این مقاله را به اشتراک بگذارید
تریبون معدن | رشد سریع انرژی‌های پاک در جهان، علاوه بر افزایش تقاضا برای موادی مانند مس، لیتیوم، نیکل، کبالت، نقره و آلومینیوم، یک منبع تازه برای تأمین همین مواد ایجاد کرده است؛ تجهیزات فرسوده‌ای که زمانی صرفاً به‌عنوان پسماند شناخته می‌شدند، اکنون به ذخایری قابل بازیابی تبدیل شده‌اند. باتری خودروهای برقی، پنل‌های خورشیدی، پره‌های توربین‌های بادی و تجهیزات قدیمی شبکه برق به‌تدریج وارد چرخه‌ای می‌شوند که می‌توان از آن با عنوان «معدن‌کاری شهری» یاد کرد؛ مدلی که در آن بخشی از مواد اولیه نه از دل معدن، بلکه از تجهیزات پایان‌عمر استخراج می‌شود.
گذار انرژی و عطش روزافزون برای مواد معدنی
توسعه خودروهای برقی، شبکه‌های انتقال، سیستم‌های ذخیره‌سازی برق و نیروگاه‌های خورشیدی و بادی، مصرف برخی مواد معدنی را با سرعت قابل‌توجهی افزایش داده است. آژانس بین‌المللی انرژی تأکید می‌کند که حتی با توسعه بازیافت، جهان همچنان به سرمایه‌گذاری گسترده در معادن و ظرفیت‌های جدید فرآوری نیاز خواهد داشت؛ اما بازیافت می‌تواند بخشی از فشار بر تأمین مواد اولیه را کاهش دهد و امنیت زنجیره تأمین را افزایش دهد.
برآورد IEA نشان می‌دهد توسعه موفق بازیافت می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ نیاز به توسعه معادن جدید را برای مس و کبالت حدود ۴۰ درصد و برای لیتیوم و نیکل حدود ۲۵ درصد کاهش دهد؛ البته این ارقام در سناریویی محقق می‌شوند که کشورها اهداف اقلیمی اعلام‌شده خود را اجرا کنند.
این مسئله اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا توسعه معدن از مرحله اکتشاف تا بهره‌برداری ممکن است سال‌ها زمان ببرد، در حالی که تجهیزات انرژی پاک موجود از هم‌اکنون در حال ایجاد یک ذخیره ثانویه بزرگ از مواد معدنی هستند.
باتری‌های فرسوده؛ معدن جدید لیتیوم و کبالت
صنعت باتری روشن‌ترین نمونه این تغییر است. تا همین چند سال پیش، بخش عمده توجه زنجیره تأمین باتری معطوف به استخراج لیتیوم، نیکل، کبالت و گرافیت از معادن بود، اما افزایش تعداد خودروهای برقی و باتری‌های ذخیره‌سازی باعث شده بازیافت به بخش مهم‌تری از این صنعت تبدیل شود.
شرکت Redwood Materials اعلام کرده بیش از ۹۵ درصد لیتیوم، نیکل، کبالت و مس موجود در باتری‌های فرسوده و ضایعات تولید را بازیابی می‌کند. این شرکت سالانه بیش از ۲۰ گیگاوات‌ساعت باتری لیتیوم‌یونی را وارد فرآیند بازیافت می‌کند و بیش از ۶۰ هزار تن مواد حیاتی تولید می‌کند.
آژانس بین‌المللی انرژی نیز پیش‌بینی می‌کند از حدود سال ۲۰۳۵ به بعد، باتری‌های پایان‌عمر خودروهای برقی به مهم‌ترین منبع خوراک صنعت بازیافت باتری تبدیل شوند. تا سال ۲۰۵۰ بیش از ۹۰ درصد خوراک قابل بازیافت این صنعت می‌تواند از باتری‌های پایان‌عمر تأمین شود.
در صورت توسعه زیرساخت‌های جمع‌آوری و بازیافت، مواد بازیافتی باتری‌ها قادر خواهند بود حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد نیاز جهانی به لیتیوم، نیکل و کبالت را تا سال ۲۰۵۰ پاسخ دهند.
اروپا و اجبار به استفاده دوباره از مواد
اروپا یکی از مناطقی است که بازیافت مواد باتری را نه فقط از طریق بازار، بلکه با مقررات الزام‌آور دنبال می‌کند. چارچوب جدید مقررات باتری اتحادیه اروپا شامل تعیین حداقل سهم مواد بازیافتی در برخی گروه‌های باتری و تدوین روش‌های محاسبه و راستی‌آزمایی میزان لیتیوم، نیکل، کبالت و سرب بازیافتی است.
این نوع سیاست‌ها می‌توانند تقاضای تضمین‌شده‌ای برای مواد ثانویه ایجاد کنند و اقتصاد پروژه‌های بازیافت را بهبود دهند. بدون چنین تقاضایی، بسیاری از مواد قابل بازیافت ممکن است همچنان به دلیل هزینه جمع‌آوری و فرآوری وارد چرخه بازیابی نشوند.
پنل‌های خورشیدی؛ ذخیره پنهان نقره و سیلیکون
پنل‌های خورشیدی نیز در حال تبدیل شدن به یکی از منابع آینده مواد معدنی هستند. بازیافت سنتی این تجهیزات عمدتاً بر شیشه و آلومینیوم متمرکز بوده است؛ زیرا جداسازی این دو ماده نسبتاً آسان است. اما مواد باارزش‌تری مانند نقره و سیلیکون به دلیل دشواری فرآوری، کمتر بازیابی می‌شدند.
این وضعیت با پیشرفت فناوری در حال تغییر است. پژوهشگران هلندی فرآیندی مبتنی بر لیزر توسعه داده‌اند که طبق گزارش معدن‌مدیا می‌تواند سیلیکون را با خلوص تا ۹۹.۹۹۸ درصد و نقره را با خلوص حدود ۹۹.۷ درصد بازیابی کند. نرخ کلی بازیابی مواد در این فرآیند حدود ۹۷ درصد اعلام شده است.
در استرالیا نیز از روش فلوتاسیون، یکی از فناوری‌های کلاسیک صنایع معدنی، برای جداسازی نقره از پنل‌های فرسوده استفاده شده است. این نکته از نظر صنعت معدن جالب توجه است؛ زیرا فناوری‌ای که دهه‌ها برای فرآوری کانه‌های معدنی استفاده شده، اکنون می‌تواند در «معادن ثانویه» مانند پنل‌های خورشیدی به کار گرفته شود.
بازاری ۸۰ میلیارد دلاری برای پنل‌های فرسوده
Rystad Energy ارزش مواد قابل بازیافت از پنل‌های خورشیدی پایان‌عمر را در سال ۲۰۳۰ بیش از ۲.۷ میلیارد دلار برآورد کرده و پیش‌بینی می‌کند این بازار تا سال ۲۰۵۰ به نزدیک ۸۰ میلیارد دلار برسد. این مؤسسه همچنین پیش‌بینی کرده حجم پسماند پنل‌های خورشیدی تا سال ۲۰۴۰ می‌تواند به حدود ۲۷ میلیون تن در سال برسد.
این ارقام نشان می‌دهد مسئله بازیافت پنل‌ها تنها یک موضوع زیست‌محیطی نیست و در حال تبدیل شدن به یک بازار مواد اولیه با مقیاس اقتصادی قابل توجه است.
پره‌های توربین بادی؛ از پسماند دشوار تا ماده اولیه صنعتی
پره‌های توربین‌های بادی یکی از دشوارترین بخش‌های صنعت انرژی تجدیدپذیر از نظر بازیافت هستند. این پره‌ها معمولاً از ترکیبات چندلایه فایبرگلاس و رزین ساخته می‌شوند که جداسازی آنها پیچیده است.
با این حال، مدل‌های جدید به جای جداسازی کامل مواد، بر استفاده مستقیم آنها در صنایع دیگر تمرکز کرده‌اند. شرکت Veolia پره‌های فایبرگلاس را خرد کرده و محصول حاصل را در صنعت سیمان جایگزین بخشی از زغال‌سنگ و مواد معدنی می‌کند. شرکت Regen Fiber نیز از پره‌های خردشده برای تولید الیاف تقویت‌کننده مورد استفاده در بتن، آسفالت و کامپوزیت‌ها بهره می‌گیرد.
طبق داده مورد استناد معدن‌مدیا، استفاده از یک پره خردشده هفت‌تنی در کوره سیمان می‌تواند مصرف زغال‌سنگ را حدود پنج تن کاهش دهد و نیاز به چند تن مواد معدنی دیگر را نیز کم کند.
شبکه برق؛ مخزن بزرگ مس و آلومینیوم
گسترش انرژی پاک تنها به احداث نیروگاه محدود نمی‌شود. اتصال نیروگاه‌های خورشیدی و بادی، توسعه خودروهای برقی و افزایش مصرف برق به سرمایه‌گذاری گسترده در شبکه‌های انتقال و توزیع نیاز دارد و همین موضوع تقاضا برای مس، آلومینیوم و فولاد را افزایش می‌دهد.
اما در کنار این تقاضا، نوسازی شبکه‌های قدیمی نیز حجم بزرگی از تجهیزات فرسوده ایجاد می‌کند. ترانسفورماتورها، کابل‌ها، باس‌بارها، پست‌ها و تجهیزات خطوط انتقال حاوی مقادیر قابل‌توجهی مس، آلومینیوم و فولاد هستند که امکان بازیابی و استفاده مجدد آنها وجود دارد.
در واقع هرچه شبکه برق توسعه پیدا کند، «ذخیره فلزی» موجود در زیرساخت‌ها نیز بزرگ‌تر خواهد شد و در دهه‌های بعد می‌تواند به منبع مهمی از مواد ثانویه تبدیل شود.
مزیت زیست‌محیطی فراتر از کاهش استخراج
بازیافت مواد معدنی فقط نیاز به معدن‌کاری جدید را کاهش نمی‌دهد. IEA برآورد کرده است تولید لیتیوم، نیکل و کبالت از مواد بازیافتی به‌طور متوسط حدود ۸۰ درصد انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتری نسبت به تولید همان مواد از منابع معدنی اولیه دارد.
در نتیجه، بازیافت در دو نقطه از زنجیره گذار انرژی اثر می‌گذارد: نخست کاهش فشار بر تأمین مواد اولیه و دوم کاهش ردپای کربنی خود فناوری‌های پاک.
بازیافت جایگزین معدن نخواهد شد
با وجود این ظرفیت، تصور اینکه بازیافت بتواند استخراج مواد معدنی را به‌طور کامل حذف کند، واقع‌بینانه نیست. رشد سریع تقاضای جهانی همچنان به توسعه معادن جدید نیاز خواهد داشت و حتی IEA تأکید می‌کند که بازیافت یک منبع مکمل است، نه جایگزین کامل استخراج.
اما اهمیت معدن‌کاری شهری از این جهت است که می‌تواند سهم فزاینده‌ای از تقاضا را بدون نیاز به استخراج اولیه تأمین کند. بر اساس چشم‌انداز ۲۰۲۶ آژانس بین‌المللی انرژی، سهم متوسط مواد بازیافتی در تأمین مواد معدنی کلیدی حوزه انرژی می‌تواند از حدود ۱۰ درصد امروز به نزدیک ۲۰ درصد تا سال ۲۰۴۰ افزایش یابد.
حلقه بسته نسل جدید انرژی پاک
زیرساخت‌هایی که امروز برای گذار انرژی ساخته می‌شوند، خود به ذخایر مواد اولیه آینده تبدیل خواهند شد. باتری یک خودروی برقی پس از پایان عمر، می‌تواند منبع لیتیوم و نیکل باتری بعدی باشد؛ پنل خورشیدی فرسوده می‌تواند بخشی از نقره و سیلیکون نسل بعدی پنل‌ها را تأمین کند و کابل یا ترانسفورماتور قدیمی نیز دوباره به مس و آلومینیوم قابل استفاده تبدیل شود.
این همان تغییری است که مرز میان «معدن»، «صنعت» و «پسماند» را کمرنگ می‌کند. در اقتصاد آینده، ارزش مواد معدنی تنها به ذخایر زیرزمینی محدود نخواهد بود و شهرها، کارخانه‌ها و زیرساخت‌های انرژی نیز به ذخایر قابل استخراج تبدیل می‌شوند.
در چنین مدلی، بازیافت نه رقیب معدن‌کاری، بلکه حلقه دوم زنجیره تأمین مواد معدنی خواهد بود؛ حلقه‌ای که می‌تواند امنیت عرضه را افزایش دهد، نیاز به سرمایه‌گذاری معدنی جدید را کاهش دهد و هزینه زیست‌محیطی گذار انرژی را محدود کند. توسعه این بخش به فناوری بازیافت، نظام جمع‌آوری، قیمت‌گذاری مناسب مواد ثانویه و سیاست‌هایی نیاز دارد که بازگشت مواد به چرخه تولید را از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر کنند.
