فلزاتی برای آینده کم کربن (بخش دوم)
کبالت
برآورد سازمان زمین شناسی آمریکا از کبالت در سال 2017، 110 هزار تن مصرف با ذخیره حدود 7100 کیلوتن میباشد. این بدان معنی است که با ذخایر فعلی، روند بهره برداری جاری برای 65 سال تداوم خواهد داشت. مصرف کبالت در سال 2016 در صنعت باتری حدود 48 کیلوتن، بیش از نیمی از کل مصرف 94 کیلوتنی در سایر محصولات بوده است.
انتظار میرود این مصرف در سالهای پیش رو افزایش یابد. تامین کننده فلزات، Darton Commodities، پیش بینی میکند که تقاضا برای باتری در سال 2020 به 74 کیلوتن در سال برسد. پیش بینی Wood Mackenzie، رشد تا حدود 98 کیلوتنی در سال 20202 میباشد. به طور مشابهی، Casper Rawles به عنوان یک تحلیلگر بازار در سال 2025 به طور قاطع بیان میدارد که مصرف کبالت به دو برابر تا 127 کیلوتن در سال خواهد رسید. این بدان معنی است که تقاضا برای کبالت تنها در صنعت باتری از تولید فعلی فراتر خواهد رفت.
ذکر این نکته حایز ارزش است، که ذخایر تنها یک موجودی از حجم ماده معدنی میباشند که گمان میرود در زمان فعلی از نظر اقتصادی قابل بهره برداری باشند. این تفاوت بسیاری با کل منبع قابل استخراج دارد. عرضههای جدید مواد معدنی از منابعی تامین میشوند که با تغییر فن آوریها و قیمت قابل استخراج شدهاند، به علاوه منابع کشف نشده و بازیافت نیز وجود دارند.
به عنوان مثالUSGS اشاره مینماید که ذخایر مس در سال 1970، حدود 28 هزار کیلوتن تخمین زده میشدند، اما برآوردهای فعلی حدود 790 هزار کیلوتن میباشد، اگرچه از آن موقع 520 هزارکیلوتن مس تولید شده است.
جهان حدود 25 هزارکیلوتن منابع شناخته شده زمینی کبالت دارد، بیش از 3 برابر ذخایر فعلی. برخی از اینها با افزایش تقاضا برای معدنکاری، اقتصادی میشوند. آنها همچنین به شدت در حال توسعه میباشند، در 5 سال گذشته از میزان 15 هزار کیلوتن در سال 2012، تقریبا دو برابر شدهاند. پی جویی معدنکاری عمیق دریایی کبالت، بنابر گزارشها می تواند آن به بیش از 120 هزار کیلوتن برساند.
لیتیوم
بنابه گزارش سازمان زمین شناسی آمریکا برای لیتیوم، در سال 2017 حدود 43 کیلوتن با ذخایر حدود 16 هزار کیلوتن بوده است. این بدان معنی است که روند فعلی استخراج، با ذخایر موجود، حدود 372 سال تداوم خواهد داشت.
با مصرف لیتیوم در صنعت باتری، انتظار میرود تقاضا برای آن سریعا افزایش یابد. Deutsche Bank عقیده دارد خودروهای الکتریکی، دوچرخههای برقی و ذخیره انرژی با هم 58 درصد تقاضا برای لیتیوم در سال 2025، 15 درصد بیش از سال 2015 را در بربگیرند. مطابق پیش بینی Goldman Sachs، کل تقاضا برای سال 2025، چهار برابر خواهد شد.
از آنجا که عمده اکتشاف و بهرهبرداری از لیتیوم در 10 سال گذشته حدود 70 درصد رشد داشته است، تقاضا برای آن تقریبا جدید میباشد. ذخایر همچنان در حال افزایش میباشند، میزان ذخایر از 41 هزارکیلوتن در سال 2007 به حدود 16 هزار کیلوتن در سال 2017 رسیده است. اعتقاد بر آن است که تامین لیتیوم برای باتریها یک دغدغه نیست.
نیکل
پیشبینی میشود تقاضا برای نیکل در صنعت باتری، طی سالهای پیش رو رونق باید. دادههای سازمان زمین شناسی حاکی از تولید حدود 2100 کیلوتن نیکل در سال 2017 میباشد، ذخایر آن حدود 74 هزارکیلوتن برآورد میگردد. استخراج ذخایر فعلی برای کل منابع شناخه شده زمینی با این روند تا 35 سال طول خواهد کشید، اگرچه مشخص شده که منابع آتی نیکل در کف اقیانوسها میباشند.
اگرچه نگرانی کمتری در مورد کمبود نیکل نسبت به لیتیوم و کبالت وجود دارد، تحلیلگران هشدار میدهند که تامین منبع نیکل برای فنآوری خودروهای الکتریکی یک چالش جدی خواهد بود زیرا بیشتر منابع جدید که تا سال 2025 فعال هستند انواع نامناسب نیکل برای استفاده در باتریها میباشند.
مس
مس تقریبا در مقادیر بسیار بزرگ تولید شده است. بنابر گزارش USGS در سال 2017 حدود 20 هزارکیلوتن مس در کشورهای مختلف تولید شده است. ذخایر فعلی با نرخ بهره برداری فعلی تا 40 سال دوام خواهند داشت، اگرچه منابع بسیار بزرگتری وجود دارند. بعید است در فن آوریهای کم کربن تنها فشار روی مس باشند، اگرچه خودروهای الکتریکی و برق بادی در قیاس با تلفنهای هوشمند مقادیر زیادی از مس را مصرف می نمایند. مطابق پیشبینیهای جدید مصرف مس تا سال 2050 چهار برابر خواهد شد.
عناصر نادر خاکی
عناصر نادر خاکی مانند نئودیمیوم تقریبا در پوسته زمین فراوان می باشند، اما یافتن تمرکزهایی که معدنکاری آنها را اقتصادی نماید دشوار میباشد. استخراجی که نیاز به جداسازی چندین فلز از یک کانسار را دارد، دشوار و هزینه بر است.
حدود 130 کیلوتن اکسید نادر خاکی (REO) در سال 2017 تولید شده است. ذخایری به میزان 120 هزار کیلوتن که با مصرف فعلی حدود 923 سال دوام خواهند داشت. سازمان زمین شناسی آمریکا، برآوردی از منابع ارائه نمیدهد، اگرچه تحقیقات دیگر پیش بینی مینمایند که منابع به سرعت در حال فزونی میباشند. نگرانی در مورد تامین عناصر نادر خاکی بیشتر در ارتباط با تمرکز تولید در چین میباشد تا کمبود واقعی. بااینحال، تصور میشود منابع پراکنده باشند، به عنوان مثال در اروپا که عمده عناصر نادر خاکی برای نخستین بار در آنجا کشف شدهاند.
مطابق گزارش بانک جهانی انتخابهای بین تکنولوژی، مانند انتخاب بین باد نزدیک ساحل یا دور از ساحل، یا بین انواع مختلف PV خورشیدی، بر میزان تقاضای فلزات به اندازه مقیاس تولید اثر میگذارد.
به عنوان مثال تقاضا برای نئودیمیوم، عمدتا بستگی به این دارد که آیا توربینهای بادی با موتور مستقیم (Direct drive) یا مدلهای دندهای رواج بیشتری پیدا می کنند.
فنآوری Direct drive ، معمولا برای باد دور از ساحل کاربرد دارد، از نئودیمیوم در آهنرباهای دائمی خود استفاده مینماید. فن آوری دندهای، به طور عمده برای توربینهای نزدیک ساحل که اخیرا برق بادی زیادی تولید مینمایند، از آهنرباهای دائمی استفاده نمینمایند. تقاضای نئودیمیوم برای صنعت برق بادی به شدت به نوع تکنولوژی رایج و رو به گسترش آن وابسته میباشد.
فلزات فن آوری کم کربن از کجا تامین می شوند؟
گسترش سریع فن آوری کم کربن این مفهوم را میرساند که چندین کشور منابع طبیعی خود را در شرایط تقاضای فزاینده یافتهاند.
نقشه زیر محل تولید فعلی و ذخایر سه فلز کلیدی مورد نیاز برای این تحول را نشان میدهد: کبالت، لیتیوم و عناصر نادر خاکی. منابع برای هر کدام به طور پایداری بزرگتر از آنچه است که پیشتر اشاره گردیده است.
میزان تولید و ذخایر سه فلز کلیدی در فن آوری کم کربن، کبالت، لیتیوم و عناصر نادر خاکی. *داده های تولید لیتیوم برای آمریکا توسط سازمان زمین شناسی آمریکا ارائه نشده اند چرا که در سال 2017 تنها یک کشور این فلز را در آمریکا تولید نموده است. **داده های ذخایر عناصر نادر خاکی تایلند موجود نبودند.
همانطور که دو نقشه بالایی نشان میدهند، جمهوری دموکراتیک کنگو (DRC) در تولید فعلی کبالت تسلط دارد. این کشور بیش از نیمی از کل تولید سال 2017 (58 درصد) و همچنین نیمی از ذخایر شناخته شده زمینی جهان را در اختیار دارد. روسیه، استرالیا و کانادا نیز کبالت تولید مینمایند، اگرچه هر کدام کمتر از 10 درصد مصرف جهانی را عرضه مینمایند. همچنین استرالیا ذخایر قابل توجهی دارد.
در ضمن، کشورهایی مانند جمهوری دموکراتیک کنگو، زامبیا، کوبا، کانادا، روسیه و ایالات متحده داری سهمی از 25 هزار کیلوتن ذخایر زمینی جهانی کبالت میباشند. منابع آمریکا حدود هزار کیلوتن، 9 برابر تولید سال 2017، تخمین زده می شود. اگرچه در حال حاضر اقتصادی نمیباشند.
معدن روباز مس، سانتا ریتا، نیومکزیکو. Jim West / Alamy Stock Photo
به علاوه منابع بزرگ کبالت معادل هزار سال تولید فعلی، در کف دریاهای عمیق شناسایی شده است، عمدتا خارج از آبهای سرزمینی میباشند. گمان میرود آب دریاها غنی از سایر فلزات ضروری مورد استفاده در صنعت الکترونیک، مانند منگنز . طلا نیز باشد. برخی بسیار امیدوار به کشف این مواد زیردریایی میباشند، و آن را جایگزین مناسبی برای معدنکاری زمینی و پیامدهای مربوطه روی جمعیتهای محلی و چشم اندازها م دانند. اما برخی دیگر نگران پیامدهای احتمالی بسیار زیاد زیست محیطی معدنکاری عمیق دریایی می باشند.
پایان بخش دوم
JOCELYN TIMPERLEY