نوآوری‌های استارت‌آپ‌های بزرگ دنیا در صنعت سیمان کدامند؟/ نوآوری در صنعت سیمان ایران جایی ندارد!
استارت‌آپ‌ها و شرکت‌های فناور بزرگ جهان در حوزه سیمان، فناوری‌های زیادی از جمله فناوری نانو، پلیمر، پرینتر سه‌بعدی، بایو، مواد، کامپوزیت، الکتروشیمیایی، اینترنت اشیا و سلول‌های خورشیدی را به این حوزه وارد کرده‌اند.
به گزارش خبرنگار علمی خبرگزاری تسنیم؛ مصرف سیمان به عنوان یکی از اصلی‌ترین نهاده‌های تولید در فعالیت‌های عمرانی و ساختمانی و از مهم‌ترین شاخص‌های ارزیابی توسعه اقتصادی کشورها به شمار می‌آید و این صنعت، نقشی بی‌بدیلی در گسترش زیرساخت‌های اساسی یک کشور ایفا کرده و فارغ از فراز و نشیب‌های اقتصادی در سطح جهان، به مسیر رو به رشد خود ادامه می‌دهد.
در سال‌های اخیر سرمایه‌گذاری در صنعت سیمان روند رو به رشد داشته و بسیاری از شرکت‌های سرمایه‌گذار خطرپذیر در کنار شرکت‌های سیمانی و شرکت‌های عمرانی در استارت‌آپ‌های سیمانی، سرمایه‌گذاری فراوانی کرده‌اند. این میزان سرمایه‌گذاری باعث توسعه و بهبود اکوسیستم استارتاپی شده است. این استارت‌آپ‌ها همکارانی قابل اطمینان و البته جذاب برای سرمایه‌گذاری و تملک به حساب می‌آیند. در واقع توسعه اکوسیستم استارت‌آپ توسط سرمایه‌گذاران موضوعی قابل توجه در این حوزه بوده که روندی رو به رشد داشته است.
امروزه شرکت‌های بزرگ سیمانی جهان مانند "سمکس" برای حفظ مزیت رقابت در صنعت بزرگ سیمان، برنامه‌هایی به منظور سرمایه‌گذاری و حمایت از استارت‌آپ‌ها به وجود آورده‌اند.
نقش استارت‌آپ‌ها در صنعت سیمان و بتن شامل نقش‌آفرینی در تولید سیمان و بتن با استفاده از مواد بازیافتی (بتن سبز)، ارائه راهکارها و خدمات فناورانه برای افزایش مقاومت سیمان و بتن در مقابل رطوبت و دما، ترمیم بتن و سیمان در سازه با روش‌های نوین، ارائه مشاوره و اطلاع‌رسانی با استفاده از بستر وب و اپلیکیشن، تست بتن و مصالح با استفاده از فناوری‌های روز مانند اینترنت اشیا، امواج رادیویی و... و کاهش آلایندگی زیست‌محیطی فرایند تولید بتن و سیمان است.
چالش‌ها و فرصت‌های کلیدی حوزه سیمان و بتن شامل موارد ذیل است:
- بالا بودن میزان آلایندگی صنعت سیمان و بتن و امکان کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی با استفاده از فناوری‌ها و روش‌های نوین
- به کارگیری روش‌ها و مواد جدید به منظور اصلاح و مرمت بتن در سازه و افزایش عمر و کارآیی آن
- استفاده از ظرفیت‌های فناورانه و روش‌های نوین به منظور بهبود فرایندهای نظارتی، بازرسی،آموزش و مشاوره در صنعت سیمان و بتن و بهبود فرایندهای تصمیمی‌گیری
- بهره‌گیری از کارکردهای نوین سیمان و بتن در صنایع مختلف و عدم محدود شدن به صنعت ساخت و ساز
زنجیره فعالیت استارت‌آپ‌های فعال در صنعت سیمان و بتن
زنجیره فعالیت استارت‌آپ‌های فعال در صنعت سیمان و بتن شامل "نوآوری در فرایندهای تولید سیمان و بتن"، "موضوع اصلاح و بازسازی بتن"، "فرایندهای پشتیبانی و عملیاتی در حوزه سیمان و بتن" و "کاربردهای جدید از سیمان و بتن" است.
در نوآوری در فرایندهای تولید سیمان و بتن، استارت‌آپ‌های این حوزه، شرکت‌هایی هستند که با استفاده از روش‌های نوین یا فناوری‌های جدید به کاهش آلایندگی محیط‌زیستی و مصرف انرژی و آب در صنعت سیمان پرداخته‌اند.
در موضوع اصلاح و بازسازی بتن، استارت‌آپ‌های این حوزه شرکت‌هایی هستند که بتن و سیمان را با روش‌های نویا با فناوری‌های جدید، اصلاح و بازسازی کرده و یا با تغییراتی در ساختار سیمان موجب تقویت استحاک آن در مقابل رطوبت و دما گردیده‌اند.
در فرایندهای پشتیبانی و عملیاتی در حوزه سیمان و بتن، استارت‌آپ‌های این حوزه شرکت‌هایی هستند که به شرکت‌های تولیدکننده سیمان و بتن خدمات یا مشاوره می‌دهند و یا بر خواص بتن و سیمان نظارت می‌کنند.
در موضوع کاربردهای جدید از سیمان و بتن، استارت‌آپ‌های این حوزه، شرکت‌هایی هستند که از بتن و سیمان در حوزه‌های مختلف به شیوه نوین استفاده می‌کنند.
شرکت‌های استارت‌آپی مطرح دنیا در حوزه سیمان و بتن
شرکت استارت‌آپی "Ceratech Inc" یک شرکت فناوری سیمان پاک و سبز است که برای نخستین بار در جهان موفق به تولید و تجاری‌سازی بتن سبز سازگار با محیط زیست کرده است. فناوری اصلی این استارت‌آپ ضایعات صنعتی نیروگاه‌های تولید انرژی ذغال‌سنگ را به سیمان هیدرولیکی تبدیل می‌کند که در مقابل سیمان پرتلند، منجر به دوام بیشتر و مزایای ساخت و ساز بهتری می‌شود. محصولات این استارت‌آپ حاوی 35 تا 95 درصد از زباله‌های صنعتی و خاکسترهای چوبی است.
شرکت استارت‌آپی "Solidia Technologies" نیز یک شرکت مبتنی بر فناوری فعال در تولید سیمان و بتن است که از CO2 برای تولید مصالح ساختمانی استفاده می‌کند و با استفاده از فناوری باعث سهولت تولید، کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد سیمان و بتن می‌شود به طوری که کاهش تولید کربن تا 70 درصد و مصرف آب در تولید بین 60 تا 80 درصد است.
شرکت استارت‌آپی "U.S. Concerte" از خاکستر سوخته ذغال سنگ به عنوان جایگزین برای سیمان پرتلند در بتن استفاده می‌کند. با فناوری این شرکت، میزان سیمان پرتلند در تولید بتن 50 درصد کاهش یافته است. این شرکت از slag (مواد زائد جدا شده از فلزات در طول ذوب با پالایش سنگ معدن) استفاده می‌کند به گونه‌ای که وقتی slag با آب ترکیب می‌شود به یک ماده سیمان مانند تبدیل می‌شود که می‌تواند تا نیمی از سیمان پرتلند مورد استفاده برای ساخت بتن را جایگزین کند. در واقع slag نیاز به حدود 90 درصد انرژی کمتر و همچنین نیاز به مواد خام کمتری دارد.
شرکت استارت‌آپی "Calera" از انتشار گازهای گلخانه‌ای کارخانه‌ها برای ایجاد جایگزینی برای سیمان پرتلند استفاده می‌کند. این فناوری در یک کارخانه آزمایشی در کالیفرنیا مرکزی تست شده است. Calera گازهای گلخانه‌ای را از نیروگاه‌های گاز طبیعی می‌گیرد، آنها را با کمک آب دریا و سپس از طریق روش اختصاصی خود تبدیل به یک کربنات معدنی پایدار می‌کند که برای تولید سیمان استفاده می‌شود. این شرکت در حال حاضر 10 تن سیمان در روز تولید می‌کند.
شرکت استارت‌آپی "james Hardie" یک شرکت تولیدکننده است که محصولات سیمان فیبری می‌سازد که مانند کاشی می‌تواند در سیستم‌های ساخت‌و‌ساز داخلی و خارجی مورد استفاده قرار بگیرد. این شرکت یک شرکت سیمان فیبر است که 2500 نیروی انسانی فعال و بیش از 1.5 میلیارد دلار در سال درآمد دارد.
شرکت استارت‌آپی "Acrete Metoxs" یک شرکت آمریکایی است که موفق به ساخت یک جایگزین برای بتن معمولی شده است. در فرایند ساخت بتن، به جای استفاده از سیمان، از خاکستر به جا مانده از سوخت‌های فسیلی مورد استفاده در نیروگاه‌های تولید انرژی استفاده می‌شود به طوری که تقریبا 100 درصد ماده جامد در ساخت این بتن، خاکستر است.
شرکت استارت‌آپی یک شرکت اسکاتلندی است که با استفاده از پلاکت‌های ریشه سبزیجاتی نظیر هویج و چغندر، موفق به ساخت یک سیمان تقویت‌شده، شده است. این پلاکت‌های سلولوزی در حقیقت ورقه‌های نانویی هستند که از بخش‌های دورریزی سبزیجات ساخته می‌شوند. هنگامی که ریشه این سبزیجات به ترکیب سیمان اضافه می‌شود پلاکت‌ها مقدار هیدرات سیلیکات کلسیم را افزایش می‌دهند. این ماده محصول اصلی هیدراسیون سیمان پرتلند است و در اصل عامل تقویت سیمان به حساب می‌آید.
شرکت استارت‌آپی "Reckli" نخستین شرکتی است که با همکاری یک شرکت دیگر در سال 2015 از سلول‌های خورشیدی در نمای بتنی ساختمان استفاده کرده است. از این فناوری به عنوان انقلابی در صنعت ساخت‌و‌ساز یاد می‌شود. در این فناوری یک فویل ارگانیک خورشیدی در لابه‌لای نمای بتنی ساختمان کار گذاشته می‌شود و بدین ترتیب یک منبع انرژی پاک و مقرون‌به‌صرفه را در اختیار مشتریان قرار می‌دهد. فویل‌های خورشیدی مورد استفاده در این نوع بتن برخلاف فویل‌های معمولی در برابر دماهای بالا کارایی خود را از دست نمی‌دهند و توانایی تحمل درجه حرارت‌های بالا تا 80 درجه سانتی‌گراد را دارند.
شرکت استارت‌آپی "Giatec" از ایجاد انقلاب در صنعت بتن با اجرای فناوری‌های هوشمند در این شرکت خبر داده است که خواص بتن را نظارت و داده‌ها را در طول طراحی، تولید، تحویل و خدمات تجزیه و تحلیل می‌کند. این شرکت با ترکیب سنسورهای بی‌سیم بتن و برنامه‌های تلفن همراه، فناوری‌های مبتنی بر Iot هوشمند را برای نظارت بر خواص بتن در زمان واقعی توسعه داده است. این فناوری اطلاعات حیاتی را به پیمانکاران ارائه می‌دهد تا بتوانند تصمیمات کارآمد و آگاهانه را در محل کار اتخاذ کنند.
فناوری‌های موجود در صنعت سیمان و بتن دنیا
در واقع فناوری‌های وارد شده به حوزه سیمان و بتن شامل موارد فناوری مواد، فناوری نانو، پلیمر، پرینتر سه‌بعدی، فناوری بایو، فناوری مواد، فناوری کامپوزیت، فناوری الکتروشیمیایی، اینترنت اشیا، اپلیکیشن موبایل، فناوری ساخت، سلول‌های خورشیدی، فناوری مواد، فناوری بازیافت است.
صنعت سیمان در ایران
تولید سیمان در ایران در سال 1312 در شهرری و با ظرفیت تولید 100 تن در روز آغاز شد. در ایران حدود 76 شرکت تولیدکننده در حوزه سیمان و کلینکر با ظرفیت اسمی حدود 88 میلیون تن وجود دارد. ایران با تولید 60 میلیون تن سیمان در سال 2020، در رتبه هفتم تولید در جهان قرار دارد. در حال حاضر بیش از یکصد نوع سیمان در دنیا تولید می‌شود که از این میزان کمتر از 15 نوع آن در ایران وجود دارد. کارشناسان معتقدند یکی از اصلی‌ترین علل فقدان تولید سیمان‌های متنوع در کشور ناشی از قیمت بسیار کم سیمان‌های پرتلند است که باعث شده اغلب تولیدکنندگان به فکر نوآوری و نوسازی خطوط تولید نباشد.
تغییر تکنولوژی در تولید سیمان یکی از منابع اصلی رشد بهره‌وری محسوب می‌شود که لازمه آن، شناخته تکنولوژی حاکم بر صنعت سیمان، جهت و نرخ رشد آن برای کمک برای اصلاح و تقویت صنعت فوق است.
مواد اولیه صنعت سیمان را سنگ آهک، سنگ گچ، سنگ سیلیس، سنگ آهن، سنگ آلوویوم، خاک مارل، پوزولان، سرباره و... تشکیل می‌دهند. تمام مواد اولیه صنعت سیمان از داخل کشور تهیه و تامین می‌شود. برای تولید هر تن سیمان به طور متوسط 105 متر مکعب گاز طبیعی و 110 کیلووات برق مصرف می‌شود. افزایش نرخ پاکت سیمان طی سال‌های اخیر نیز موجب افزایش بهای تمام شده تولید شده است. بیشترین هزینه تولید شرکت‌های سیمانی مربوط به حقوق و دستمزد پرسنل (حدود 30 درصد) است. پس از آن هزینه پاکت مصرفی (حدود 20 درصد) و مواد مستقیم مصرفی، بالاترین رقم هزینه تولید را در شرکت‌های سیمانی دارا هستند.
"میرمحمد سیدی" یک فعال دانش‌بنیان در حوزه صنعت سیمان گفته است: در سال‌های پایانی دهه 80 به بیش از 20 کشور سیمان ایران صادر می‌شد، اما این میزان امروز به کمتر از 12 کشور رسیده است. در کشورهایی که باید سیمان را از طریق راه‌های دریایی به آنها صادر کنیم، به دلیل تحریم‌ها و بحث جابه‌جایی پول و همچنین حمل‌ونقل و بیمه آن، این کار انجام نمی‌شود.
وی می‌گوید: می‌گوید: دولت باید ابتدا نرخ‌گذاری دستوری را حذف کند، زیرا بیش از 40 درصد ظرفیت تولید کشور خالی بوده و عرضه بسیار بالا است. سپس قدم به قدم یارانه صنعت سیمان را حذف کند و از طرفی قیمت‌گذاری را به عرضه و تقاضای بازار بسپارد و تنها در این صورت است که صنعت سیمان به سمت استفاده از تکنولوژی‌های نوین می‌رود.
"محمدحسین نیاتی" فعال بازار سرمایه و سیمان نیز می‌گوید: عمده تولید سیمان در کشور در اختیار 5 هلدینگ اصلی است که از این میان، 3 هلدینگ تامین اجتماعی، بنیاد مستضعفان و بانک ملی در بازار سرمایه پذیرفته شده‌اند و هلدینگ سیمانی غدیر نیز در شرف پذیرش است و در مجموع 62 درصد ظرفیت تولید سیمان کشور (بالغ بر 55 میلیون تن) را شرکت‌های پذیرفته شده در بازار سرمایه تولید می‌کنند.
وی می‌گوید: در بحث مربوط به چالش‌های موجود صنعت سیمان، بیان این نکته حائز اهمیت است که مسائلی چون پذیرش و ادامه‌دار بودن عرضه سیمان در بورس کالا و از بین رفتن واسطه‌ها، عدم پایداری در تامین انرژی شرکت‌ها، تغییر در ساختار نرخ‌گذاری حامل‌های انرژی، تغییرات در نرخ ارز و تورم، وضعیت رکود یا رونق حوزه ساخت و ساز و سیاست‌های دولت جدید در این خصوص، افزایش توان صادرات کشور در بخش سیمان و کلینکر از چالش‌های موجود در صنعت سیمان است.
با توجه به مشکلات ذکر شده در صنعت سیمان ایران به نظر می‌رسد چالش‌های اولیه زیادی سد راه این صنعت حساس و مهم است که اجازه ورود فناوران، نوآوران و شرکت‌های خلاق و دانش‌بنیان و ایجاد خلاقیت در آن را نمی‌دهد!
"الگوی مصرف" یا "الگوی تولید"؛ اصلاح کدام ضروری‌تر است؟ بی‌توجهی به تولید انرژی پاک در ایران موفقیت پژوهشگر ایرانی در تولید "سیمان" از ضایعات صنایع و خاک رس