نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

صنعت فولاد ایران بر سر دوراهی: اهداف تولید، جایگاه جهانی و بهای کربنی رشد تا ۲۰۳۵

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 استادیار، گروه ریاضی و آمار، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر، ایران
2 کارشناس اتوماسیون صنعتی، شرکت فولاد خوزستان، اهواز، ایران
چکیده
زمینۀ پژوهش: صنعت فولاد ایران با تولید ۳۲ میلیون تن در سال ۲۰۲۵، دهمین تولیدکنندۀ بزرگ جهان و نخستین تولیدکنندۀ خاورمیانه است. بااین‌حال، شکاف میان اهداف رسمی تولید (۵۵ میلیون تن) و عملکرد واقعی و پیامدهای کربنی رشد آیندۀ این صنعت، کم‌تر به‌صورت کمّی و احتمالاتی سنجیده شده‌اند. هدف این پژوهش، ارزیابی سازگاری اهداف تولید با قیدهای اقلیمی تا سال ۲۰۳۵ و شناسایی مسیرهای بهینۀ کربن‌زدایی با توجه به نقطۀ شروع غیرمعمول و احیای مستقیم-محور صنعت فولاد ایران است.
روش پژوهش: این مطالعه از رویکرد ترکیبی بهره می‌گیرد: توصیف عملکرد ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۵ با داده‌های انجمن جهانی فولاد و ساخت سه سناریوی تولید (وضع موجود، هدف سیاستی مبتنی بر سند چشم‌انداز و خوش‌بینانه مبتنی بر رشد پنج درصدی برنامۀ هفتم توسعه) برای افق ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۵. انتشار دی‌اکسیدکربن تحت سه مسیر فناوری (ترکیب فعلی، احیای مستقیم گازی کامل و احیای مستقیم هیدروژنی) با استفاده از شبیه‌سازی مونت‌کارلو با ده‌هزار تکرار و با مرز سیستم دروازۀ کارخانه مدل‌سازی شد. همچنین بنچ‌مارک بین‌المللی با ۱۰ تولیدکنندۀ بزرگ جهان انجام گرفت.
یافته‌ها: تولید فولاد ایران با نرخ رشد مرکب ۳/۱ درصد به ۳۲ میلیون تن رسید. رسیدن به هدف ۵۵ میلیون تن به رشد سالانۀ ۱۱/۵ درصد نیاز دارد که چهار برابر نرخ مشاهده‌شده است. تحت سناریوی هدف سیاستی، ترکیب فناوری فعلی انتشار را تا ۲۰۳۵ به حدود ۸۲ میلیون تن (تقریباً دو برابر) می‌رساند. تکمیل گذار به احیای مستقیم گازی تنها ۱۴/۵ درصد کاهش ایجاد می‌کند، زیرا مزیت کم‌کربن آن پیش‌تر محقق شده است. در مقابل، احیای مستقیم هیدروژنی انتشار را ۸۰/۶ درصد کاهش داده و تنها مسیری است که با هدف‌های کاهشی سازگار با توافق پاریس (کاهش ۲۵ درصدی تا ۲۰۳۰) هم‌خوانی دارد.
نتیجه‌گیری: اهداف تولیدی ایران تنها درصورتی با قیدهای اقلیمی سازگار می‌شوند که بر پایۀ رشد واقع‌بینانۀ سه تا پنج درصد تنظیم شوند. سرمایه‌گذاری زودهنگام در زیرساخت هیدروژن سبز، الگوبرداری از چالش‌های مشترک با هند به‌جای اروپا و جایگزینی بازه‌های احتمالاتی به‌جای ارقام قطعی در اسناد سیاستی، از مهم‌ترین دستاوردهای کاربردی این پژوهش برای تصمیم‌گیران است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Iran's Steel Industry at a Crossroads: Production Targets and the Carbon Cost of Growth by 2035

نویسندگان English

Razieh Jafaraghaie 1
Mehdi Alikhani 2
1 Assistant Professor, Department of Mathematics and Statistics, Shoushtar Branch, Islamic Azad University, Shoushtar, Iran
2 Industrial Automation Specialist, Khouzestan Steel Company (KSC), Ahvaz, Iran
چکیده English

Background: Iran's steel industry produced 32 million tonnes in 2025, ranking tenth globally and first in the Middle East. However, the gap between official targets (55 million tonnes) and actual output, along with the carbon impact of future growth, has rarely been assessed quantitatively and probabilistically. This study aims to evaluate whether production targets can coexist with climate constraints by 2035 and to identify optimal decarbonization pathways, considering Iran's unusual direct reduction-dominated starting point.
Methods: The study uses a mixed-methods approach: describing the 2021–2025 performance with World Steel Association data, and building three production scenarios (Status Quo, Policy Target based on the Vision Document, and Optimistic based on the five-percent growth of the 7th Development Plan) for 2026–2035. CO₂ emissions under three technology pathways (current mix, full gas-based direct reduction, and hydrogen-based direct reduction) were modeled using Monte Carlo simulation with 10,000 iterations and a gate-to-gate system boundary. Iran was also benchmarked against the world's ten largest producers.
Results: Iran's steel production reached 32 million tonnes at a compound annual growth rate of 3.1%. Achieving the 55 million tonne target requires 11.5% annual growth, four times the observed rate. Under the Policy Target scenario, the current technology mix raises emissions to about 82 million tonnes by 2035, nearly doubling them. Completing the shift to full gas-based direct reduction yields only a 14.5% reduction, since its low-carbon advantage has already been captured. In contrast, hydrogen-based direct reduction cuts emissions by 80.6% and is the only pathway aligned with Paris-compatible reduction targets (a 25% cut by 2030).
Conclusion: Iran's production targets are compatible with climate constraints only if adjusted to a realistic growth of three to five percent. Early investment in green hydrogen infrastructure, learning from shared challenges with India rather than Europe, and reporting probabilistic ranges instead of single figures in policy documents are the key practical contributions of this study for policymakers.

کلیدواژه‌ها English

Green Steel
Iran
Monte Carlo Simulation
CO₂ Emissions
Scenario Analysis
Hydrogen-Based Direct Reduction
[1] Iranian Steel Producers Association (2026), "Annual Steel Statistics Report", Tehran, Iran: Iranian Steel Producers Association. (In Persian)
[2] International Energy Agency (IEA) (2023), "Iron and Steel: Tracking Clean Energy Progress", Paris: International Energy Agency.
[3] International Renewable Energy Agency (IRENA) (2023), "Decarbonising Hard-to-Abate Sectors with Renewables: Iron and Steel", Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency.
[4] Fischedick, M., Marquard, A., and Pichler, A. (2015), "Future CO₂ Emissions and Climate Change Mitigation Options for the Iron and Steel Industry", Energy Policy, 87, pp.184–197.
[5] Wu, X., Meng, J., Liang, X., Sun, L., Coffman, D.M., Kontoleon, A., and Guan, D. (2025), "Technological Pathways for Cost-Effective Steel Decarbonization", Nature, 647(8088), pp.93–101.
[6] Algers, J., Åhman, M., and Nilsson, L.J. (2025), "Steel Decarbonization—From Optimization to Transformation", Annual Review of Environment and Resources, 50.
[7] Fan, Z., and Friedmann, S.J. (2021), "Low-Carbon Production of Iron and Steel: Technology Options, Economic Assessment, and Policy", Joule, 5(4), pp.829–862.
[8] Vogl, S., Åhman, M., and Nilsson, L.J. (2018), "Assessment of Hydrogen Direct Reduction for Fossil-Free Steelmaking: A Levelized Cost of Energy Study", Journal of Cleaner Production, 203, pp.736–745.
[9] HYBRIT Development AB (2022), "Fossil-Free Steel: First Commercial Delivery and Technology Summary", Luleå: HYBRIT Development AB.
[10] Madeddu, S., Ueckerdt, F., Pehl, M., Peterseim, J., Lord, M., Kumar, K.A., and Luderer, G. (2020), "The CO₂ Reduction Potential for the European Industry via Direct Electrification of Heat Supply (Power-to-Heat)", Environmental Research Letters, 15(12), p.124004.
[11] OECD (2025), "Steel Outlook 2025", Paris: OECD Publishing.
[12] Ghazinoory, S., Fatemi, M., and Adab, A. (2022), "Iranian Steel Value Chain: Advantageous but Unsustainable", Clean Technologies & Environmental Policy, 24(7), pp.2099–2115.
[13] Moshiri, S., Atabi, F., Panjehshahi, M.H., and Lechtenboehmer, S. (2012), "Long-Run Energy Demand in Iran: A Scenario Analysis", International Journal of Energy Sector Management, 6(1), pp.120–144.
[14] Mohsenzadeh, F.M., Payab, H., Abedi, Z., and Abdoli, M.A. (2019), "Reduction of CO₂ Emissions and Energy Consumption by Improving Equipment in Direct Reduction Ironmaking Plant", Clean Technologies & Environmental Policy, 21(4), pp.847–860.
[15] Madani, K. (2014), "Water Management in Iran: What Is Causing the Looming Crisis?", Journal of Environmental Studies & Sciences, 4(4), pp.315–328.
[16] Sharifi, A., Mirchi, A., Pirmoradian, R., Mirabbasi, R., Tourian, M.J., Haghighi, A.T., and Madani, K. (2021), "Battling Water Limits to Growth: Lessons from Water Trends in the Central Plateau of Iran", Environmental Management, 68(1), pp.53–64.
[17] Gargari, L.S., Joda, F., and Ameri, M. (2024), "A Techno-Economic Assessment for the Water-Energy-Carbon Nexus Based on the Development of a Mathematical Model: In the Iron and Steel Industry", Sustainable Energy Technologies & Assessments, 63, p.103653.
[18] Arani, M.H., Mohammadzadeh, M., Kalantary, R.R., Rad, S.H., Moslemzadeh, M., and Jaafarzadeh, N. (2021), "Environmental Impact Assessment of a Steel Industry Development Plan Using Combined Method Involving Leopold Matrix and RIAM", Journal of Environmental Health Science & Engineering, 19(2), pp.1997–2011.
[19] Attarpour, M., Elyasi, M., and Mohammadi, A. (2023), "Patterns of Technological Capability Development in Iran’s Steel Industry: An Analysis Based on Windows of Opportunity for Technological Learning", Resources Policy, 85, p.104040.
[20] Moosavirad, S.H., and Moshtari, M. (2024), "Sustainability Challenges to the Steel Industry in a Developing Country: Sanctions and Security Issues at the Forefront", Business Strategy & the Environment, 33, pp.1–15.
[21] Majidpour, M. (2011), "The Dynamics of Technological Catching-Up: The Case of Iran’s Gas Turbine Industry", PhD Dissertation. Brighton, UK: University of Sussex.
[22] Management and Planning Organization of Iran (2004), "Iran’s Twenty-Year Vision Plan (Horizon 1404)", Tehran, Iran: Management & Planning Organization of Iran. (In Persian)
[23] Islamic Consultative Assembly (2023), "Seventh Five-Year Development Plan of the Islamic Republic of Iran", Tehran, Iran: Islamic Consultative Assembly. (In Persian)
[24] World Steel Association (2026), "World Steel in Figures 2026", Brussels: World Steel Association.

  • تاریخ دریافت 03 اسفند 1404
  • تاریخ بازنگری 18 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 27 خرداد 1405
  • تاریخ اولین انتشار 20 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 01 آبان 1405