الثورة في دويسبورغ: الباحثون يناضلون من أجل الفولاذ الصديق للمناخ!

الثورة في دويسبورغ: الباحثون يناضلون من أجل الفولاذ الصديق للمناخ!

في 1 يوليو 2025، اتخذت جامعة دويسبورغ-إيسن خطوة مهمة نحو إنتاج المعادن المستدام. الأستاذ الدكتور هوك سبرينغر يتولى منصب أستاذ علم المعادن المستدام في كلية الهندسة. هدفها الرئيسي: الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن إنتاج المعادن، وهي واحدة من أكبر المساهمين في غازات الدفيئة الصناعية.

سبرينغر، الذي عمل سابقًا كأستاذ في جامعة هايزنبرغ في جامعة RWTH Aachen وقاد مجموعة شريكة في معهد ماكس بلانك لأبحاث الحديد، يجلب خبرة واسعة إلى المنصب الجديد. تشمل مسيرته الأكاديمية التدريب كميكانيكي صناعي ودرجات علمية في الهندسة الميكانيكية، تليها درجة الدكتوراه والتأهيل في مجاله. تسبب إنتاج الصلب في ألمانيا في انبعاث حوالي 23.5 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون في عام 2022 من خلال العمليات التقليدية.

تحديات إنتاج المعادن

صناعة المعادن مسؤولة عن ثلث إجمالي انبعاثات الغازات الدفيئة الصناعية. وفي سياق هذا التحدي، يعمل سبرينغر وفريقه على عمليات تعدينية مبتكرة، ولا سيما استخدام الهيدروجين بدلاً من الكربون لإنتاج الصلب. تفيد تقارير MPG.de أن الهيدروجين المنتج من مصادر الطاقة المتجددة يمكن أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وعلى الرغم من هذه التطورات، هناك تحديات كبيرة، وخاصة الشوائب الموجودة في الفولاذ المعاد تدويره، والتي يمكن أن تؤثر على جودة المواد المعدنية.

وفي مصنع تجريبي في دويسبورج، بدأت شركة ThyssenKrupp في استبدال بعض الفحم المستخدم في صهر الحديد بالهيدروجين، والذي من المتوقع أن يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة تصل إلى 19 بالمائة. توضح هذه التطورات مدى أهمية الانتقال إلى أساليب الإنتاج الخضراء لضمان مستقبل مستدام لصناعة المعادن.

التقدم في إنتاج الصلب

تقليديا، يتم إنتاج الصلب في المقام الأول عبر طريق الفرن العالي، مما يسبب انبعاثات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون. تعمل البدائل مثل عملية الفولاذ الكهربائي (EAF) على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، خاصة عند تشغيلها بالكهرباء من مصادر متجددة. وبحسب دراسة أجراها مجموعة الصلب السويسرية تقل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن طريق فرن القوس الكهربائي بحوالي 83% عن متوسط ​​الصناعة.

تتبع مجموعة Swiss Steel Group عدة إستراتيجيات لزيادة الحد من التأثير المناخي، بما في ذلك استخدام الكهرباء الخضراء بنسبة 100٪ في الإنتاج واستبدال الغاز الطبيعي في أفران المعالجة الحرارية ببدائل منخفضة ثاني أكسيد الكربون مثل الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، يتم الترويج لإعادة تدوير الخردة باعتبارها مادة خام مركزية لمسار القوات المسلحة المصرية، الأمر الذي لا يزيد من كفاءة الموارد فحسب، بل يساعد أيضًا في الحفاظ على الموارد الطبيعية.

وعلى المدى الطويل، يمكن لإنتاج الصلب المعتمد على الهيدروجين أن يتيح عمليات خالية من الانبعاثات تقريبًا. ويعمل باحثون مثل ديرك راب ومارتن بالم على تحسين هذه العمليات لتحسين تفاعلات الهيدروجين مع أكسيد الحديد وبالتالي إنشاء الأساس لإنتاج أكثر استدامة للمعادن. ويؤكد MPG.de أن هذه الأساليب مهمة ليس فقط لصناعة الصلب، ولكن أيضًا لقطاعي السيارات والطيران.

تؤكد رئيسة جامعة دويسبورغ إيسن، البروفيسورة باربرا ألبرت، على الأهمية الأساسية لهذا البحث وتؤكد على مدى أهميته بالنسبة للشكل المستقبلي للأنظمة الاجتماعية والاقتصادية. يمكن أن يساعد التركيز القوي على التقنيات المستدامة في تعزيز منطقة الرور كموقع للابتكار وتمهيد طريق جديد لصناعة المعادن نحو مستقبل أكثر صداقة للمناخ.