DRI) / হট ব্রিকেটেড আয়রন (HBI): অপদ্রব্যের মাত্রা কমাতে ব্যবহৃত হয় (নিচের সীমাবদ্ধতা বিভাগ দেখুন)

স্ক্র্যাপ চুল্লিতে লোড (“চার্জ”) করা হয়, ইলেকট্রোডগুলো নামানো হয় এবং আর্ক ৪০-৬০ মিনিটের মধ্যে উপাদানটিকে গলিয়ে ফেলে। কার্বন এবং অপদ্রব্য পুড়িয়ে ফেলতে অক্সিজেন ইনজেক্ট করা হয়। স্ল্যাগ তৈরির জন্য চুন যোগ করা হয়। লক্ষ্যমাত্রা অনুযায়ী ইস্পাতের রসায়ন অর্জনের জন্য অ্যালয় (ম্যাঙ্গানিজ, সিলিকন, ক্রোমিয়াম) মেশানো হয়।

ফলাফলস্বরূপ প্রাপ্ত তরল ইস্পাত একটি ল্যাডেলে ঢেলে নেওয়া হয় এবং অবিচ্ছিন্ন ঢালাইয়ের (continuous casting) আগে তাপমাত্রা ও রসায়ন সমন্বয়ের জন্য ল্যাডেল ফার্নেসে প্রক্রিয়াজাত করা হয়।

EAF ব্লাস্ট ফার্নেসের চেয়ে ছোট এবং অনেক বেশি নমনীয়। একটি সাধারণ EAF প্রতি হিটে (গলানোর চক্র) ২০০-৪০০ টন ইস্পাত উৎপাদন করে এবং দিনে একাধিকবার হিট নেওয়া যায়। EAF কারখানাগুলো বিদ্যুতের দাম বেশি থাকলে বন্ধ রাখা এবং পরে পুনরায় চালু করা সম্ভব — যা একটি চলমান ব্লাস্ট ফার্নেসের ক্ষেত্রে অসম্ভব।

---

CO2 নিঃসরণ তুলনা

এই ক্ষেত্রেই পদ্ধতি দুটি সবচেয়ে নাটকীয়ভাবে আলাদা হয়।

পদ্ধতি	CO2 ইনটেনসিটি	নিঃসরণের উৎস
BF-BOF (সমন্বিত)	~২.৩৩ টন CO2 প্রতি টন ইস্পাত	কোকিং কোল দহন, আকরিক লোহা বিজারন, শক্তির ব্যবহার
EAF (স্ক্র্যাপ-ভিত্তিক)	~০.৭৭ টন CO2 প্রতি টন ইস্পাত	বিদ্যুৎ উৎপাদন (গ্রিড), ইলেকট্রোড খরচ, ফ্লাক্স
DRI-EAF (গ্যাস-ভিত্তিক)	~১.০-১.৪ টন CO2 প্রতি টন ইস্পাত	DRI বিজারনের জন্য প্রাকৃতিক গ্যাস, বিদ্যুৎ
H2-DRI-EAF (গ্রিন হাইড্রোজেন)	<০.১ টন CO2 প্রতি টন ইস্পাত	শুধুমাত্র নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ

ওয়ার্ল্ড স্টিল অ্যাসোসিয়েশনের তথ্য অনুযায়ী, BF-BOF পদ্ধতি প্রতি টন অপরিশোধিত ইস্পাতে প্রায় ২.৩৩ টন CO2 নির্গত করে। এই নিঃসরণের সিংহভাগ আসে কোকিং কোল থেকে — ব্লাস্ট ফার্নেস প্রক্রিয়ায় জ্বালানি এবং বিজারক এজেন্ট হিসেবে কার্বন রাসায়নিকভাবে অপরিহার্য। ব্লাস্ট ফার্নেস থেকে কয়লা বাদ দিয়ে লোহা উৎপাদন করা অসম্ভব।

EAF পদ্ধতি প্রতি টন ইস্পাতে প্রায় ০.৭৭ টন CO2 নির্গত করে, যা মূলত আর্ক চালানোর জন্য ব্যবহৃত বিদ্যুৎ থেকে আসে। এই সংখ্যাটি বিদ্যুৎ গ্রিডের কার্বন ইনটেনসিটির ওপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। ১০০% নবায়নযোগ্য বিদ্যুতে চালিত একটি EAF প্রায় শূন্য সরাসরি CO2 নির্গত করে। অন্যদিকে, কয়লাভিত্তিক বিদ্যুৎ ব্যবহার করলে নিঃসরণ বেশি হয়।

EU-এর প্রেক্ষাপটে: EU ETS কার্বন মূল্য নির্ধারণের অর্থ (বর্তমানে €৫০-৭০/টন CO2) হলো সমন্বিত BF-BOF ইস্পাত উৎপাদনে প্রতি টন ইস্পাতে প্রায় €১১৫-১৬৫ এর এমবেডেড কার্বন খরচ যোগ হয়। এটি EAF উৎপাদক বা কার্বন মূল্যবিহীন দেশগুলো থেকে আমদানির তুলনায় একটি বড় প্রতিযোগিতামূলক অসুবিধা — এবং ঠিক এই কারণেই EU CBAM (কার্বন বর্ডার অ্যাডজাস্টমেন্ট মেকানিজম) তৈরি করা হয়েছে।

---

খরচের তুলনা: মূলধনী এবং পরিচালন ব্যয়

পদ্ধতি দুটির খরচের গঠন বিপরীতমুখী।

মূলধনী খরচ (কারখানা নির্মাণ):

পদ্ধতি	সাধারণ মূলধনী খরচ	টীকা
সমন্বিত BF-BOF (নতুন নির্মাণ, ৩-৪ Mtpa)	$২-৪ বিলিয়ন	ব্লাস্ট ফার্নেস, কোক ওভেন, BOF, রোলিং মিল অন্তর্ভুক্ত
EAF মিনি-মিল (নতুন নির্মাণ, ১-২ Mtpa)	$৩০০-৬০০ মিলিয়ন	প্রতি টন সক্ষমতায় অনেক কম

একটি ব্লাস্ট ফার্নেসের জন্য একটি পূর্ণ সমন্বিত কমপ্লেক্স প্রয়োজন: কোকিং প্ল্যান্ট, সিন্টার প্ল্যান্ট, ব্লাস্ট ফার্নেস, হট স্ট্রিপ মিল বা প্লেট মিল এবং সংশ্লিষ্ট অবকাঠামো। বার্ষিক উৎপাদন সক্ষমতার প্রতি টনে মূলধনী খরচ $৬০০-$১,০০০ হয়।

একটি EAF মিনি-মিল বার্ষিক সক্ষমতার প্রতি টনে $৩০০-৪০০ খরচে নির্মাণ করা সম্ভব। এজন্যই EAF প্রযুক্তি “মিনি-মিল” সক্ষম করেছে — যার ফলে Nucor, Steel Dynamics এবং Commercial Metals-এর মতো কোম্পানিগুলো সমন্বিত স্টিলওয়ার্কের তুলনায় অনেক কম খরচে আঞ্চলিক ইস্পাত কারখানা স্থাপন করতে পেরেছে।

পরিচালন ব্যয়:

BF-BOF কারখানাগুলোতে কাঁচামালের খরচ (আকরিক লোহা + কোকিং কোল) বেশি, তবে একবার চুল্লি চালু হলে ইউনিট ইকোনমিক্স মোটামুটি অনুমানযোগ্য। কোকিং কোল সাধারণত BF-BOF পরিচালন ব্যয়ের ৩০-৪০%। ব্লাস্ট ফার্নেস বন্ধ করে সস্তায় পুনরায় চালু করা যায় না — এটি হয় অবিরাম চলবে, নয়তো একেবারেই বন্ধ থাকবে।

EAF কারখানাগুলোতে কাঁচামালের খরচ কম (স্ক্র্যাপের দাম কুমারী লোহার চেয়ে সস্তা), তবে এগুলো বিদ্যুতের দামের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। EAF পরিচালন ব্যয়ের ২৫-৩৫% বিদ্যুৎ খরচ হতে পারে। যখন বিদ্যুতের দাম বেড়ে যায় — যেমন ২০২২ সালে ইউরোপে হয়েছিল — তখন EAF কারখানাগুলোকে হয় এই বাড়তি খরচ মেনে নিতে হয়, অথবা উৎপাদন কমাতে হয়। ইউরোপীয় বেশ কয়েকটি EAF ইস্পাত প্রস্তুতকারক ২০২২ সালে উৎপাদন কমিয়ে দিয়েছিল কারণ বিদ্যুতের দাম ইস্পাত উৎপাদনকে অলাভজনক করে তুলেছিল।

EAF পরিচালনগত নমনীয়তা প্রদান করে: বিদ্যুতের উচ্চ মূল্যের সময় কারখানাগুলো বন্ধ রাখা এবং পরে পুনরায় চালু করা যায়। এটি উচ্চ মূল্যের অস্থিরতাযুক্ত বিদ্যুৎ বাজারে একটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা।

---

EAF যা তৈরি করতে পারে না: ইস্পাতের গ্রেড সীমাবদ্ধতা

EAF পদ্ধতির একটি মৌলিক ধাতব সীমাবদ্ধতা রয়েছে: স্ক্র্যাপ থেকে আসা অপদ্রব্যের (tramp element) দূষণ।

ইস্পাত স্ক্র্যাপ বিশুদ্ধ লোহা নয়। এতে মূল ইস্পাতের গঠন থেকে অবশিষ্ট সংকর উপাদান থাকে: তামা, টিন, নিকেল, মলিবডেনাম, ক্রোমিয়াম। এই উপাদানগুলো গলন প্রক্রিয়া থেকে বেঁচে যায় এবং জারণের (oxidation) মাধ্যমে দূর করা যায় না (কার্বন, সিলিকন এবং সালফারের বিপরীতে, যা পুড়িয়ে ফেলা যায়)। এগুলো গলে থাকা ধাতুতে জমা হতে থাকে।

প্রধান সমস্যা হলো তামা। ইস্পাতে তামার মাত্রা নির্দিষ্ট সীমার (সাধারণত ০.১-০.২%) উপরে থাকলে গরম কাজের সক্ষমতা হ্রাস পায় — হট রোলিংয়ের সময় ইস্পাতের পৃষ্ঠে ফাটল ধরে। একে বলা হয় হট শর্টনেস। সাধারণ ইস্পাত গ্রেডের (রিবার, স্ট্রাকচারাল সেকশন, ওয়্যার রড) জন্য তামার সহনশীলতা বেশি এবং EAF স্ক্র্যাপ-ভিত্তিক উৎপাদন ভালো কাজ করে। তবে অটোমোটিভ বডি প্যানেল, ইলেকট্রিক্যাল স্টিল এবং টিন-কোটেড প্যাকেজিং স্টিলের মতো ফ্ল্যাট স্টিল পণ্যের জন্য তামার মাত্রা খুব কম থাকা প্রয়োজন — প্রায়শই ০.০৪%-এর নিচে।

একবার গলে গেলে তরল ইস্পাত থেকে তামা দূর করার কোনো অর্থনৈতিকভাবে ব্যবহারিক পদ্ধতি নেই। একমাত্র সমাধান হলো ডাইলিউশন বা লঘুকরণ — তামা-মুক্ত কুমারী লোহার উৎস (পিগ আয়রন, DRI বা HBI) যোগ করা। EAF কারখানাগুলো যারা উন্নতমানের ফ্ল্যাট স্টিল উৎপাদন করে (যেমন Nucor-এর ক্রফোর্ডসভিল শিট মিল), তারা ঠিক এটাই করে— কেনা পিগ আয়রন বা DRI-এর সাথে স্ক্র্যাপ মেশায়।

ব্যবহারিক পরিণতি: অটোমোটিভ স্টিল, ইলেকট্রিক্যাল স্টিল এবং উচ্চমানের ফ্ল্যাট-রোলড স্টিল বাজার মূলত সমন্বিত BF-BOF উৎপাদকদের দখলে কারণ তারা অপদ্রব্য দূষণমুক্ত আকরিক ব্যবহার করে। EAF দীর্ঘ পণ্য (রিবার, সেকশন, ওয়্যার রড) এবং নিম্নমানের ফ্ল্যাট পণ্যে শ্রেষ্ঠ।

স্ক্র্যাপ রিসাইক্লিং হার বাড়ার সাথে সাথে এবং জমে থাকা অপদ্রব্যের কারণে স্ক্র্যাপের মান আরও খারাপ হওয়ার সাথে সাথে এই সীমাবদ্ধতাটি ক্রমশ গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠবে।

---

বৈশ্বিক অংশীদারিত্ব: কেন ৭০/৩০ বিভাজন বিদ্যমান

বিশ্বব্যাপী অপরিশোধিত ইস্পাত উৎপাদন বছরে প্রায় ১,৯০০ মিলিয়ন টন (২০২৩ সালের তথ্য)। বিভাজনটি হলো:

• BF-BOF: প্রায় ৭০% (~১,৩৩০ মিলিয়ন টন)
• EAF: প্রায় ২৯% (~৫৫০ মিলিয়ন টন)
• অন্যান্য (ওপেন হার্ট, ইনডাকশন ফার্নেস): ~১%

BF-BOF আধিপত্যের কারণ হলো চীন। চীন বিশ্বের ৫০%-এর বেশি ইস্পাত উৎপাদন করে — বছরে প্রায় ১,০০০ মিলিয়ন টন — এবং চীনা উৎপাদনের প্রায় ৯০% BF-BOF পদ্ধতি ব্যবহার করে। গত ৩০ বছরে চীন প্রচুর সমন্বিত স্টিলওয়ার্ক তৈরি করেছে এবং চীনের শিল্পপণ্য তুলনামূলক নতুন হওয়ায় (অধিকাংশ অবকাঠামো ও ভবন সম্প্রতি তৈরি হয়েছে এবং এখনো স্ক্র্যাপ হওয়ার পর্যায়ে পৌঁছায়নি) স্ক্র্যাপ সরবরাহ সীমিত।

চীনের বাইরে, EAF অংশীদারিত্ব অনেক বেশি:
– মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র: ~৭০% EAF, ৩০% BF-BOF। Nucor, Steel Dynamics এবং Commercial Metals প্রধান EAF উৎপাদক।
– EU: ~৪০% EAF (দেশভেদে ভিন্ন — ইতালি প্রায় ৭০% EAF; জার্মানি অটোমোটিভ চাহিদার কারণে এখনো BF-নির্ভর)
– তুরস্ক: ~৭০% EAF (ভূমধ্যসাগরীয় স্ক্র্যাপ প্রবাহ ব্যবহারকারী বড় স্ক্র্যাপ আমদানিকারক)

চীনের শিল্পভিত্তি পুরনো হওয়ার সাথে সাথে এবং স্ক্র্যাপের প্রাপ্যতা বাড়লে, ২০৩৫ সালের মধ্যে চীনের EAF অংশীদারিত্ব ~১০% থেকে বেড়ে ২০-২৫% হবে বলে আশা করা হচ্ছে, যা বৈশ্বিক বাজারের গতিশীলতায় একটি বড় পরিবর্তন।

---

গ্রিন হাইড্রোজেন DRI: তৃতীয় পথ

পরের দশকের ইস্পাত উৎপাদন প্রযুক্তির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি হলো হাইড্রোজেন-ভিত্তিক ডিরেক্ট রিডাকশন অফ আয়রন (H2-DRI), যা EAF ইস্পাত উৎপাদনের সাথে যুক্ত।

ডিরেক্ট রিডিউসড আয়রন (DRI) হলো এমন লোহা যা আকরিক লোহার পেলেটকে গলনাঙ্কের নিচের তাপমাত্রায় (~৮০০-১,১০০°সে) একটি বিজারক গ্যাস (প্রথাগতভাবে প্রাকৃতিক গ্যাস — মূলত মিথেন) দিয়ে বিজারিত করে তৈরি করা হয়। আকরিকটি কঠিন থাকে তবে রাসায়নিকভাবে আয়রন অক্সাইড থেকে ধাতব লোহায় বিজারিত হয়। ফলাফলস্বরূপ একটি স্পঞ্জি ধাতব উপাদান পাওয়া যায় যা স্ক্র্যাপের বিকল্প হিসেবে সরাসরি EAF-এ খাওয়ানো যেতে পারে।

প্রচলিত DRI প্রক্রিয়া (প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করে) প্রতি টন DRI-তে প্রায় ১.০-১.৪ টন CO2 নির্গত করে — যা ব্লাস্ট ফার্নেসের চেয়ে ভালো কিন্তু কার্বন-শূন্য নয়।

সাফল্যটি হলো প্রাকৃতিক গ্যাসের বদলে গ্রিন হাইড্রোজেন ব্যবহার করা — যা নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ ব্যবহার করে পানি তড়িৎ বিশ্লেষণের (electrolysis) মাধ্যমে উৎপাদিত হয়। যখন হাইড্রোজেন আকরিক লোহাকে বিজারিত করে, তখন একমাত্র উপজাত (by-product) হয় পানি (H₂O), CO2 নয়। নবায়নযোগ্য শক্তিতে চালিত EAF ইস্পাত উৎপাদনের সাথে যুক্ত হলে, সম্পূর্ণ H2-DRI-EAF রুটটি প্রতি টন ইস্পাতে ০.১ টনের কম CO2 নির্গত করে — যা BF-BOF থেকে ~৯৫% কম।

এই প্রযুক্তিতে দুটি বড় প্রকল্প নেতৃত্ব দিচ্ছে:

HYBRIT (হাইড্রোজেন ব্রেক থ্রু আয়রন মেকিং টেকনোলজি): SSAB (সুইডেন), LKAB (সুইডেনের বৃহত্তম আকরিক লোহা উৎপাদক) এবং Vattenfall (সুইডিশ এনার্জি কোম্পানি)-এর একটি যৌথ উদ্যোগ। HYBRIT ২০২১ সালে বিশ্বের প্রথম হাইড্রোজেন-বিজারিত ইস্পাত উৎপাদন করে যা একজন গ্রাহকের (Volvo AB) কাছে পৌঁছে দেওয়া হয়েছিল। ২০২৬-২০৩০ সালের মধ্যে SSAB-এর লুলিয়া (Luleå) কারখানায় বাণিজ্যিক স্তরে উৎপাদনের লক্ষ্যমাত্রা নির্ধারণ করা হয়েছে।

H2 Green Steel (বর্তমান নাম Stegra): সুইডেনের বোডেনে নির্মাণাধীন একটি নতুন গ্রিনফিল্ড স্থাপনা। ২০৩০ সালের মধ্যে সুইডিশ জলবিদ্যুৎ ও বায়ুশক্তি চালিত এবং H2-DRI-EAF প্রযুক্তি ব্যবহার করে বছরে ৫ মিলিয়ন টন গ্রিন স্টিল উৎপাদনের লক্ষ্যমাত্রা রয়েছে।

অন্যান্য কোম্পানি যারা একই পথে অগ্রসর হচ্ছে তাদের মধ্যে রয়েছে ArcelorMittal (হাইড্রোজেন ট্রানজিশনসহ MIDREX-ভিত্তিক DRI প্ল্যান্ট), thyssenkrupp (ডুইসবার্গে tkH2Steel প্রকল্প) এবং Salzgitter (SALCOS প্রোগ্রাম)।

বাণিজ্যিক চ্যালেঞ্জ: গ্রিন হাইড্রোজেনের বর্তমান খরচ $৪-৮/কেজি, যেখানে প্রাকৃতিক গ্যাসের শক্তির সমতুল্য খরচ $১-২/কেজি। H2-DRI-এর মাধ্যমে উৎপাদিত গ্রিন স্টিলের খরচ প্রচলিত BF-BOF স্টিলের তুলনায় $১০০-৩০০/টন বেশি। সেই বাড়তি খরচ “গ্রিন প্রিমিয়াম”-এর মাধ্যমে ক্রেতাদের কাছে স্থানান্তর করা যাবে কিনা, নাকি কার্বন মূল্য নির্ধারণের মাধ্যমে তা শুষে নেওয়া হবে — তা ইস্পাত শিল্পের ডিকার্বনাইজেশনের কেন্দ্রীয় বাণিজ্যিক প্রশ্ন।

---

পণ্য বাণিজ্যে এর প্রভাব

EAF/BF-BOF বিভাজনটি প্রতিটি রুটকে সমর্থনকারী পণ্য বাণিজ্য প্রবাহের ওপর সরাসরি প্রভাব ফেলে।

BF-BOF-এর চাহিদা: আকরিক লোহা (অস্ট্রেলিয়া, ব্রাজিল থেকে আমদানিকৃত) এবং কোকিং কোল (অস্ট্রেলিয়া, যুক্তরাষ্ট্র, কানাডা, রাশিয়া থেকে আমদানিকৃত)। এগুলো বিশ্বের সর্বোচ্চ ভলিউমের সামুদ্রিক ড্রাই বাল্ক বাণিজ্যের মধ্যে দুটি। BF-BOF থেকে সরে আসা সরাসরি কোকিং কোল এবং প্রিমিয়াম আকরিক লোহার চাহিদা কমিয়ে দেয় — যা সেই পণ্য বাজারগুলোর জন্য দীর্ঘমেয়াদে একটি নেতিবাচক দিক।

EAF-এর চাহিদা: বিদ্যুৎ এবং ইস্পাত স্ক্র্যাপ। বৈশ্বিক স্ক্র্যাপ বাণিজ্য উল্লেখযোগ্য — তুরস্ক বিশ্বের বৃহত্তম ইস্পাত স্ক্র্যাপ আমদানিকারক, যা যুক্তরাষ্ট্র, EU এবং যুক্তরাজ্য থেকে স্ক্র্যাপ সংগ্রহ করে। বিশ্বব্যাপী EAF উৎপাদন বৃদ্ধির অর্থ হলো স্ক্র্যাপের চাহিদা বৃদ্ধি, যা স্ক্র্যাপের দাম বাড়িয়ে দেয় এবং স্ক্র্যাপ সংগ্রহকে আরও প্রতিযোগিতামূলক করে তোলে।

H2-DRI-এর চাহিদা: উচ্চ-গ্রেডের আকরিক লোহার পেলেট (DRI-এর জন্য আদর্শ BF-BOF আকরিকের চেয়ে বেশি আয়রন উপাদান — ৬৭%+ Fe — প্রয়োজন)। এটি LKAB (সুইডেন), CVRD/Vale (ব্রাজিল) এবং Bahrain Steel থেকে উচ্চ-গ্রেডের আকরিক লোহার জন্য একটি প্রিমিয়াম বাজার তৈরি করে। H2-DRI ট্রানজিশন উচ্চ-গ্রেডের আকরিক লোহার জন্য আশাব্যঞ্জক এবং মাঝারি-গ্রেডের ব্লাস্ট ফার্নেস আকরিকের জন্য হতাশাজনক।

---

সাধারণ জিজ্ঞাসাবলি

ব্লাস্ট ফার্নেস নাকি EAF, কোনটি চালানো সস্তা?

এটি প্রতিটি অবস্থানে কাঁচামালের খরচের ওপর নির্ভর করে। যেখানে স্ক্র্যাপ সস্তা এবং বিদ্যুৎ সাশ্রয়ী, সেখানে EAF চালানো সস্তা। যেখানে স্ক্র্যাপ দুষ্প্রাপ্য এবং বিদ্যুৎ ব্যয়বহুল, সেখানে BF-BOF সুবিধাজনক। যুক্তরাষ্ট্রের EAF মিনি-মিলগুলোর পরিচালন খরচ যুক্তরাষ্ট্রের সমন্বিত BF-BOF উৎপাদকদের চেয়ে ধারাবাহিকভাবে কম কারণ সেখানে স্ক্র্যাপ প্রচুর এবং তুলনামূলক সস্তা। ২০২২ সালে ইউরোপীয় EAF উৎপাদকরা চাপে পড়েছিল যখন গ্যাস সংকটের কারণে বিদ্যুতের দাম আকাশচুম্বী হয়েছিল।

ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস কি অটোমোটিভ স্টিল তৈরি করতে পারে?

কিছু ক্ষেত্রে পারে, তবে গুরুত্বপূর্ণ শর্তসাপেক্ষে। অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উচ্চমানের ফ্ল্যাট-রোলড স্টিলে রোলিংয়ের সময় হট শর্টনেস এড়াতে খুব কম তামার মাত্রা (০.০৪%-এর নিচে) প্রয়োজন। EAF কারখানাগুলোকে যারা অটো-গ্রেড স্টিল তৈরি করে, তাদের অবশ্যই তামামুক্ত কুমারী লোহার উৎস — পিগ আয়রন, DRI বা HBI — দিয়ে স্ক্র্যাপ লঘুকৃত করতে হয়। Nucor-এর গ্যালাটিন এবং ক্রফোর্ডসভিল শিট মিল ঠিক এটাই করে। কিন্তু পর্যাপ্ত DRI যোগ করা ছাড়া EAF ফ্ল্যাট স্টিলের মানের সীমা সমন্বিত BF-BOF কারখানার চেয়ে কম।

গ্রিন স্টিল কী এবং এর খরচ কতটা বেশি?

গ্রিন স্টিল হলো প্রচলিত ইস্পাত উৎপাদনের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম CO2 নির্গমনকারী ইস্পাত — সাধারণত প্রতি টন ইস্পাতে ০.৫ টন CO2-এর নিচে নির্গমনকে বোঝায়। শীর্ষস্থানীয় পথ হলো নবায়নযোগ্য শক্তিতে চালিত গ্রিন হাইড্রোজেন ব্যবহার করে H2-DRI-EAF পদ্ধতি। গ্রিন হাইড্রোজেনের খরচের ওপর ভিত্তি করে বর্তমান গ্রিন স্টিলের খরচ প্রচলিত ইস্পাতের চেয়ে $১০০-৩০০/টন বেশি। নবায়নযোগ্য শক্তির খরচ কমার সাথে সাথে, এই প্রিমিয়াম কমবে বলে আশা করা হচ্ছে।

চীন কেন BF-BOF পদ্ধতিতে আধিপত্য বিস্তার করে?

চীন গত ৩০ বছরে তার অধিকাংশ ইস্পাত উৎপাদন সক্ষমতা BF-BOF প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি করেছে কারণ দ্রুত উৎপাদন বৃদ্ধির জন্য এটি সবচেয়ে সস্তা উপায় ছিল, কোকিং কোল সহজলভ্য ছিল এবং দ্রুত শিল্পায়নের অর্থনীতিতে স্ক্র্যাপ দুষ্প্রাপ্য ছিল। চীন বছরে ১ বিলিয়ন টনের বেশি ইস্পাত উৎপাদন করে, যার ~৯০% BF-BOF পদ্ধতিতে। চীনের শিল্পভিত্তি পুরনো হওয়ার সাথে সাথে এবং স্ক্র্যাপের প্রাপ্যতা বাড়লে, বর্তমান ~১০% থেকে EAF-এর অংশ ধীরে ধীরে বাড়ছে।

HYBRIT কী এবং এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ?

HYBRIT হলো SSAB, LKAB এবং Vattenfall-এর মধ্যে একটি যৌথ উদ্যোগ যার লক্ষ্য হাইড্রোজেনের ডিরেক্ট রিডাকশন ব্যবহার করে জীবাশ্ম-মুক্ত ইস্পাত উৎপাদন করা। ২০২১ সালে এটি বিশ্বের প্রথম জীবাশ্ম-মুক্ত ইস্পাত — যা কোকিং কোল বা প্রাকৃতিক গ্যাস ছাড়াই উৎপাদিত — Volvo AB-কে সরবরাহ করে। HYBRIT গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি প্রমাণ করে যে H2-DRI-EAF রুট বাণিজ্যিকভাবে কাজ করতে পারে। যদি এটি স্কেল করা যায়, তবে তা BF-BOF শিল্পজুড়ে প্রতি টন ইস্পাতে প্রায় ২.৩৩ টন CO2 দূর করতে পারে।

---

মূল সারাংশ

• ব্লাস্ট ফার্নেস-BOF রুট (BF-BOF) আকরিক লোহা এবং কোকিং কোল ব্যবহার করে; ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস (EAF) ইস্পাত স্ক্র্যাপ এবং বিদ্যুৎ ব্যবহার করে। এগুলো মৌলিকভাবে ভিন্ন কাঁচামাল সরবরাহ চেইন।
• BF-BOF প্রতি টন ইস্পাতে প্রায় ২.৩৩ টন CO2 নির্গত করে; EAF নির্গত করে প্রায় ০.৭৭ টন — যা ৬৭% হ্রাস।
• EAF-এর মূলধনী খরচ BF-BOF-এর চেয়ে অনেক কম (সক্ষমতার প্রতি টনে ~$৩০০-৪০০ বনাম $৬০০-১,০০০) এবং পরিচালনগত নমনীয়তা বেশি, তবে এটি বিদ্যুতের দামের প্রতি সংবেদনশীল।
• স্ক্র্যাপ থেকে জমে থাকা অপদ্রব্য — বিশেষ করে তামা — লঘুকরণের জন্য কুমারী লোহার উৎস যোগ না করলে EAF সহজে অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উচ্চ-বিশুদ্ধ ফ্ল্যাট স্টিল গ্রেড তৈরি করতে পারে না।
• বিশ্বব্যাপী ইস্পাত উৎপাদন প্রায় ৭০% BF-BOF এবং ৩০% EAF; স্ক্র্যাপের প্রাপ্যতা বাড়ার সাথে এবং ডিকার্বনাইজেশনের চাপ বৃদ্ধির সাথে EAF-এর অংশ বৃদ্ধি পাচ্ছে।
• EU ETS কার্বন মূল্য (~€৫০-৭০/টন CO2) BF-BOF স্টিলে €১১৫-১৬৫/টন এমবেডেড কার্বন খরচ যোগ করে, যা প্রতিযোগিতামূলক চাপ সৃষ্টি করে যা EAF এবং কার্বন মূল্যবিহীন আমদানি সমানভাবে মোকাবিলা করে না।
• গ্রিন হাইড্রোজেন DRI (H2-DRI-EAF) হলো সর্বনিম্ন কার্বনযুক্ত ইস্পাত উৎপাদন পথ, যা BF-BOF-এর তুলনায় CO2 ৯৫% পর্যন্ত কমায়; সুইডেনের HYBRIT এবং Stegra হলো শীর্ষস্থানীয় বাণিজ্যিক-স্কেল প্রকল্প।
• BF-BOF থেকে EAF/DRI-EAF-এর দিকে রূপান্তর কোকিং কোল এবং সাধারণ আকরিক লোহার জন্য দীর্ঘমেয়াদে হতাশাজনক, এবং উচ্চ-গ্রেডের আকরিক লোহার পেলেট ও ইস্পাত স্ক্র্যাপের জন্য আশাব্যঞ্জক।

Related Reading

To deepen your understanding of the topics covered in this article, explore these related guides: the full ferrous chain from iron ore to finished steel, the scrap grades and pricing mechanisms that feed electric furnaces and how carbon pricing policies affect the cost gap between the two routes.