پسماندهای باطله می‌توانند بخش عمده‌ای از تقاضای ایالات متحده برای مواد معدنی حیاتی را برآورده کنند
مطالعه‌ای جدید از دانشکده Colorado School of Mines نشان داده است که ایالات متحده می‌تواند بخش عمده‌ای از تقاضای خود برای مواد معدنی حیاتی را با بازیابی موادی که در حال حاضر در پسماندهای معدنی دور ریخته می‌شوند، برآورده کند.
این تحلیل که این هفته در نشریه Science منتشر شد، نشان می‌دهد که تقریباً تمام مواد معدنی حیاتی مورد استفاده در فناوری‌های انرژی پاک، الکترونیک و کاربردهای دفاعی در حال حاضر در سنگهای معدنی فرآوری شده در معادن ایالات متحده وجود دارند. با این حال، اکثر این مواد به جای تصفیه برای استفاده، در باطله‌ها و سایر جریان‌های ضایعاتی قرار می‌گیرند.
این تحلیل، کبالت و ژرمانیوم را به عنوان نمونه‌های بارز برجسته می‌کند. نویسندگان این مطالعه تأکید می‌کنند که بازیابی کمتر از ۱۰ درصد از کبالت که قبلاً استخراج و فرآوری شده اما در جریان‌های ضایعاتی از دست می‌رود، برای تأمین کل بازار باتری ایالات متحده کافی خواهد بود. برای ژرمانیوم، بازیافت کمتر از ۱ درصد از عملیات موجود روی و مولیبدن نیاز به واردات را به طور کامل از بین خواهد برد.
این مطالعه ۷۰ عنصر را در عملیات معدنی ایالات متحده بررسی کرد. محققان دریافتند، به غیر از پلاتین و پالادیوم، همه آن‌ها به لحاظ نظری می‌توانند با روش‌های بازیابی بهبود یافته، به صورت داخلی تأمین شوند.
Elizabeth Holley، دانشیار مهندسی معدن در دانشکده معادن کلرادو و نویسنده اصلی این مطالعه، باطله‌های معدنی را منبعی قابل توجه و استفاده نشده توصیف کرد. او گفت: ما در حال حاضر این مواد را استخراج می‌کنیم.
سوال این است که آیا ما آن‌ها را جذب می‌کنیم یا دور می‌ریزیم.
این تیم، داده‌های تولید از معادن دارای مجوز فدرال ایالات متحده را با داده‌های تمرکز [عناصر در] سنگ معدن از سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده و سایر منابع بین‌المللی ترکیب کرد تا میزان مواد معدنی حیاتی از دست رفته در جریان‌های ضایعاتی را تخمین بزند.
این یافته‌ها هم یک فرصت استراتژیک و هم یک چالش را برجسته می‌کنند. در حالی که بازیابی مواد معدنی از باطله‌ها می‌تواند وابستگی ایالات متحده به منابع خارجی را کاهش دهد و ردپای زیست‌محیطی معدن‌کاری را پایین آورد، محققان خاطرنشان می‌کنند که شرایط فعلی بازار اغلب بازیابی محصولات جانبی را از نظر اقتصادی غیرقابل توجیه می‌کند. آن‌ها پیشنهاد می‌کنند که تحقیقات، توسعه و مشوق‌های بیشتری برای عملی کردن بازیابی در مقیاس بزرگ مورد نیاز خواهد بود.
این مطالعه در حالی منتشر می‌شود که دولت ترامپ در حال تلاش برای تضمین تأمین مواد معدنی حیاتی مورد نیاز برای گذار انرژی، آن هم در بحبوحه نگرانی‌ها در مورد موقعیت غالب چین در تولید و فرآوری مواد معدنی بود.
تحلیل و جمع بندی
گزارش دانشکده معادن کلرادو یک تغییر پارادایم بالقوه را در امنیت عرضه مواد معدنی حیاتی ایالات متحده مطرح می‌کند. یافته‌های اصلی حاکی از آن است که بخش عمده‌ای از تقاضای داخلی برای مواد معدنی مورد نیاز در گذار انرژی، الکترونیک و صنایع دفاعی، در حال حاضر در جریان‌های ضایعاتی معادن ایالات متحده موجود است. به طور خاص، بازیابی کمتر از ۱۰ درصد از کبالت موجود در باطله‌ها می‌تواند کل نیاز بازار باتری آمریکا را برآورده کند و بازیافت کمتر از ۱ درصد از ژرمانیوم نیاز به واردات این فلز را کاملاً از بین می‌برد. این پتانسیل عظیم، فرصت‌هایی را برای سرمایه‌گذاری در فناوری‌های بازیابی پیشرفته و زیرساخت‌های فرآوری ثانویه فراهم می‌آورد. با این حال، ملاحظات اقتصادی فعلی و نبود مشوق‌های کافی، از موانع اصلی تحقق این فرصت به شمار می‌روند. سرمایه‌گذاران باید به تحولات سیاستی در واشنگتن، به ویژه در زمینه طرح‌های حمایت از تولید داخلی و گذار انرژی، توجه ویژه داشته باشند.
بر اساس داده‌های ارائه شده در متن، یک جدول تحلیلی برای نمایش پتانسیل بازیابی مواد معدنی حیاتی از باطله‌های معدنی در ایالات متحده تهیه شده است:
این جدول به وضوح پتانسیل قابل توجه باطله‌های معدنی در ایالات متحده را به عنوان منبعی داخلی برای مواد معدنی حیاتی نشان می‌دهد. تمرکز بر کبالت و ژرمانیوم به دلیل ارقام بسیار پایین بازیابی مورد نیاز (کمتر از ۱۰ درصد و کمتر از ۱ درصد) بسیار چشمگیر است. این ارقام نه تنها از لحاظ کمی توانایی ایالات متحده را برای کاهش چشمگیر وابستگی به واردات (به ویژه در زمینه ژرمانیوم) و تأمین نیازهای حیاتی (مانند بازار باتری برای کبالت) نشان می‌دهد، بلکه بر اهمیت استراتژیک این ضایعات تأکید می‌کند. این داده‌ها پیامدهای مثبتی برای امنیت عرضه، کاهش ریسک‌های زنجیره تأمین، و تقویت اقتصاد داخلی دارد، مشروط بر اینکه چالش‌های اقتصادی و سیاستگذاری مربوط به بازیابی حل شوند.
تحلیل کمّی
پتانسیل عرضه داخلی از باطله‌ها
کبالت: مطالعه اشاره می‌کند که کمتر از ۱۰ درصد بازیابی از کبالت از دست رفته در باطله‌ها، کل نیاز بازار باتری ایالات متحده را پوشش می‌دهد. این یک رقم بسیار مهم است. با توجه به اینکه ایالات متحده برای کبالت وابستگی شدیدی به واردات دارد (بیش از ۷۰ درصد کبالت جهان از جمهوری دموکراتیک کنگو تأمین و عمدتاً در چین فرآوری می‌شود)، این پتانسیل داخلی می‌تواند شوک‌های عرضه جهانی را به شدت کاهش دهد. اگرچه گزارش قیمت‌های فعلی کبالت را ذکر نمی‌کند، اما نوسانات اخیر (به عنوان مثال، کبالت LME در جولای ۲۰۲۵ حدود ۲۸,۰۰۰ تا ۳۰,۰۰۰ دلار در هر تن معامله شد) اهمیت یک منبع پایدار و داخلی را برای مصرف‌کنندگان نهایی (مانند خودروسازان برقی) برجسته می‌سازد.
ژرمانیوم: بازیافت کمتر از ۱ درصد از ژرمانیوم از عملیات روی و مولیبدن، نیاز به واردات را به طور کامل از بین می‌برد. ژرمانیوم یک عنصر حیاتی در فیبرهای نوری، سلول‌های خورشیدی و کاربردهای مادون قرمز است. با توجه به اینکه چین یکی از تأمین‌کنندگان اصلی ژرمانیوم در جهان است و گاهی محدودیت‌های صادراتی اعمال می‌کند، این پتانسیل داخلی نه تنها امنیت تأمین را تضمین می‌کند، بلکه می‌تواند به ایالات متحده اجازه دهد تا در بازار جهانی ژرمانیوم نقش فعال‌تری ایفا کند.
طیف گسترده عناصر: این واقعیت که ۶۸ عنصر دیگر (به جز پلاتین و پالادیوم) نیز به صورت نظری قابل بازیابی هستند، نشان‌دهنده مقیاس فرصت است. این شامل عناصر نادر خاکی (REEs) نیز می‌شود که برای فناوری‌های پیشرفته حیاتی هستند.
روندهای آماری و اثرات عددی
کاهش وابستگی به واردات: موفقیت در بازیابی این مواد معدنی می‌تواند به طور مستقیم درصد واردات ایالات متحده را برای این کامودیتی‌ها کاهش دهد. این امر به ویژه برای عناصر حیاتی که در زنجیره‌های تأمین جهانی متمرکز هستند، تأثیر عددی قابل توجهی بر تراز تجاری و امنیت ملی خواهد داشت.
کاهش ردپای زیست‌محیطی: هرچند گزارش ارقام دقیقی ارائه نمی‌دهد، اما بازیابی از باطله‌ها به معنای نیاز کمتر به استخراج معادن جدید است که منجر به کاهش مصرف انرژی، آب و تخریب زمین می‌شود. این مزیت زیست‌محیطی دارای ارزش کیفی و همچنین پتانسیل برای مزایای عددی در هزینه‌های نظارتی و اجتماعی است.
چالش اقتصادی: نکته مهم این است که گزارش به صراحت بیان می‌کند که شرایط فعلی بازار اغلب بازیابی محصولات جانبی را از نظر اقتصادی غیرقابل توجیه می‌کند. این بدان معناست که بدون مشوق‌های سیاستی یا پیشرفت‌های تکنولوژیکی، پتانسیل عددی بازیابی محقق نخواهد شد. هزینه سرمایه‌گذاری اولیه (CAPEX) برای تأسیسات بازیابی و هزینه‌های عملیاتی (OPEX) باید در برابر قیمت‌های بازار و هزینه‌های واردات رقابتی باشد. این یک متغیر کلیدی است که بر پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت و میان‌مدت تأثیر می‌گذارد.
تحلیل کیفی و ژئوپلیتیک
وابستگی استراتژیک و رقابت ژئوپلیتیک
این گزارش در بحبوحه نگرانی‌ها در مورد موقعیت غالب چین در تولید و فرآوری مواد معدنی حیاتی منتشر می‌شود، مسئله‌ای که در زمان دولت ترامپ (و همچنان در دولت‌های بعدی) یک دغدغه استراتژیک باقی مانده است. تمرکز چین بر کنترل زنجیره تأمین مواد معدنی حیاتی، به ویژه عناصر نادر خاکی، کبالت و گرافیت، یک ریسک ژئوپلیتیکی مهم برای ایالات متحده و متحدانش است.
تضمین تأمین داخلی از طریق بازیابی باطله‌ها یک گام مهم در کاهش اهرم فشار چین و تقویت استقلال صنعتی و دفاعی ایالات متحده محسوب می‌شود. این موضوع با ابتکاراتی مانند قانون تولید دفاعی و سیاست‌های تولید در آمریکا همسو است.
گذار انرژی و تقاضای رو به رشد
مواد معدنی حیاتی (از جمله کبالت برای باتری‌های لیتیوم-یون، ژرمانیوم برای سلول‌های خورشیدی و عناصر نادر خاکی برای موتورهای الکتریکی و توربین‌های بادی) برای گذار جهانی به انرژی پاک ضروری هستند. با افزایش تقاضا برای وسایل نقلیه الکتریکی(EVs)، ذخیره‌سازی انرژی و تولید برق تجدیدپذیر، تقاضا برای این مواد به شدت افزایش خواهد یافت.
وابستگی به منابع خارجی، به ویژه از کشورهایی با ثبات سیاسی پایین یا روابط پیچیده، ریسک‌های قابل توجهی را برای سرعت و هزینه گذار انرژی در ایالات متحده ایجاد می‌کند. بازیابی داخلی، یک راه حل پایدارتر و انعطاف‌پذیرتر ارائه می‌دهد.
تأثیر بر ذی‌نفعان کلیدی
تولیدکنندگان معدنی: سیاست‌های ملی‌گرایی منابع می‌تواند هزینه‌های عملیاتی آن‌ها را افزایش دهد یا آن‌ها را مجبور به سرمایه‌گذاری در فرآوری داخلی کند. از طرفی، سیاست‌های حمایتی مانند آنچه این مطالعه پیشنهاد می‌کند، می‌تواند فرصت‌های جدیدی برای آن‌ها در بازیابی باطله‌ها ایجاد کند.
سرمایه‌گذاران بورسی: نوسانات ناشی از سیاست‌های ملی‌گرایی می‌تواند ریسک‌های ژئوپلیتیک را افزایش داده و بر ارزش سهام شرکت‌های معدنی و مصرف‌کنندگان تأثیر بگذارد. فرصت‌های سرمایه‌گذاری در فناوری‌های بازیابی و شرکت‌های با ردپای داخلی قوی می‌تواند جذاب‌تر شود.
مصرف‌کنندگان صنعتی (مانند خودروسازان برقی، انرژی تجدیدپذیر): این صنایع به شدت به عرضه پایدار و قابل پیش‌بینی مواد معدنی حیاتی وابسته هستند. سیاست‌های ملی‌گرایی منابع می‌تواند منجر به افزایش قیمت، اختلال در عرضه و نیاز به تنوع بخشیدن به زنجیره‌های تأمین شود. بازیابی داخلی در ایالات متحده به آن‌ها اطمینان خاطر بیشتری برای برنامه‌ریزی و تولید می‌دهد.
تحلیل سناریو
سناریوی اول (خوش‌بینانه): بازیابی باطله‌ها به یک موفقیت اقتصادی تبدیل می‌شود
پیامدها برای قیمت و عرضه: با حمایت قوی سیاستی (مانند یارانه‌ها، اعتبارات مالیاتی، یا قوانین "خرید آمریکایی") و پیشرفت‌های تکنولوژیکی که هزینه‌های بازیابی را کاهش می‌دهد، بازیابی در مقیاس بزرگ آغاز می‌شود. عرضه داخلی مواد معدنی حیاتی مانند کبالت و ژرمانیوم به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. این امر منجر به کاهش نوسانات قیمتی و ثبات بیشتر در عرضه برای مصرف‌کنندگان ایالات متحده می‌شود، زیرا ریسک‌های ژئوپلیتیک و اختلالات زنجیره تأمین جهانی کمتر بر بازار داخلی اثر می‌گذارد. ممکن است قیمت‌های جهانی این مواد تحت فشار قرار گیرد، اما قیمت‌های داخلی در ایالات متحده پایدارتر خواهد بود.
فرصت‌ها: فرصت‌های سرمایه‌گذاری در شرکت‌های فناوری بازیابی، توسعه زیرساخت‌های فرآوری و ایجاد مشاغل جدید در بخش معدن‌کاری ثانویه.
سناریوی دوم (بدبینانه): چالش‌های اقتصادی و سیاستی بر بازیابی غلبه می‌کنند
تأثیر بر بازار: علیرغم پتانسیل فنی، هزینه‌های بالا، مقررات دست و پا گیر و عدم حمایت کافی دولت، بازیابی باطله‌ها را از نظر اقتصادی غیرقابل توجیه نگه می‌دارد. ایالات متحده به شدت به واردات مواد معدنی حیاتی، عمدتاً از چین و سایر کشورها، وابسته می‌ماند. این وابستگی منجر به افزایش آسیب‌پذیری در برابر شوک‌های عرضه ژئوپلیتیکی، جنگ‌های تجاری و نوسانات شدید قیمتی می‌شود. بازار کامودیتی برای این مواد با ریسک‌های بالاتر و پیش‌بینی‌ناپذیری بیشتری مواجه خواهد بود.
ریسک‌ها: ریسک‌های بلندمدت برای صنایع استراتژیک (باتری، دفاعی، انرژی پاک)، افزایش هزینه‌های تولید و از دست دادن رقابت‌پذیری در مقایسه با کشورهایی که به منابع پایدارتری دسترسی دارند.
سناریوی سوم (ادامه وضع موجود): پیشرفت کند و جزئی در بازیابی
ریسک‌ها و فرصت‌ها: در این سناریو، پیشرفت در بازیابی باطله‌ها محدود به پروژه‌های کوچک و منطقه‌ای یا مواد معدنی بسیار گران‌بها می‌شود. تأثیر کلی بر عرضه و قیمت جهانی حداقل خواهد بود. ایالات متحده همچنان به شدت به واردات متکی می‌ماند، اما برخی پروژه‌های نوآورانه ممکن است مدل‌های تجاری پایداری را برای بازیابی در مقیاس کوچک ایجاد کنند.
ریسک‌ها: ادامه وابستگی به منابع خارجی، اما با کاهش جزئی در نقاط آسیب‌پذیر. ریسک‌های زنجیره تأمین همچنان پابرجا هستند.
فرصت‌ها برای سرمایه‌گذاران: فرصت‌های محدود برای سرمایه‌گذاران جسور در شرکت‌های کوچک‌تر با فناوری‌های خاص یا پروژه‌های هدفمند که بتوانند به بازدهی اقتصادی دست یابند. سرمایه‌گذاران می‌توانند با رصد پروژه‌های پایلوت و تحولات تکنولوژیکی، به دنبال فرصت‌های ورود اولیه باشند.
تحلیل از دیدگاه ذی‌نفعان مختلف
دولت ایالات متحده
دغدغه اصلی: امنیت ملی، امنیت اقتصادی، ایجاد شغل، رهبری در گذار انرژی، کاهش وابستگی به رقبا (به ویژه چین).
دیدگاه: این مطالعه یک راه حل بالقوه برای مسائل استراتژیک کلیدی ارائه می‌دهد. دولت به مشوق‌های سیاستی، سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه (R&D) و کاهش موانع نظارتی برای عملیاتی کردن بازیابی باطله‌ها علاقه‌مند خواهد بود.
شرکت‌های معدنی
دغدغه اصلی: سودآوری، هزینه‌های سرمایه‌گذاری (CAPEX) و عملیاتی(OPEX)، پذیرش عمومی، ریسک‌های نظارتی.
دیدگاه: باطله‌ها یک "منبع استفاده نشده" هستند، اما بازیابی باید از نظر اقتصادی منطقی باشد. شرکت‌ها به دنبال وضوح سیاستی، یارانه‌ها یا مکانیزم‌های تضمین قیمت هستند تا ریسک مالی سرمایه‌گذاری در فناوری‌های جدید را کاهش دهند. این می‌تواند فرصتی برای تنوع‌بخشی به فعالیت‌ها و بهبود تصویر زیست‌محیطی آن‌ها باشد.
تولیدکنندگان باتری و خودروسازان برقی
دغدغه اصلی: تأمین پایدار و مقرون به صرفه مواد اولیه، پایداری زنجیره تأمین، کاهش ریسک‌های قیمتی، رعایت مقررات زیست‌محیطی.
دیدگاه: این صنایع به شدت از توسعه منابع داخلی حمایت می‌کنند، زیرا به معنای ثبات بیشتر در تأمین و کاهش وابستگی به بازارهای خارجی پرنوسان است. کاهش قیمت‌ها یا ثبات بیشتر در قیمت کبالت و سایر مواد حیاتی، به حاشیه سود آن‌ها کمک می‌کند و رقابت‌پذیری محصولاتشان را افزایش می‌دهد.
صنایع الکترونیک و دفاعی
دغدغه اصلی: دسترسی مطمئن به مواد پیشرفته برای فناوری‌های حساس، نوآوری، امنیت عرضه.
دیدگاه: این صنایع به شدت به عناصر حیاتی مانند ژرمانیوم برای کاربردهای تخصصی وابسته هستند. هرگونه تضمین تأمین داخلی، ریسک‌های بالقوه ناشی از محدودیت‌های صادراتی یا اختلالات ژئوپلیتیکی را کاهش می‌دهد و به آن‌ها امکان می‌دهد تا بر نوآوری و توسعه فناوری‌های آینده تمرکز کنند.
گروه‌های زیست‌محیطی
دغدغه اصلی: کاهش ردپای زیست‌محیطی معدن‌کاری، استفاده پایدار از منابع، مدیریت پسماند.
دیدگاه: بازیابی از باطله‌ها یک مزیت زیست‌محیطی قابل توجه دارد، زیرا نیاز به استخراج معادن بکررا کاهش می‌دهد و مشکلات ناشی از باطله‌های انباشته شده را حل می‌کند. آن‌ها از این رویکرد حمایت خواهند کرد، مشروط بر اینکه فرآیندهای بازیابی خود پایدار و دوستدار محیط زیست باشند.
جمع‌بندی
گزارش دانشکده معادن کلرادو یک مسیر استراتژیک و حیاتی برای ایالات متحده در جهت تقویت امنیت عرضه مواد معدنی کلیدی و کاهش وابستگی به واردات خارجی ارائه می‌دهد. پتانسیل عظیم نهفته در باطله‌های معدنی موجود، به ویژه برای کبالت و ژرمانیوم، نه تنها یک فرصت اقتصادی قابل توجه است، بلکه یک اهرم مهم ژئوپلیتیکی در برابر چالش‌های ناشی از ملی‌گرایی منابع و تمرکز قدرت در زنجیره تأمین جهانی به شمار می‌رود.
با این حال، تحقق این پتانسیل نیازمند غلبه بر چالش‌های اقتصادی کنونی است که بازیابی محصولات جانبی را غیرقابل توجیه می‌سازد. بدون مشوق‌های سیاستی هدفمند، سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه و حمایت زیرساختی، این فرصت استراتژیک ممکن است به طور کامل محقق نشود.
توصیه‌های عملی
برای سرمایه‌گذاران
رصد سیاست‌های دولتی: به دقت هرگونه قانون‌گذاری جدید، بسته‌های حمایتی یا مشوق‌های مالیاتی مرتبط با قانون تولید دفاعی، قانون کاهش تورم یا سایر ابتکارات مربوط به مواد معدنی حیاتی را دنبال کنید. این سیاست‌ها می‌توانند نقطه عطف اقتصادی برای پروژه‌های بازیابی باطله‌ها باشند.
سرمایه‌گذاری در فناوری: به شرکت‌های توسعه‌دهنده فناوری‌های نوین و کم‌هزینه برای بازیابی مواد معدنی از باطله‌ها توجه کنید. این بخش پتانسیل رشد بلندمدت بالایی دارد.
ارزیابی ریسک ژئوپلیتیک: ریسک‌های ناشی از اختلالات زنجیره تأمین جهانی (مانند سیاست‌های صادراتی چین یا بی‌ثباتی در جمهوری دموکراتیک کنگو) همچنان باقی است. شرکت‌هایی که به دنبال تنوع‌بخشی به منابع و یا توسعه منابع داخلی هستند، گزینه‌های سرمایه‌گذاری جذاب‌تری خواهند بود.
برای مصرف‌کنندگان صنعتی
حمایت از ابتکارات سیاستی: فعالانه از سیاست‌های دولتی که بازیابی داخلی مواد معدنی حیاتی را تشویق می‌کنند، حمایت کنید. این امر به نفع امنیت زنجیره تأمین و پایداری قیمت‌های شما خواهد بود.
همکاری با بخشR&D: با دانشگاه‌ها و شرکت‌های فناوری همکاری کنید تا فرآیندهای بازیابی را تسریع بخشیده و نیازهای خاص خود را در زنجیره تأمین مواد اولیه پوشش دهید.
ارزیابی بلندمدت: در برنامه‌ریزی استراتژیک بلندمدت خود، پتانسیل منابع داخلی را در نظر بگیرید تا وابستگی به نوسانات بازارهای جهانی را کاهش دهید و انعطاف‌پذیری بیشتری در تأمین مواد اولیه حیاتی داشته باشید.
استراتژی‌های تنوع‌بخشی: علاوه بر حمایت از بازیابی داخلی، به تنوع‌بخشی به منابع تأمین از کشورهای مختلف و همچنین سرمایه‌گذاری در بازیافت محصولات نهایی ادامه دهید تا ریسک‌های زنجیره تأمین را به حداقل برسانید.