نیا

صنعت

سبز اسٹیل

گرین اسٹیل کا نیا دور

اسٹیل پلوں، ٹرینوں، عمارتوں اور جدید صنعت کو سہارا دیتا ہے، مگر اسے کوئلے سے بنانے کا روایتی طریقہ بہت زیادہ اخراج پیدا کرتا ہے۔ ہم بلاسٹ فرنس کے اندر جاتے ہیں، اور ری سائیکلنگ، کاربن کیپچر، بایو کاربن، براہ راست کم شدہ لوہے، سبز ہائیڈروجن اور پگھلے آکسائیڈ کی الیکٹرولائسز سمیت صاف طریقوں کو دیکھتے ہیں۔ کچھ سے پہلے ہی اسٹیل بن رہا ہے، باقی ابھی تجرباتی مرحلے میں ہیں۔ وافر صاف بجلی کے ساتھ، یہ ضروری مواد سبز اسٹیل کے ایک نئے دور میں داخل ہو سکتا ہے۔

(تصویری رہنمائی جلد آ رہی ہے)

2.6مجموعی طور پر

اس حل کی کارکردگی کیسے ہے

اثر4 / 5بہت زیادہ اخراج کرنے والا شعبہ، جسے ری سائیکلنگ اور صاف پیداوار کافی حد تک ٹھیک کر سکتے ہیں۔
رفتار2 / 5ری سائیکلنگ سے کمی جلد آتی ہے، مگر نئی اسٹیل فیکٹریوں اور صاف ہائیڈروجن میں سال لگتے ہیں۔
لاگت2 / 5گرین اسٹیل کے متبادل آج کوئلے سے بننے والے اسٹیل سے کہیں زیادہ مہنگے ہیں۔
پختگی2 / 5اسکریپ کی ری سائیکلنگ پختہ ہو چکی ہے؛ ہائیڈروجن اسٹیل پلانٹس ابھی بس شروع ہو رہے ہیں۔
فطرت3 / 5اسٹیل کارخانوں کے آس پاس ہوا صاف ہوتی ہے، مگر لوہے کی کان کنی جاری رہتی ہے۔

کوئز

سوال 1 کا 10 میں سے

عالمی کاربن اخراج کا کتنا حصہ اسٹیل بنانے سے آتا ہے؟

اسکور 0 / 10

تحریر

جب سے انسانوں نے دھاتیں ڈھالنا سیکھا ہے، وہ انہیں پسند کرتے آئے ہیں، اور صرف اس لیے نہیں کہ وہ چمکتی ہیں۔ کانسی نے انہیں پتھر کے زمانے سے نکالا، اور لوہے کے زمانے کے ساتھ فولاد آیا۔ کانسی سے زیادہ مضبوط، سخت اور پائیدار، اس نے ٹرینوں سے لے کر فلک بوس عمارتوں تک سب کچھ بنانے کی بنیاد رکھی۔

لیکن فولاد بنانے سے نقصان دہ گرین ہاؤس گیسیں نکلتی ہیں، اور اب یہ عالمی کاربن اخراج کے بھاری بھرکم 8% کا ذمہ دار ہے ^[1-4]، جو ہوا بازی اور جہاز رانی کو ملا کر بھی زیادہ ہے ^[5-8]۔ اور 2050 تک طلب کے 50% بڑھنے کا امکان ہے ^[1,9]، اس لیے انسانیت کو ایک بہتر، زیادہ ماحول دوست طریقہ چاہیے۔ اور جلدی!

گرین اسٹیل کے دور میں خوش آمدید!

جدید دنیا واقعی فولاد سے بنی ہے۔ انسان ہر سال اس کا لگ بھگ 2 ارب میٹرک ٹن استعمال کرتے ہیں ^[3,10]، اور اس کا آدھا تعمیرات میں لگتا ہے ^[11,12,13]، ہر 3 دن میں مین ہٹن جتنا رقبہ تعمیر ہو جاتا ہے ^[14]۔ حقیقت میں، انسان فولاد کو اتنا پسند کرتے ہیں کہ نکالی جانے والی دھاتوں کا 92% اسے بنانے میں استعمال ہوتا ہے ^[15,16,17]۔

لیکن فولاد آخر بنتا کیسے ہے؟ اور یہ اتنا آلودگی پھیلانے والا کیوں ہے؟

جدید صنعتی طریقے سے فولاد سازی کا آغاز پہلی بار انگریز Henry Bessemer نے 1856 میں کیا ^[18,19,20]۔ اس کے طریقوں نے آخرکار Empire State Building اور Burj Khalifa جیسی شاندار عمارتوں کی تعمیر کی راہ ہموار کی۔ لیکن اتنا سارا خوبصورت فولاد بنانے سے پہلے، تمہیں بنیادی اجزا نکالنے ہوتے ہیں: لوہے سے بھرپور چٹانیں جنہیں خام دھات کہتے ہیں، اور کوئلے جیسا کاربن کا ایک ذریعہ ^[21]۔

یہ ہمیں پہلا مرحلہ، خام دھات سے لوہا الگ کرنے کی طرف لے جاتے ہیں: پہلے تم بلاسٹ فرنس میں لوہے کی خام دھات کو زیادہ کاربن والے کوئلے اور چونے کے پتھر کے ساتھ ملاتے ہو، اور اس آمیزے کو گرم گرم 1,600°C پر پکاتے ہو ^[21-24]۔ اس سے کوئلے کا کاربن خام دھات کے ساتھ ردعمل کر کے پگھلا ہوا ‘پگ آئرن’ ^[25] اور کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس بناتا ہے۔

پھر آتا ہے دوسرا مرحلہ، فولاد بنانے کے لیے لوہے کو مضبوط کرنا: تم پگھلی ہوئی دھات کو ایک دوسری فرنس میں ڈالتے ہو جسے بیسک آکسیجن فرنس کہتے ہیں اور اس میں زیادہ دباؤ والی آکسیجن داخل کرتے ہو۔ یہ گرم دھات میں باقی کاربن کے ساتھ ردعمل کرتی ہے ^[26,27]، اور اس سے مزید کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس بنتی ہے۔ اس سے لوہے میں کاربن طاقت اور پائیداری کے لیے بہترین سطح تک کم ہو جاتا ہے ^[28]۔

نتیجہ؟ تم نے فولاد بنا لیا!

اور بدقسمتی سے بہت ساری کاربن ڈائی آکسائیڈ بھی۔ حقیقت میں، بننے والے ہر میٹرک ٹن فولاد کے لیے لگ بھگ 2 میٹرک ٹن CO₂ خارج ہوتی ہے ^[29,30]۔ فولاد کی صنعت تقریباً اتنی ہی CO₂ خارج کرتی ہے جتنی پورا European Union ^[4,31,32]۔ فولاد اتنا چمکدار اور صاف نہیں جتنا لگتا ہے!

تو انسانیت گرین اسٹیل کے نئے دور تک کیسے پہنچ سکتی ہے؟ دیکھنے کے لیے چھ حل ہیں ^[2,33-35]:

ری سائیکلنگ

کاربن پکڑنا

بایوکاربن

DRI

سبز ہائیڈروجن

پگھلے آکسائیڈ کی الیکٹرولائسز

ایک راستہ فولاد کی ری سائیکلنگ ہے۔ ہوا اور سورج جیسے قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے الیکٹرک آرک فرنس چلائی جا سکتی ہے تاکہ فولاد کو ری سائیکل کیا جا سکے ^{[2,3,36,37,38]}۔ یہ موجودہ اسکریپ فولاد کو پگھلا سکتی ہے جو ورنہ ضائع ہو جاتا، اور اسے ری سائیکل کر کے نیا فولاد بنا سکتی ہے، شروع سے بنانے کے مقابلے میں CO₂ اخراج کو 85% تک کم کر سکتی ہے ^[39,40]۔ لیکن ری سائیکلنگ ایک آغاز تو ہے، فولاد پہلے ہی زمین پر سب سے زیادہ ری سائیکل ہونے والا مواد ہے ^[3,41]، اور صرف ری سائیکلنگ انسانیت کی اس چمکدار چیز کی نہ ختم ہونے والی بھوک پوری نہیں کر سکتی! ^{[3,9,21,34,42-44]}

تو اگلا حل یہ ہے کہ روایتی فولاد سازی سے نکلنے والا سارا کاربن پکڑنے کی کوشش کی جائے ^[35,45]، اسے زیر زمین ذخائر میں محفوظ کیا جائے ^[46] اور ہوا کو آلودہ کرنے سے روکا جائے۔ اسے کاربن پکڑنا کہتے ہیں، اور نظریے میں، یہ فولاد سازی سے نکلنے والی CO₂ کو کافی حد تک کم کر سکتا ہے ^{[9,11,33-35,47]}۔ لیکن کاربن پکڑنا ساری CO₂ نہیں پکڑ سکتا ^[11,47,48] اور پکڑی گئی گیس کے دوبارہ ماحول میں رسنے کا خطرہ رہتا ہے ^[49-51]۔ اور چونکہ اس کے لیے بہت زیادہ توانائی چاہیے، اور فی الحال اس کی قیمت بھی خاصی بھاری ہے، اس لیے یہ اکیلے گرین اسٹیل کا دور نہیں لا سکتا ^{[9,11,33,34,47,48]}۔

ایک بہتر طریقہ یہ ہے کہ فولاد سازی کے سب سے گندے اور سب سے زیادہ آلودگی پھیلانے والے حصے کو مکمل طور پر بدل دیا جائے: کوئلہ۔ اور اگلے حل یہی کر سکتے ہیں…

پہلا طریقہ بایوکاربن ہے ^[33,35,52]۔ بہت سی کمپنیاں بلاسٹ فرنس میں لوہے کی خام دھات کے ساتھ ردعمل کے لیے استعمال ہونے والے کوئلے کو ^[53-56] لکڑی یا دوسرے پودوں کے مواد جیسی پائیدار بایوماس سے حاصل کاربن کے ذریعے بدلنے کے تجربے کر رہی ہیں۔ بایوماس فولاد سازی کے دونوں مرحلوں میں فرنس گرم کرنے والے کوئلے کی جگہ بھی لے سکتی ہے ^[35,57]۔ اور چونکہ اس مقصد کے لیے خاص طور پر درخت لگائے جاتے ہیں، اس سے فولاد سازی کے زیادہ تر اخراج کاربن نیوٹرل ہو جاتے ہیں ^{[33,52,56,57]}، جو سننے میں بہت اچھا لگتا ہے! لیکن چونکہ پائیدار طریقے سے بننے والے بایوکاربن کی مقدار محدود ہے ^[9,52,58]، اس لیے فولاد سے کاربن اخراج ختم کرنے میں اس کا بڑا کردار ہونے کا امکان نہیں۔

اس سے کہیں زیادہ امید افزا طریقہ ڈائریکٹ ریڈیوسڈ آئرن نامی عمل ہے۔ اس میں عموماً بلاسٹ فرنس میں کوئلے کی جگہ فوسل گیس استعمال ہوتی ہے تاکہ بہت کم درجہ حرارت اور بہت کم اخراج کے ساتھ لوہے کو اس کی خام دھات سے الگ کیا جا سکے ^{[9,11,33-35,59,60]}۔ یہ اتنا مؤثر ہے کہ دنیا بھر میں اسے پہلے ہی تیزی سے بڑھایا جا رہا ہے ^[61,62,63]۔ مسئلہ صرف یہ ہے کہ گیس کا استعمال فولاد سازی کے پہلے مرحلے کے اخراج تو کم کر سکتا ہے، مگر انہیں عمل سے مکمل طور پر ختم نہیں کر سکتا ^[47]۔

خوش قسمتی سے، لوہے کی خام دھات میں اگلا جز شامل کر کے ہم اس کے بہت قریب پہنچ سکتے ہیں: سبز ہائیڈروجن۔ یہ ہوا اور سورج جیسے ذرائع سے قابل تجدید توانائی استعمال کر کے پانی سے ہائیڈروجن الگ کر کے بنائی جاتی ہے ^[64,65,66]۔ اور، فوسل گیس کی طرح، اسے لوہے کو اس کی خام دھات سے الگ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لیکن گیس کے برعکس، سبز ہائیڈروجن بالکل بھی CO₂ نہیں بناتی ^{[9,11,33,35,67-70]}، یوں فولاد سازی کے پہلے مرحلے سے کاربن اخراج تقریباً ختم ہو جاتا ہے ^[44,71,72]۔

عمل کے دوسرے مرحلے میں، لوہے کو الیکٹرک آرک فرنس میں فولاد میں بدلا جا سکتا ہے ^[44,70,72]۔ اس میں پھر بھی کچھ کاربن شامل کرنا پڑتا ہے، لیکن یہ اسکریپ فولاد، بایوویسٹ، یا یہاں تک کہ پلاسٹک اور پرانے ٹائروں جیسے ری سائیکل مواد سے آ سکتا ہے ^[73,74]۔ اور یہ سب سبز بجلی سے چل سکتا ہے ^[69,70]۔

مل کر، یہ طریقے فولاد سازی کے کاربن اخراج کو 95% سے زیادہ کم کر سکتے ہیں ^{[9,44,60,67,71]}۔

Sweden پہلے ہی اس طریقے سے گرین اسٹیل بنانا شروع کر چکا ہے ^[75]، اور بہت سے دوسرے ملک بھی اس ٹیکنالوجی کو آزما رہے ہیں ^{[11,63,76-81]}۔ لیکن ہائیڈروجن فولاد کو عالمی حقیقت بنانے کے لیے، ہائیڈروجن کی پیداوار اور قابل تجدید توانائی دونوں کو بہت زیادہ بڑھانا ہوگا، جو کوئی آسان کام نہیں ^[9,70,82-84]۔

لیکن اگر ہائیڈروجن بنانے کی ضرورت کو مکمل طور پر ختم کرنے کا کوئی طریقہ ہو تو؟

پگھلے آکسائیڈ کی الیکٹرولائسز ایک طریقہ ہے جسے USA اور Brazil میں آزمایا جا رہا ہے، جو لوہے کو اس کی خام دھات سے براہ راست الگ کرنے کے لیے قابل تجدید بجلی استعمال کرتا ہے، اور ضمنی پیداوار کے طور پر صرف آکسیجن بناتا ہے ^{[33,35,85,86]}۔ ہائیڈروجن کی طرح، یہ عمل سے براہ راست CO₂ اخراج کو تقریباً ختم کر دیتا ہے، مگر یہ کام کہیں زیادہ توانائی مؤثر انداز میں کر سکتا ہے ^[87]، اور ہائیڈروجن بنانے کے مہنگے اور توانائی مانگنے والے عمل کو چھوڑ دیتا ہے۔

یہ طریقہ ابھی بڑے پیمانے پر ثابت نہیں ہوا اور فی الحال بہت زیادہ حرارت اور بجلی استعمال کرتا ہے ^[85]، لیکن کم درجہ حرارت والے دوسرے متبادل بھی دیکھے جا رہے ہیں۔ مل کر، یہ مستقبل کی ایک دلچسپ جھلک دکھاتے ہیں!

تو کیا انسانیت ایک چمکدار نئے دور کے کنارے پر ہے؟

تحقیق اور ترقی میں درست سرمایہ کاری، قابل تجدید بجلی کی پیداوار میں مسلسل اضافہ، اور معاون پالیسی ماحول کے ساتھ ^{[2,3,9,33-35]}، انسانیت آخرکار اپنی منزل تک پہنچ سکتی ہے: گرین اسٹیل کا دور!

ماہر مشیر

2

ہم شکریہ ادا کرنا چاہتے ہیں

Wido Witecka

آزاد ماہر

اسٹیل اور صنعت سے کاربن اخراج کم کرنے کے مشیر

Caitlin Swalec

گلوبل انرجی مانیٹر

پروگرام ڈائریکٹر: بھاری صنعت

مزید ویڈیوز

13 لنکس

یہ وسائل غیر منسلک ہیں۔ یہاں دیے گئے تمام لنکس انگریزی میں ہیں۔

تاریخ اور اسٹیل کیسے بنتا ہے

گرین اسٹیل کا جائزہ

ہائیڈروجن اسٹیل اور حقیقی دنیا کے منصوبے

پگھلا ہوا آکسائیڈ الیکٹرولیسس

CO₂-Free Fe: Boston Metal کے ساتھ سبز اسٹیل کا دورہEngineering with Rosie

مزید مطالعہ

29 لنکس

یہ وسائل غیر منسلک ہیں۔ یہاں دیے گئے تمام لنکس انگریزی میں ہیں۔

اسٹیل سازی کا جائزہ

اسٹیل کے بارے میں - World Steel Association
موسمیاتی تبدیلی اور لوہے اور اسٹیل کی پیداوار - World Steel Association
لوہا اور اسٹیل کیسے کام کرتے ہیں - HowStuffWorks
اسٹیل کا ماحولیاتی اثر - The World Counts
اسٹیل صنعت کا اخراج موسمیاتی تبدیلی میں بڑا حصہ ڈالتا ہے۔ کیا یہ سبز بن سکتی ہے؟ | Science - AAAS

حل - ری سائیکلنگ اور الیکٹرک آرک فرنسز

خام مال - World Steel Association
سکریپ کی کمی اسٹیل صنعت کے لیے چیلنج بنے گی - BCG
اسٹیل بنانے کے طریقے سمجھنا - Elland Steel

حل - کاربن کیپچر اور اسٹوریج

کاربن پکڑنا اور ذخیرہ کرنا (CCS) - World Steel Association
کیا اسٹیل کے لیے کاربن کیپچر ممکن ہے؟ - IEEFA
CO₂ کا رساؤ: CO₂ کے سطح تک پہنچنے کے غیر متوقع امکانات کے اثرات - IEAGHG

حل - بایو کاربن

اسٹیل بنانے میں بایوماس کا استعمال - World Steel Association
بایو کاربن: کم قیمت بایوماس کو تبدیل کرنا پائیداری کی راہ کیسے ہموار کر سکتا ہے - GreenSteelWorld.com

حل - گرین ہائیڈروجن اور ہائیڈروجن پر مبنی ڈی آر آئی

حل - مولٹن آکسائیڈ الیکٹرولیسس

گرین ہائیڈروجن کے بغیر گرین اسٹیل - کیا یہ کام کر سکتا ہے؟ - Canary Media
اسٹیل کو ڈی کاربنائز کرنا: ہائیڈروجن یا میٹل آکسائیڈ الیکٹرولائسز؟ - Carbon Commentary
ایم او ای اسٹیل - Boston Metal

مارکیٹس، مالیات اور معیارات

عالمی اسٹیل پائیداری کے معیارات - ResponsibleSteel
اسٹیل کو ڈی کاربنائز کرنا: EACs کم کاربن پیداوار کو 2030 تک کیسے بڑھاتے ہیں - Carbon Direct

تکنیکی روڈ میپ اور جائزے

حوالہ جات

97 لنکس

یہاں دیے گئے تمام لنکس انگریزی میں ہیں۔

حوالہ جات

10

1-4

عالمی اسٹیل کے اخراج

عالمی فولاد سازی کے درست سالانہ اخراج کے اعداد مختلف حوالوں میں سال اور زیرِ غور نظام کی حدود کے حساب سے بدلتے ہیں۔ [1] نے 2023 کی IEA World Energy Outlook رپورٹ کا حوالہ دیا ہے، جس کے مطابق اس سے پچھلے سال فولاد سازی CO₂ کے 8% اور GHG اخراج کے 6% کی ذمہ دار تھی۔ [4] نے 2019 میں لوہے اور فولاد کے براہِ راست اخراج کا اندازہ 2.6 GtCO₂ لگایا ہے، جو عالمی توانائی نظام کے CO₂ کا 7% ہے۔ [3] نے صنعت کی نسبتاً وسیع حد استعمال کرتے ہوئے اسے انسانی سرگرمیوں سے ہونے والے گرین ہاؤس گیس اخراج کا تقریباً 7-8% بتایا ہے۔ اسکرپٹ کا 8% والا عدد بنیادی طور پر [1] سے لیا گیا ہے، مگر یہ ان ملتے جلتے اندازوں کا ایک گول مجموعی خاکہ بھی ہے۔

5-8

ٹرانسپورٹ سے عالمی کاربن کے اخراج

2024 میں دنیا بھر کے ٹرانسپورٹ شعبے سے پیدا ہونے والا کاربن ڈائی آکسائیڈ اخراج اندازاً 9 GtCO₂ تک پہنچا، جبکہ کل اندازاً 41.6 GtCO2 تھا (یعنی فوسل ایندھن کے استعمال اور LULUCF [زمین کا استعمال، زمین کے استعمال میں تبدیلی، اور جنگلات] سے ہونے والا مجموعی انسانی CO₂ اخراج، جس میں انسان کی بنائی ہوئی سیمنٹ کاربونیشن سنک کو شامل کیا گیا ہے) ^[5,6]۔ ہوا بازی (بین الاقوامی اور ملکی دونوں) ٹرانسپورٹ شعبے کے رپورٹ شدہ اخراج کا 9.9% تھی، جو عالمی کاربن اخراج کے 2.14% کے برابر ہے (ایک ارب میٹرک ٹن سے ذرا کم)۔ شپنگ (بین الاقوامی، ملکی اور ماہی گیری سمیت) ٹرانسپورٹ شعبے کے رپورٹ شدہ اخراج کا 10.67% تھی، جو عالمی کاربن اخراج کے 2.31% کے برابر ہے ^[5,6]۔

وبا سے پہلے کا ایک پرانا موازنہ، جس میں ہوا بازی اور شپنگ کے مخصوص مطالعات کو اسی عالمی CO₂ اخراج کے کل کے مقابل رکھا گیا، 2024 کے اس اندازے کی ایک مفید جانچ دیتا ہے اور مجموعی طور پر ملتا جلتا نتیجہ نکالتا ہے۔ 2018 میں، عالمی ہوا بازی نے تقریباً 1.034 GtCO₂ خارج کیا ^[7]، جبکہ شپنگ نے تقریباً 1.056 GtCO₂ خارج کیا ^[8]۔ اس لیے مشترکہ اخراج تقریباً 2.090 GtCO₂ تھا۔ اسی سال کے لیے Global Carbon Budget کے 42.5 GtCO₂ کے کل کے مقابل ^[6]، ہوا بازی اور شپنگ ملا کر تقریباً 4.92% تھیں۔ لہٰذا اسٹیل سازی شعبے کے اخراج میں 8% حصہ تقریباً 3.08 فیصد پوائنٹس زیادہ، یا ہوا بازی اور شپنگ کے مشترکہ اخراج کا 1.63 گنا ہوگا۔ یہ صرف سالانہ CO₂ کا موازنہ ہے اور اس میں ہوا بازی کے اضافی غیر-CO₂ گرمائش اثرات شامل نہیں ہیں۔

لکھنے کے وقت، یہ شعبوں کا براہ راست موازنہ کرنے کے لیے دستیاب بہترین اعداد ہیں، جن میں جہاں ممکن ہو حالیہ، مستند ذرائع سے کام لیا گیا ہے (مثلاً شپنگ کے اخراج International Maritime Organization نے فراہم کیے ہیں)۔ مگر ایسے موازنے احتیاط مانگتے ہیں، کیونکہ شائع شدہ اندازے گرین ہاؤس گیسوں، سرگرمیوں اور اخراج کے ذرائع کی ذرا مختلف اقسام یا زمرے کور کر سکتے ہیں۔

سب سے پہلے، مختلف مطالعات صرف CO₂، تمام گرین ہاؤس گیسیں، یا کاربن ڈائی آکسائیڈ-مساوی (CO₂eq) قدریں رپورٹ کر سکتے ہیں، جن میں میتھین اور نائٹرس آکسائیڈ جیسی گیسیں شامل ہوتی ہیں اور انہیں CO₂ کے مقابل ان کی عالمی گرمائش صلاحیت کے حساب سے وزن دیا جاتا ہے۔ مستقل معیاری بنانے کے بغیر یہ پیمانے ایک دوسرے کے بدلے استعمال نہیں ہو سکتے یا براہ راست موازنہ نہیں کیے جا سکتے، اور ایک کو دوسرے کے مقابل پیش کرنے سے شعبے کے اخراج کا ظاہری حصہ کافی بدل سکتا ہے۔ ذرائع، مطالعات، اور اداروں کی رپورٹس اکثر فوراً واضح نہیں کرتیں کہ کون سا مخصوص پیمانہ (/اخراج کی پیمائش کی قسم) استعمال ہوا ہے، اور باقاعدگی سے ایک لکھتی ہیں جب ان کی مراد دراصل دوسری ہوتی ہے (مثلاً ‘CO₂’ لکھنا جب مراد ‘CO₂eq’ ہو)۔

دوسرے، عالمی بنیادی کل کا انتخاب اہم ہے: کچھ موازنے صرف توانائی سے متعلق CO₂ کے مقابل کیے جاتے ہیں، جبکہ دوسرے زمین کے استعمال، زمین کے استعمال میں تبدیلی، اور جنگلات (LULUCF) جیسے تمام انسانی ذرائع شامل کرتے ہیں، جو تقسیم کرنے والی تعداد اور یوں شعبے کا نکالا گیا فیصد طے کرتا ہے۔

خاص طور پر بین الاقوامی شپنگ کے اخراج کا سراغ لگانا مشکل ہے کیونکہ اخراج زیادہ تر بین الاقوامی پانیوں میں ہوتا ہے۔ ماضی میں، ڈیٹا اکثر جہازوں کی سرگرمی کی براہ راست نگرانی کے بجائے بنکر ایندھن کی فروخت سے آتا تھا، جس سے مزید غیر یقینی پیدا ہوتی تھی۔ IMO اب ایندھن کی فروخت، جہازوں کی سرگرمی (AIS ماڈلنگ) اور سفر کی تقسیم کے طریقے ملاتا ہے، اور اندازے استعمال ہونے والے طریقوں کے حساب سے بدل سکتے ہیں۔ ہوا بازی کے ڈیٹا میں بھی ایسی ہی کہانی نظر آتی ہے۔ اعداد کی اشاعت میں اوپر بیان کیے گئے مسائل کے ساتھ، یہ دستیاب عالمی اخراج کے اندازوں میں کافی فرق پیدا کر سکتا ہے، چاہے وہ ایک ہی شعبے/سرگرمی پر مبنی ہوں۔

11-14

عالمی اسٹیل کی پیداوار

ہر سال 1.892 Gt اسٹیل بنتا ہے، جس میں سے 52% تعمیرات میں استعمال ہوتا ہے (983.84 Mt اسٹیل)۔

[14] کے مطابق 1985 سے 2015 کے درمیان دنیا بھر کے شہری رقبے میں ہر سال 9,687 km² اضافہ ہوا۔ یہ (9687/365 =) 26.539 km² فی دن کے برابر ہے۔

مینہیٹن کا رقبہ 59.1 km^2 A. ہے: 59.1/26.539 = 2.2 دن

لیکن یہ بات قابلِ غور ہے کہ موجودہ رفتارِ نمو اس سے بھی تیز ہو سکتی ہے۔ World Bank ^B کا اندازہ ہے (اپریل 2023 تک) کہ 2030 تک دنیا میں 1.2 ملین km² نیا شہری تعمیر شدہ رقبہ شامل ہونے کی توقع ہے۔ یہ 2020 کی پوری دہائی میں شہری پھیلاؤ کی اوسط سالانہ رفتار تقریباً 120,000 km² فی سال، 328.77 km² فی دن یا 13.698 km² فی گھنٹہ کے برابر ہے، یعنی ہر 4 گھنٹے میں مینیہٹن کے برابر رقبہ تعمیر ہو رہا ہے۔

مزید موازنے بھی کیے جا سکتے ہیں: اگر ہر سال 983.84 Mt اسٹیل تعمیرات میں استعمال ہوتا ہے (اوپر دیکھیں)، تو یہ روزانہ 2.7 Mt بنتا ہے۔ مقابلے میں، سان فرانسسکو، USA کا Golden Gate Bridge تقریباً 75,000 میٹرک ٹن اسٹیل پر مشتمل ہے ^C، یعنی روزانہ تعمیرات کے لیے استعمال ہونے والے اسٹیل سے تقریباً 36 Golden Gate Bridges بنائے جا سکتے ہیں۔ یا پھر، Empire State Building میں تقریباً 51,700 میٹرک ٹن اسٹیل ہے ^D,E، یعنی روزانہ تعمیرات کے لیے استعمال ہونے والے اسٹیل سے تقریباً 52.2 Empire State Buildings بنائے جا سکتے ہیں۔

^A نیویارک شہر کا جائزہ | NYMTC

^B شہری ترقی کا جائزہ | World Bank Group

^C ڈیزائن اور تعمیرات کے اعدادوشمار | شماریات اور ڈیٹا | Golden Gate

^D ASCE میٹروپولیٹن سیکشن | Empire State Building

^E Empire State Building | دنیا کے بلند ترین ٹاورز

15,16,17

اسٹیل بنانے میں استعمال ہونے والی کان کنی کی دھاتیں

نکالی گئی معدنیات کا 94% لوہا ہے اور لوہے کی معدنیات کا 98% اسٹیل کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس لیے 94% کا 98%، 92% کے برابر ہے۔ یہ وزن کی بنیاد پر نکالا گیا اندازہ ہے، ناپا گیا اعدادوشمار نہیں۔

39,40

ای اے ایف ری سائیکلنگ کے اخراج

[39] کے مطابق اخراج میں زیادہ سے زیادہ 85% تک کمی ممکن ہے؛ مگر یہ ہر جگہ لاگو نہیں ہو سکتا، اور ماخذ اپنے اندازے کے لیے مکمل نظامی حد واضح نہیں کرتا۔ عملی طور پر، اخراج کی بچت کا دارومدار الیکٹرک آرک فرنس میں اسکریپ دھات کے حصے، بجلی کے مکس اور زیرِ غور وسیع نظامی حدود کی حد پر بہت زیادہ ہو سکتا ہے۔ پھر بھی، WorldSteel ^F خام لوہے- اور اسکریپ ری سائیکلنگ پر مبنی اسٹیل سازی کے طریقوں میں اسی طرح کے بڑے فرق بتاتا ہے: روایتی بلاسٹ-فرنس/بیسک-آکسیجن-فرنس طریقے کے لیے عالمی اوسط 2.34 tCO₂/t خام اسٹیل، اور اسکریپ-میٹل/الیکٹرک-آرک-فرنس طریقے کے لیے 0.69 tCO₂/t، جو اوسطاً تقریباً 70.5% کمی کے برابر ہے۔

^F پائیداری اشاریوں کی رپورٹ 2025 | ورلڈ اسٹیل ایسوسی ایشن

48-51

کاربن کیپچر جیولوجیکل اسٹوریج سائٹس کا اخراج

رساؤ سے مراد CO₂ کا طے شدہ ذخیرے سے نکل جانا ہے - کسی کنویں، فالٹ، شگاف یا کیپ راک کے ذریعے - اور ممکنہ طور پر کسی دوسری ارضیاتی تہہ، زیرِ زمین پانی، سمندری تہہ یا فضا تک پہنچ جانا۔ ذخیرے کی ناکامی میں رساؤ شامل ہو سکتا ہے، مگر اس سے مراد ضرورت سے زیادہ دباؤ، غیر متوقع نقل مکانی یا انجیکشن کی صلاحیت ختم ہونا بھی ہو سکتا ہے، جو ضروری نہیں کہ CO₂ کو فضا میں چھوڑے مگر سائٹ کو منصوبے کے مطابق چلنے سے روکے۔ درست طور پر منتخب اور سنبھالی گئی سائٹ سے ان میں سے کسی کی توقع نہیں ہوتی۔ EU کے قواعد کے تحت مجوزہ سائٹس کو ثابت کرنا ہوتا ہے کہ رساؤ کا کوئی بڑا خطرہ نہیں اور نگرانی اور اصلاحی اقدامات کے منصوبے برقرار رکھنا ہوتے ہیں۔

60

ڈائریکٹ ریڈیوسڈ آئرن (ڈی آر آئی) کے اخراج کے اثرات

‘بلاسٹ فرنس میں کوئلے’ کو بدلنے سے مراد روایتی کوئلہ-بیسڈ بلاسٹ-فرنس ریڈکشن مرحلے کو ہی گیس-بیسڈ ڈائریکٹ ریڈکشن سے بدلنا ہے، جو عموماً الگ شافٹ/ڈائریکٹ-ریڈکشن فرنس میں ہوتا ہے؛ اس کا مطلب اسی بلاسٹ فرنس کے اندر فوسل گیس کا ایک-بدلے-ایک متبادل نہیں ہے۔

DRI کے دوسرے طریقوں کے اخراج میں کافی فرق ہوتا ہے۔ [60] کے مطابق کوئلہ-بیسڈ DRI روایتی بلاسٹ-فرنس/بیسک-آکسیجن-فرنس طریقے کے مقابلے میں اخراج 38% کم کر سکتا ہے۔ تاہم، فوسل گیس، جس میں عموماً CH₄، H₂، اور CO شامل ہوتے ہیں، اخراج 61% کم کرتی ہے۔ فوسل گیس کو مکمل طور پر H₂ سے بدلنے سے اخراج 97% کم ہو سکتا ہے۔ تاہم، یہ ہر جگہ لاگو ہونے والے اندازے نہیں ہیں، اور اخراج میں اصل کمی صرف عمل میں استعمال ہونے والے اہم ریڈکٹنٹ پر نہیں، بلکہ باقی DRI سیٹ اپ، توانائی کے مکس اور سسٹم باؤنڈری پر بھی منحصر ہوگی۔ خاص بات یہ ہے کہ اسٹیل سازی سے پہلے H₂ بنانے کے طریقے سے ہونے والے اخراج کو ہائیڈروجن-DRI کے اندازوں میں شامل نہیں کیا گیا ہے۔ گرین ہائیڈروجن کم-کاربن بجلی استعمال کرتا ہے، مگر اخراج ٹرانسپورٹ & انفراسٹرکچر میں پھر بھی شامل ہو سکتے ہیں (نیچے دیکھیں)۔ DRI میں فوسل گیس کے استعمال سے کوئلے کے مقابلے میں کم اخراج ہوتا ہے، مگر فوسل فیولز پھر بھی شامل ہیں، اس لیے اخراج ناگزیر ہیں۔

64-68

اسٹیل بنانے میں استعمال ہونے والے ہائیڈروجن کی اقسام: سبز، نیلا، اور سرمئی ہائیڈروجن

گرین ہائیڈروجن قابلِ تجدید بجلی سے پانی کو الیکٹرولائسز کے ذریعے ہائیڈروجن اور آکسیجن میں توڑ کر بنائی جاتی ہے۔ اس سے فوسل فیولز سے ہائیڈروجن بنانے کے اخراج ختم ہو جاتے ہیں۔ جب ہائیڈروجن لوہے کو اس کی کان سے الگ کرنے کے لیے آئرن-ریڈکشن مرحلے میں اسٹیل سازی کے عمل میں داخل ہوتی ہے، تو یہ کان میں موجود آئرن آکسائیڈز سے ردعمل کر کے آکسیجن کے ساتھ ملتی ہے اور CO₂ کے بجائے پانی کے بخارات بناتی ہے۔

لیکن، وسیع تر عمل پھر بھی کچھ اخراج پیدا کر سکتا ہے۔ یہ بالواسطہ، متعلقہ اخراج گرین ہائیڈروجن کی پیداوار، نقل و حمل اور ذخیرے میں استعمال ہونے والے انفراسٹرکچر سے، یا ایسے گرڈ سے لی گئی بجلی سے آ سکتے ہیں جس کا توانائی مکس ابھی مکمل طور پر کاربن فری نہیں ہے۔ اس لیے عملی طور پر، ‘گرین’ کہلانے والی ہائیڈروجن پورے عمل میں ہمیشہ صرف قابلِ تجدید بجلی سے نہیں بنتی۔

یوں گرین-ہائیڈروجن اسٹیل تقریباً صفر اخراج کے بہت قریب آ سکتی ہے، مگر ضروری نہیں کہ بالکل صفر کاربن اخراج تک پہنچے۔ حقیقت میں، قابلِ تجدید ہائیڈروجن سے بنی اسٹیل تقریباً 0.08 kg CO₂ فی کلوگرام اسٹیل پیدا کرتی ہے ^[67]۔

بلیو اور گرے ہائیڈروجن کے متعلقہ اخراج زیادہ واضح ہوتے ہیں۔ گرے ہائیڈروجن عموماً فوسل گیس سے سٹیم میتھین ریفارمنگ (SMR) نامی عمل کے ذریعے بنتی ہے، جو فوسل گیس کے مکسچر میں میتھین سے ہائیڈروجن الگ کرتا ہے، اور CO₂ خارج کرتا ہے۔ یہ اس وقت ہائیڈروجن بنانے کا سب سے عام اور سستا طریقہ ہے۔ بلیو ہائیڈروجن اسی بنیادی عمل سے بنتی ہے، مگر زیادہ تر پیداواری اخراج کو فضا میں نکلنے سے روکنے کے لیے کاربن کیپچر اینڈ سٹوریج (CCS) ٹیکنالوجی بھی شامل کی جاتی ہے۔ چونکہ کیپچر کا عمل عموماً سب کچھ نہیں پکڑتا، اس لیے بلیو ہائیڈروجن پھر بھی کچھ فضائی اخراج پیدا کرتی ہے۔

جب ہائیڈروجن کی کسی بھی قسم کو لوہے کو اس کی کان سے الگ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو ریڈکشن ردعمل خود پھر بھی CO₂ کے بجائے صرف پانی بناتا ہے۔ اصل فرق ان ابتدائی اخراج میں ہے جو ہائیڈروجن بناتے وقت پہلے پیدا ہوتے ہیں۔ اسٹیل سازی کے عمل میں دوسری جگہوں پر بھی تھوڑے اخراج رہ سکتے ہیں، جن میں الیکٹرک آرک فرنس کی بجلی اور کاربن سے ہونے والے اخراج شامل ہیں۔

[67] کے مطابق، بلیو ہائیڈروجن سے بنی اسٹیل تقریباً 0.22 kg CO₂ فی کلوگرام اسٹیل پیدا کرتی ہے، یہ مانتے ہوئے کہ ہائیڈروجن بنانے کے اخراج کا 85% پکڑ لیا جاتا ہے۔ اس کا موازنہ روایتی کوئلے پر مبنی اسٹیل کے لیے 1.87 kgCO₂ اور خود کاربن کیپچر لگائی گئی کوئلے پر مبنی اسٹیل کے لیے 0.38 kgCO₂ سے ہوتا ہے، جس کے لیے الگ سے 80% کی کیپچر شرح مانی گئی ہے ^[67]۔

دنیا بھر میں استعمال ہونے والی ہائیڈروجن کا 95% سے زیادہ حصہ فوسل گیس سے بنتا ہے، زیادہ تر بغیر کسی بھی قسم کے کاربن کیپچر کے۔ اگر یہ روایتی گرے ہائیڈروجن ہائیڈروجن-بنیاد DRI اسٹیل سازی میں استعمال ہو، تو [67] تقریباً 0.7 kg CO₂ فی کلوگرام اسٹیل کے اخراج کا اندازہ دیتا ہے ^[67]۔ یہ روایتی کوئلے پر مبنی اسٹیل پیداوار سے خاصا کم ہے، مگر گرین ہائیڈروجن سے بنی اسٹیل سے کافی زیادہ ہے۔

ان حسابوں میں، باقی ماندہ اخراج کا زیادہ تر حصہ وہ ہے جو CCS سے بچ نکلتا ہے، کیونکہ یہ روایتی اسٹیل سازی یا بلیو-ہائیڈروجن پیداوار کے دوران بننے والا سارا CO₂ نہیں پکڑتا۔

اس لیے 95% سے زیادہ اخراج بچت کی صلاحیت ہر قسم کی ہائیڈروجن-بنیاد اسٹیل پر لاگو ہونے والے عام نتیجے کے بجائے ایک بہترین صورت والے گرین-ہائیڈروجن DRI راستے کو بیان کرتی ہے ^[60,67]۔ [67] اپنے قابلِ تجدید-ہائیڈروجن والے معاملے کے لیے تقریباً 0.08 kg CO₂ فی کلوگرام اسٹیل کا اندازہ دیتا ہے؛ روایتی کوئلے پر مبنی اسٹیل کے 1.87 kgCO₂/kg کے مقابلے میں، یہ 95.7% کی کمی بنتی ہے ^[67]۔ آخرکار، نتیجہ ہائیڈروجن کی پیداوار، بجلی کی کاربن شدت، خام مال اور سکریپ کے ان پٹس، اور شامل وسیع تر اخراج/سسٹم حدود پر منحصر ہے۔

73,74

ای اے ایف اسٹیل بنانے میں کاربن کے متبادل ذریعہ کے طور پر سکریپ اسٹیل اور فضلہ

اسٹیل خالص لوہا نہیں ہے: یہ ایک کھوٹ ہے جس میں عموماً کاربن کی تھوڑی، احتیاط سے کنٹرول کی گئی مقدار ہوتی ہے، جو اسے مطلوبہ خصوصیات دینے میں مدد دیتی ہے۔ اس لیے، جب پہلے، لوہے کی تخفیف والے مرحلے میں ہائیڈروجن کاربن کی جگہ لے لیتا ہے، تب بھی لوہے کو اسٹیل بناتے وقت کچھ کاربن درکار رہتا ہے۔

اسٹیل بنانے والے الیکٹرک آرک فرنس کے اندر کئی تکنیکی کاموں کے لیے بھی کاربن استعمال کرتے ہیں، جن کی اسکرپٹ میں تفصیل نہیں دی گئی۔ ان میں آخری کاربن مقدار کو درست کرنا (جس میں کاربرائزیشن بھی شامل ہے)، باقی آکسیجن ہٹانے میں مدد دینا (ڈی آکسیڈیشن) اور سلیگ بنانا شامل ہیں (جب اسٹیل پگھلتا ہے تو نجاستیں اوپر تیرتی ہیں اور مائع فضلے کی ایک تہہ بناتی ہیں جسے سلیگ کہتے ہیں۔ مکس میں کاربن ڈالنے سے وہ لوہے کی خام دھات کے ساتھ ردعمل کر کے کاربن مونو آکسائیڈ گیس کے بلبلے بناتا ہے، جس سے سلیگ پھیل کر جھاگ بن جاتی ہے۔ سلیگ کی یہ جھاگ دار تہہ فرنس کو شدید گرمی سے بچاتی ہے اور پگھلی دھات کے اندر گرمی روک کر فرنس کی کارکردگی بہتر بناتی ہے، جس سے درکار توانائی کم لگتی ہے)۔

اسکریپ اسٹیل بنیادی طور پر لوہے اور پہلے سے بنے اسٹیل کے ری سائیکل شدہ ذریعے (میٹالک فیڈ اسٹاک) کے طور پر کام کرتا ہے، نہ کہ جان بوجھ کر شامل کیے جانے والے کاربن کے متبادل کے طور پر، اگرچہ اسکریپ کی ساخت میں پہلے سے موجود کاربن فرنس کے آخری کاربن توازن میں حصہ ڈالتا ہے۔ اس لیے EAF اسٹیل سازی میں اب بھی اضافی کاربن شامل کرنا پڑ سکتا ہے۔

حیاتیاتی فضلے کی باقیات ممکنہ طور پر کاربن کا ایک اضافی ذریعہ فراہم کر سکتی ہیں، مگر پہلے انہیں بایوکاربن یا بایوچار کی مناسب شکل میں پراسیس کرنا ہوگا۔ مناسب طور پر تیار کیا گیا پلاسٹک کا فضلہ اور استعمال کی مدت پوری کر چکے ٹائر بھی کاربن والے ریڈسنگ یا سلیگ کو جھاگ بنانے والے عوامل کے طور پر کام کر سکتے ہیں یا توانائی فراہم کرنے میں مدد دے سکتے ہیں، یوں اس روایتی کوک یا کوئلے کا کچھ حصہ بدل سکتے ہیں جو ورنہ استعمال ہوتا۔

مگر، زیادہ تر پلاسٹک اور ٹائروں میں موجود کاربن کا بڑا حصہ اصل میں فوسل فیولز سے آیا تھا، اس لیے انہیں استعمال کرنے سے اب بھی فوسل CO₂ خارج ہو سکتی ہے۔ اس لیے ماحولیاتی فائدہ استعمال ہونے والے فضلے کے مواد (فیڈ اسٹاک کی ساخت)، اسے کیسے پراسیس کیا جاتا ہے (پری ٹریٹمنٹ)، وہ نئی کان کنی سے نکالے گئے (ورجن) فوسل کاربن کا کتنا حصہ بدلتا ہے، فرنس کی کارکردگی اور لائف سائیکل کے کن حصوں کو شمار کیا جاتا ہے، ان سب پر منحصر ہے۔ فضلہ استعمال کرنے سے روایتی فوسل کاربن کی مانگ کم ہو سکتی ہے، مگر اس سے عمل خود بخود زیرو-کاربن نہیں بن جاتا۔

76-81

سبز ہائیڈروجن ڈی آر آئی

ہائیڈروجن طریقے سے بننے والی اسٹیل کئی ملکوں میں آزمائی جا رہی ہے:

[76] جرمنی، [77] آسٹریا، [78] نیدرلینڈز، [79,80] برطانیہ، [81] جنوبی کوریا

کیا آپ فنڈر، سائنسدان، معلم یا پالیسی ساز ہیں؟

Earth 2050 کو سپورٹ کرنا یا ہمارے ساتھ کام کرنا چاہتے ہیں؟ رابطہ کریں۔

info@earth2050.com