سالانه حدود ۳۰۰ میلیون تن اسید سولفوریک در جهان مصرف می‌شود که عمده آن جهت تولید اسید فسفریک و کودهای شیمیایی از جمله سولفات پتاسیم، سولفات آمونیوم و . می‌باشد.
حدود ۶۵ درصد اسید سولفوریک جهان با سوزاندن گوگرد تولید می‌شود و حدود ۹۰ درصد گوگرد جهان از طریق خروجی چاه‌های نفت و گاز جداسازی و تولید می‌گردد. با کاهش تولید نفت طی ده سال آینده، تولید گوگرد جهان نیز در طول ده سال آینده حدود ۴۰ درصد کاهش خواهد یافت و تا ۲۰ سال آینده به کمتر از نصف خواهد رسید. به این ترتیب، با ثابت فرض کردن سایر مولفه‌ها، میزان تولید اسید سولفوریک جهان طی ده سال آینده حدود ۷۸ میلیون تن کاسته خواهد شد. با توجه به افزایش تولید کودهای شیمیایی به‌عنوان لازمه زنجیره غذایی بشر، میزان نیاز به اسید سولفوریک رو به افزایش خواهد بود؛ لذا می‌بایست روش جایگزینی برای جبران کاهش تولید اسید سولفوریک پیدا شود. مناسب‌ترین روش جایگزین برای تولید اسید سولفوریک، تولید آن با استفاده از گچ است. فرمول شیمیایی گچ CaSO4 است و وقتی کلسیم آن جدا شود و SO4 با حرارت کوره تجزیه شود، گاز SO2 تولید می‌شود که نهایتاً منجر به تولید اسید سولفوریک یا گوگرد، بر اساس انتخاب نوع تکنولوژی و هدف سرمایه‌گذار خواهد شد.
سالانه حدود چهار میلیارد تن سیمان با ماده اولیه آهک (کربنات کلسیم CaCO3) در جهان تولید می‌شود که در فرآیند آن CaCO3 به CaO (کلینکر سیمان) و CO2 تبدیل می‌شود. حدود ۱۰ درصد انتشار CO2 در‌جو کره زمین توسط کارخانه‌های سیمان انجام می‌شود. ایران جزو ۵ کشور دارای ذخایر گچ با خلوص بالا در جهان است که منبع مناسبی برای تولید هم‌زمان سیمان و اسید سولفوریک می‌باشند.
جرم اتمی کربنات کلسیم ۱۰۰ گرم بر مول است که ۵۶ گرم بر مول آن را CaO و مابقی را CO2 تشکیل می‌دهد. برای تولید سیمان، کل کربنات کلسیم را تا دمای حدود هزار درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند. در واقع، ۴۴ درصد حرارت را CO2 جذب می‌کند که پس از جدا شدن از CaCO3 با آن دمای بالا در‌جو کره زمین منتشر می‌شود که دمای بالا و حجم زیاد آن آسیب جدی به محیط زیست وارد می‌کند. در واقع، ۴۴ درصد هدررفت انرژی توسط CO2 انجام می‌شود. اما شرایط در کارخانه‌های سیمان با خوراک گچ متفاوت است. جرم مولی گچ ۱۳۶ است که ۴۱ درصد آن CaO و ۵۹ درصد SO3 است. در کوره دوار کلسینه، به ازای هر تن گچ، دو محصول به دست می‌آید: ۴۱۲ کیلوگرم آهک زنده (CaO کلینکر) و ۴۷۰ کیلوگرم SO2 که نهایتاً به اسید سولفوریک یا گوگرد تبدیل می‌شود.
در کارخانه سیمان با خوراک کربنات کلسیم، ۴۱ درصد حرارت به‌خاطر تولید CO2 هدر می‌رود، اما با خوراک گچ، ۸۸.۲ درصد حرارت صرف تولید دو محصول سیمان و اسید سولفوریک می‌شود؛ لذا میزان مصرف انرژی برای تولید هر تن محصول (سیمان + اسید سولفوریک) کمتر از کارخانه سیمان با خوراک کربنات کلسیم (CaCO3) برای تولید سیمان است.
بابت کلسینه کردن هر تن آهک جهت تولید سیمان، ۵۶۷ کیلوگرم CO2 در هوا منتشر می‌شود که ۴۴۰ کیلوگرم آن ناشی از کلسینه و ۱۲۷ کیلوگرم ناشی از سوزاندن گاز متان برای تامین انرژی مورد نیاز کلسینه می‌باشد؛ در حالی که بابت کلسینه کردن هر تن گچ جهت تولید سیمان و اسید سولفوریک، جمعاً حدود ۲۰۰ کیلوگرم CO2 در هوا منتشر می‌شود؛ یعنی در فرآیند کلسینه کردن آهک، ۲.۸ برابر CO2 بیشتری در هوا منتشر می‌شود. چنانچه ۵۰۰ میلیون تن گچ جایگزین آهک در کوره‌های سیمان شود، سالانه ۱۸۳ میلیون تن CO2 کمتر در‌جو کره زمین منتشر می‌شود.
در طرح‌های جدید کارخانه‌های سیمان، سهم CaO از ترکیب سیمان از حدود ۹۵ درصد به حدود ۷۰ درصد رسیده است و با جایگزینی برخی مواد، سیمان پرتلند تولید می‌کنند. همچنین محصولات پلیمری در حال جایگزینی با بخشی از کاربردهای سیمان در ساختمان و کاربردهای شهری و . می‌باشند.
حرکت در جهت تولید کمبود اسید سولفوریک از طریق گچ و خصوصاً گچ فسفوژیپس، دورریز کارخانه‌های اسید فسفریک، ضرورتی است که به مرور عیان خواهد شد. قیمت اسید سولفوریک طی یک سال گذشته از حدود تنی ۷ میلیون تومان به تنی ۵۰ میلیون تومان رسیده است و این شرایط، تولید اسید سولفوریک از مسیر فسفوژیپس را برای سرمایه‌گذاران کارخانه‌های اسید فسفریک کاملاً توجیه‌پذیر نموده است. در چین و چند کشور دیگر، احداث کارخانه‌های تولید هم‌زمان سیمان و اسید فسفریک با خوراک فسفوژیپس با استفاده از فناوری مولر کونه MK انجام شده و واحدهای جدیدی در حال احداث می‌باشند. قیمت اسید سولفوریک در محدوده ۱۲۰ تا ۱۵۰ دلار باقی می‌ماند و این محدوده، جذابیت لازم برای احداث واحدهای تولید هم‌زمان سیمان و اسید سولفوریک یا گوگرد را حفظ خواهد نمود. در مجموع، انرژی مورد نیاز برای تجزیه یک تن گچ از آهک بیشتر نیست و زمان بازگشت سرمایه این واحدها کوتاه‌تر از کارخانه‌های سیمان می‌باشد.
حسین میرافضلی/کارشناس حوزه انرژی