بخش های تولید برق و صنایع سنگین تقریبا 60 درصد از کل آلاینده های تولید شده از زیرساخت های موجود در سال 2019 را به خود اختصاص دادند، و اگر هیچ اقدامی برای کاهش انتشار این آلاینده ها صورت نگیرد، این رقم در سال 2050 به 100 درصد می رسد.
این در حالی است که کارخانه هایی که از سوخت زغال سنگ استفاده می کنند، مهم ترین بخش تشکیل دهنده این آلاینده ها هستند، دوره استفاده طولانی و متوسط سن پایین تجهیزات صنایع سنگین عوامل اصلی توضیح دهنده چنین افزایشی در 30 سال آینده خواهند بود.
طول عمر کارخانه های تولید فولاد و سیمان به طور متوسط 40 سال است، در حالیکه این رقم برای کارخانه های تولید مواد شیمیایی پایه در حدود 30 سال است. بسیاری از کارخانه های خصوصی خیلی بیشتر از این دوره زمانی کار کرده اند.
افزایش سریع ظرفیت در اقتصادهای در حال توسعه در طول دو دهه گذشته به این معنا است که ناوگان جهانی صنایع سنگین عمر بسیار کمی دارد- به طور متوسط 10 تا 15 سال.
به عنوان مثال، چین تقریبا 60 درصد از ظرفیت جهانی مورد استفاده در ساخت آهن از سنگ آهن را به خود اختصاص داده است –که این مرحله انرژی برترین مرحله در تولید فولاد است، ضمن اینکه کل تولید فولاد در طول دو دهه گذشته بیش از 8 برابر شده است. چین همچنین نیمی از ظرفیت تولید کوره ای سیمان را به خود اختصاص داده است.
بخش تولید مواد شیمیایی در مقایسه با صنایع فولاد و سیمان توزیع ظرفیت متوازن تری دارد. بخش مهمی از سرمایه گذاری ها در متانول و مواد شیمیایی باارزش[1] (HVC) در مناطقی صورت گرفته است که به خوراک ارزان قیمت برای تولید محصولات پتروشیمی دسترسی دارند، به ویژه آمریکای شمالی، خاورمیانه و چین.
کارخانه های تولید متانول و مواد شیمیایی باارزش، به طور متوسط، عمری 10 ساله دارند. رشد تولید محصول آمونیاک در مقایسه با متانول و مواد شیمیایی باارزش کندتر بوده است، در حالی که اقتصادهای نوظهور این امکانات را در مراحل اولیه توسعه اضافه می کنند، یعنی در همان مرحله ای که توجه به توسعه کشاورزی نیز حائز اهمیت است. کارخانه های تولید آمونیاک به طور متوسط 15 ساله و در چین به طور متوسط 16 ساله هستند.
در حالی که، پیشتر نیز گفته شد، که متوسط طول عمر دارایی های موجود در بخش صنایع سنگین بین 30 تا 40 سال است، بیشتر کارخانه ها زودتر از این زمان به بازسازی روی می آورند. معمولا دوره متوسط سرمایه گذاری برای انجام بازسازی اساسی 25 سال است، زیرا بازسازی چنین کارخانه ای معمولا از نظر حجم و اندازه مانند سرمایه گذاری برای احداث یک واحد جدید در کارخانه است.
اکثر کارخانه ها در سه دسته دارایی که در نمودارهای زیر آورده شده است، معمولا پس از 10 تا 15 سال به پایان دوره عمر سرمایه گذاری خود می رسند. توازن میزان سرمایه گذاری و دوره های نوآوری در صنایع سنگین می تواند به طور قابل توجهی انتشار آلاینده ها ناشی از زیرساخت های فعلی را کاهش دهد.
مسلما بهبود فناوری های موجود می تواند به کاهش انتشار آلاینده ها کمک کند، اما یک حرکت اساسی به سمت نوآوری مورد نیاز است تا میزان انتشار این آلاینده ها به صفر برسد.
نمودار 1- ظرفیت تولید جهانی بخش فولاد در طول زمان
منبع: IEA
نمودار 2- ظرفیت تولید جهانی بخش سیمان در طول زمان
منبع: IEA
نمودار 3- ظرفیت تولید جهانی بخش مواد شیمیایی در طول زمان (آمونیاک، متانول و مواد شیمیایی باارزش)
منبع: IEA
امروزه فناوری ها و استراتژی های بسیاری به لحاظ تجاری وجود دارند که می تواند نقش مهمی در کاهش انتشار آلاینده ها از بخش صنایع سنگین داشته باشد. این موارد عبارتند از: بهبود عملکرد فناوری (شامل اتخاذ بهترین فناوری های موجود)، کارایی مواد (شامل دامنه وسیعی از اقدامات، مانند بهبود طراحی محصولات نهایی، کاهش ضایعات در طول دوره تولید، افزایش طول عمر محصول و استفاده مجدد از محصول)، جایگزینی سوخت (شامل استفاده از انرژی های زیستی) و برقی کردن تولید حرارت های متوسط و کم.
اما برای کاهش قابل توجه انتشار آلاینده های ناشی از صنایع سنگین، نوآوری در فناوری های مورد استفاده در فرآیند تولید امری ضروری و حتمی است. تا سال 2070، فناوری هایی که در حال حاضر در مراحل معرفی و تولید اولین نمونه مورد استفاده قرار می گیرند، منجر به کاهش 50 درصدی انتشار آلاینده ها نسبت به پیش بینی اصلی می شوند.