इस्पात पाइप उत्पादन में सustainability को शामिल करना: एक गोलीय दृष्टिकोण

सर्कुलर अर्थव्यवस्था में इस्पात पाइप उत्पादन की भूमिका

इस्पात उद्योग में सर्कुलर अर्थव्यवस्था की समझ

जब हम पुराने तरीके के ले-बनाओ-फेंको दृष्टिकोण से एक अधिक परिपत्र दृष्टिकोण की ओर बढ़ते हैं, जहाँ सामग्री को बार-बार फिर से उपयोग में लाया जाता है बजाय इसे बस फेंक दिया जाए, तो स्टील पाइप उत्पादन में बड़ा बदलाव आता है। पारंपरिक तरीके सीमित संसाधनों पर भारी निर्भरता रखते हैं जो अंततः समाप्त हो जाते हैं, लेकिन परिपत्र सोच उन सामग्रियों को मूल्यवान बनाए रखती है जिसमें उनका पुनर्चक्रण किया जाता है या जो कुछ पहले से मौजूद है उसका पुनर्निर्माण किया जाता है। इस तरह के बदलाव के लिए स्टील विशेष रूप से उपयुक्त है क्योंकि इसे पिघलाकर और नए उत्पादों में बनाने के बाद भी यह अपने सभी ताकत के गुण बरकरार रखता है। इसका अर्थ है कि हम बिना गुणवत्ता खोए स्टील का बार-बार उपयोग कर सकते हैं। अंतर्राष्ट्रीय जर्नल ऑफ लाइफ साइकिल एसेसमेंट द्वारा 2016 में प्रकाशित शोध के अनुसार, स्टील के पुनर्चक्रण से नए स्टील पाइपों के उत्पादन में आवश्यक ऊर्जा का 62 से 74 प्रतिशत तक बचत होती है। पाइपों का पर्यावरण के अनुकूल तरीके से निर्माण करने के प्रयास में ऐसी बचत वास्तव में महत्वपूर्ण होती है।

परिपत्र अर्थव्यवस्था में इस्पात की भूमिका और सामग्री दीर्घायु

इस्पात पाइप वास्तव में अच्छी तरह से सदियों तक चलने में अच्छा है जब यह बुनियादी ढांचे की चीजों की बात आती है, अक्सर आधे सदी से अधिक समय तक चिपके रहते हैं। उनकी कठोरता का मतलब है कि उन्हें अक्सर बदलने की आवश्यकता नहीं है, जो कई दशकों में कहीं 40% की आवश्यकता वाली नई सामग्री की मात्रा को कम करता है। उद्योग में स्मार्ट कंपनियों ने उन्हें और भी लंबे समय तक चलने के तरीके ढूंढे हैं। वे विशेष कोटिंग्स लागू करते हैं जो जंग से लड़ते हैं और मॉड्यूल में डिजाइन सिस्टम को पूरे अनुभागों के बजाय व्यक्तिगत रूप से प्रतिस्थापित किया जा सकता है। कुछ पाइप अब 75 वर्ष या उससे अधिक सेवा में हैं। इस तरह की दीर्घायु देश को कार्बन उत्सर्जन में भी कटौती करने में मदद करती है। विश्व इस्पात संघ ने 2023 में बताया कि पाइप बनाने में इस्तेमाल किए जाने वाले प्रत्येक टन पुनर्नवीनीकरण इस्पात से वायुमंडल में लगभग 1.5 टन CO2 प्रवेश नहीं होता है।

टिकाऊ बुनियादी ढांचा सामग्री की बढ़ती मांग

हम देख रहे हैं कि आजकल अधिक वैश्विक बुनियादी ढांचा परियोजनाएं चक्रीय स्टील पाइप की ओर बढ़ रही हैं, जिसके कारण 2020 के बाद से स्थायी सामग्री की मांग में लगभग 38% की वृद्धि हुई है, जैसा कि पिछले साल की ग्लोबल इंफ्रास्ट्रक्चर रिपोर्ट में बताया गया था। शहर और ऊर्जा कंपनियां अपनी जल प्रणालियों और नवीकरणीय ऊर्जा स्थापना के लिए रीसाइकिल सामग्री से बने स्टील की ओर रुख कर रही हैं, मुख्य रूप से इसलिए क्योंकि उत्सर्जन पर नियम लगातार कठोर होते जा रहे हैं और कॉर्पोरेशन उन नेट-शून्य लक्ष्यों को प्राप्त करना चाहते हैं जो उन्होंने निर्धारित किए हैं। 2030 तक इन चक्रीय निर्माण सामग्री का बाजार लगभग 240 बिलियन डॉलर तक फैलने के लिए तैयार है। जो निर्माता बंद लूप उत्पादन विधियों पर स्विच कर चुके हैं, उनके लिए वास्तविक बचत के अवसर भी हैं। ऐसी प्रणाली का उपयोग करने वाली कंपनियों को आमतौर पर स्क्रैप धातु को पुनः प्राप्त करने और संचालन में ऊर्जा उपयोग को अनुकूलित करने पर लगभग 22% बेहतर लागत दक्षता देखने को मिलती है।

स्टील पाइप निर्माण में चक्रीयता के लिए डिजाइन

पाइपलाइन प्रणालियों में "चक्रीयता के लिए डिजाइन" को लागू करना

परिपत्र डिज़ाइन की अवधारणा स्टील पाइपों के निर्माण के तरीके को बदल रही है, जिसमें आसान असेंबली, आवश्यकता पड़ने पर मरम्मत की सुविधा और जीवन काल समाप्ति के बाद सामग्री की रिकवरी पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है। कई इंजीनियरों ने अपने डिज़ाइन में मानक कनेक्शन शामिल करना शुरू कर दिया है। इन कनेक्शनों के कारण नियमित रखरखाव बहुत आसान हो गया है और विश्व स्टील एसोसिएशन के 2023 के अनुसंधान के अनुसार बाद में लगभग 80 से 90 प्रतिशत सामग्री की रिकवरी की जा सकती है। इस विधि के आकर्षक होने का कारण यह है कि पारंपरिक वेल्डेड सिस्टम की तुलना में यह पूरे बुनियादी ढांचे के प्रतिस्थापन की आवश्यकता को लगभग 38 प्रतिशत तक कम कर देता है। इसके अलावा, कठिन परिस्थितियों में भी जहां अन्य सामग्री विफल हो सकती हैं, ये पाइप संक्षारण के खिलाफ अच्छा प्रतिरोध बनाए रखते हैं।

पुन: उपयोग और पुनर्निर्माण की सुविधा प्रदान करने वाले मॉड्यूलर स्टील पाइप सिस्टम

मॉड्यूलर निर्माण स्टील पाइप नेटवर्क को पूर्ण प्रतिस्थापन के बिना अनुकूलन करने की अनुमति देता है। 2023 के एक अध्ययन में दिखाया गया कि ये सिस्टम नई सामग्री की आवश्यकता को निम्नलिखित के माध्यम से 30% तक कम कर देते हैं:

• 15+ वर्षों के लिए रेट किए गए स्वैप योग्य जोड़ घटक
• मानकीकृत व्यास जो पीढ़ियों के बीच संगतता सुनिश्चित करते हैं
• एम्बेडेड आरएफआईडी टैग जो सटीक इन्वेंट्री ट्रैकिंग को सक्षम करते हैं

ये विशेषताएं ऑपरेटरों को चरणबद्ध तरीके से अपग्रेड करने की अनुमति देती हैं, जो स्टील पाइप उत्पादन में सर्कुलर अर्थव्यवस्था के उद्देश्यों के अनुरूप है।

स्टील पाइप उत्पादन में जीवनचक्र ट्रैकिंग के लिए डिजिटल ट्विन

डिजिटल ट्विन तकनीक सामग्री के क्षरण और प्रदर्शन की वास्तविक समय में निगरानी प्रदान करती है। डिजिटल ट्विन का उपयोग करने वाली सुविधाएं आदर्श रखरखाव और पुनर्चक्रण समयसीमा की भविष्यवाणी करके संपत्ति उपयोग में 22% की वृद्धि कर देती हैं। यह क्षमता दशकों तक सेवा के दौरान पाइपलाइन की अखंडता को बनाए रखते हुए स्टील की 94% पुनर्चक्रण दर को अधिकतम करती है।

स्टील पाइप उत्पादन में पुनर्चक्रण और संसाधन दक्षता

मिलों में स्टील पुनर्चक्रणीयता और आधुनिक पुनर्चक्रण प्रक्रियाएं

इस्पात के अद्वितीय गुण इसे बिना किसी शक्ति या गुणवत्ता के नुकसान के बार-बार रीसाइकल करने की अनुमति देते हैं, जिसके कारण यह दुनिया भर में निर्माण सामग्री के बीच रीसाइकिलंग के लिए शीर्ष विकल्प बना हुआ है। आज अधिकांश रीसाइकिलंग इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAFs) के माध्यम से होती है, जो अपशिष्ट धातु को पिघलाते समय पारंपरिक ब्लास्ट फर्नेस की तुलना में लगभग 60 प्रतिशत कम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन उत्पन्न करती है। जीवन चक्र अध्ययनों में एक बहुत ही उल्लेखनीय बात भी सामने आई है – जब हम कच्ची सामग्री से नया इस्पात बनाने के बजाय एक टन इस्पात को रीसाइकल करते हैं, तो वास्तव में हम अपने वातावरण में आने वाले लगभग 1.5 टन कार्बन उत्सर्जन को रोकते हैं। ऐसी दक्षता इस्पात रीसाइकिलंग को निर्माण उद्योग में पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए न केवल व्यावहारिक बल्कि आवश्यक भी बनाती है।

90% से अधिक वैश्विक इस्पात रीसाइकिलंग दर और पाइप निर्माण पर इसके प्रभाव

वैश्विक स्तर पर स्टील के रीसाइक्लिंग की दर 92% है, जिसमें स्टील पाइप अपने समान आयामों और सामग्री शुद्धता के कारण पुनर्प्राप्ति के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं। इस उच्च पुनर्प्राप्ति दर के कारण प्रत्येक टन उत्पादित स्टील के लिए 1.4 टन लौह अयस्क खनन में कमी आती है, जिससे उद्योग भर में कच्चे माल के स्रोत निर्धारण की रणनीति में परिवर्तन आता है।

स्टील पाइप उत्पादन में संसाधन संरक्षण रणनीतियाँ

आधुनिक मिलें उन्नत संसाधन संरक्षण उपायों के साथ ईएएफ संचालन को एकीकृत करती हैं:

• जल पुनःसंचरण प्रणाली जो 90% पुनः उपयोग की दर प्राप्त करती है
• अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति इकाइयाँ जो ऊर्जा खपत में 15–20% की कमी करती हैं
• कृत्रिम बुद्धिमत्ता द्वारा सामग्री अनुकूलन जो उपज की हानि को 0.5% से कम तक कम कर देता है

एकीकृत उत्पादन केंद्रों में बंद-लूप प्रणाली और औद्योगिक सहजीवन

नवाचारी संयंत्र सीमेंट उत्पादकों और बिजली स्टेशनों के साथ सहयोग करके सहजीवी औद्योगिक पारिस्थितिकी तंत्र बनाते हैं। इस्पात संयंत्रों का स्लैग सीमेंट में एक प्रमुख संघटक बन जाता है, जबकि मिल स्केल अपशिष्ट डायरेक्ट-रिड्यूस्ड आयरन प्रक्रियाओं को आपूर्ति करता है—अपशिष्ट प्रवाह को मूल्यवान आगत और नए राजस्व मार्गों में बदल देता है।

सतत इस्पात उत्पादन में ऊर्जा दक्षता और उत्सर्जन में कमी

इस्पात पाइप निर्माण में विद्युत आर्क भट्ठियों के माध्यम से ऊर्जा दक्षता

विद्युत आर्क भट्टियाँ, या संक्षेप में EAFs, इस्पात पाइपों को अधिक ऊर्जा-दक्ष बनाने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। पिछले साल NY Engineers के शोध के अनुसार, ये पारंपरिक ब्लास्ट भट्टियों की तुलना में लगभग दो तिहाई कम ऊर्जा का उपयोग करती हैं। इन भट्टियों को इतना विशेष बनाता है उनकी क्षमता है कि वे केवल रीसाइकिल अपशिष्ट धातु का उपयोग करके मजबूत इस्पात पाइप बना सकती हैं। इसका अर्थ यह है कि अब कारखानों को ताजा लौह अयस्क निकालने पर इतना निर्भर नहीं रहना पड़ता। पूरे अमेरिका में आंकड़ों को देखें तो अधिकांश इस्पात पाइप निर्माता (लगभग 70%) इस EAF तकनीक पर स्विच कर चुके हैं। और एक और फायदा यह भी है कि इन नए तरीकों से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में काफी कमी आई है, जहां प्रत्येक टन बनाए गए इस्पात पर लगभग 1.5 मेट्रिक टन तक बचत होती है।

पुनर्चक्रण में उपयोग किए गए प्रत्येक टन अपशिष्ट के लिए CO₂ बचत

जलवायु परिवर्तन से लड़ने के मामले में, पुनर्चक्रण वास्तव में अंतर बनाता है। 2022 में जर्नल ऑफ क्लीनर प्रोडक्शन में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, इलेक्ट्रिक आर्क भट्ठियों में प्रति टन स्क्रैप धातु के संसाधन के लिए, वातावरण में जाने वाले लगभग 1.67 मेट्रिक टन कार्बन डाइऑक्साइड को रोका जाता है। पूरा पुनर्चक्रण चक्र भी कार्बन उत्सर्जन को कम करने में मदद करता है, क्योंकि पुनर्नवीनीकृत सामग्री से बने स्टील पाइप भी अच्छी तरह से काम करते हैं और नए स्टील की लगभग 95% क्षमता बरकरार रखते हैं। अब इंजीनियरों के पास इन नए जीवन चक्र विश्लेषण उपकरणों के माध्यम से यह मापने की क्षमता है कि पाइपलाइन कार्य के लिए विभिन्न सामग्रियों का पर्यावरण पर क्या प्रभाव पड़ता है, जिससे गुणवत्ता के बलिदान के बिना कम कार्बन पदचिह्न वाले विकल्प चुनना आसान हो जाता है।

स्थायी इस्पात निर्माण में नवाचार के रूप में हाइड्रोजन-आधारित अपचयन तकनीक

कुछ आगे की सोच वाले स्टील उत्पादक हाइड्रोजन आधारित डायरेक्ट रिड्यूस्ड आयरन प्रणालियों (H2 DRI) के साथ प्रयोग कर रहे हैं, जहां वे लोहा बनाने की प्रक्रिया के दौरान पारंपरिक कोकिंग कोयले के स्थान पर ग्रीन हाइड्रोजन का उपयोग करते हैं। शुरुआती आंकड़े भी वादा करते हैं, जहां परीक्षणों में लोहे के उत्पादन में लगभग 95 से 98 प्रतिशत तक कार्बन डाइऑक्साइड में कमी देखी गई है। यह काफी प्रभावशाली है, खासकर जब लोहे के अयस्क के संसाधन अकेले विश्व स्तर पर सभी औद्योगिक उत्सर्जन का लगभग सात प्रतिशत बनाते हैं। इन H2 DRI विधियों को अक्षय ऊर्जा से संचालित इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस के साथ जोड़ें और अचानक स्टील पाइप कुछ विशेष बन जाते हैं। वे कल की जल आपूर्ति लाइनों और ऊर्जा ग्रिड के निर्माण के लिए जाने वाली मुख्य सामग्री बन सकते हैं, जबकि वातावरण में लगभग कुछ भी उत्सर्जित नहीं करते।

पूछे जाने वाले प्रश्न

स्टील पाइप उद्योग में परिपत्र अर्थव्यवस्था क्या है?

इस्पात पाइप उद्योग में परिपत्र अर्थव्यवस्था अपशिष्ट कम करने, संसाधनों का संरक्षण करने और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए सामग्री के पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग पर केंद्रित है। इस दृष्टिकोण के लिए इस्पात एक आदर्श सामग्री है क्योंकि यह पुनर्चक्रण योग्य है और कई पुनर्चक्रण प्रक्रियाओं के बाद भी गुणों को बरकरार रखता है।

मॉड्यूलर इस्पात पाइप प्रणाली स्थायित्व में कैसे योगदान देती है?

मॉड्यूलर इस्पात पाइप प्रणाली संपूर्ण प्रणाली को बदलने की आवश्यकता के बिना आसान रखरखाव और घटक प्रतिस्थापन की अनुमति देकर स्थायित्व को सुगम बनाती है। इससे सामग्री के उपयोग में कमी आती है और परिपत्र अर्थव्यवस्था के सिद्धांतों का समर्थन होता है।

स्थायी इस्पात उत्पादन में इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAFs) की क्या भूमिका होती है?

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAFs) स्थायी इस्पात उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे इस्पात पाइप बनाने के लिए पुनर्नवीनीकृत स्क्रैप का उपयोग करते हैं, जिससे पारंपरिक ब्लास्ट फर्नेस की तुलना में ऊर्जा खपत और कार्बन उत्सर्जन में काफी कमी आती है।

हाइड्रोजन-आधारित लौह उत्पादन पर्यावरण की सहायता कैसे करता है?

हाइड्रोजन आधारित लौह उत्पादन कोकिंग कोयले के स्थान पर ग्रीन हाइड्रोजन का उपयोग करता है, जो लौह निर्माण प्रक्रिया के दौरान कार्बन उत्सर्जन में भारी कमी करता है, जिससे पर्यावरण के अनुकूल इस्पात निर्माण में योगदान दिया जाता है।