بازیافت؛ کلید کاهش 40 درصدی تقاضای جهانی برای معادن جدید
آمریکا در تلاش است تا با افزایش ظرفیت بازیافت مواد معدنی حیاتی، وابستگی خود به واردات را کاهش دهد. از سال 1991، این کشور فاقد کارخانه ذوب قلع بوده و اکنون بیش از 75 درصد از مصرف سالانه قلع خود را از خارج وارد می‌کند.
با سرمایه‌گذاری‌های جدید در پروژه‌های معدن‌کاوی شهری، آمریکا به دنبال کاهش این شکاف وارداتی است. در این مسیر، صنعت بازیافت فلزات می‌تواند 25 تا 40 درصد از نیاز به معادن جدید را تا سال 2050 کاهش دهد.
به‌روزترین‌ها| آمریکا از سال 1991 تاکنون کارخانه ذوب قلع نداشته است. در آن سال، کارخانه Longhorn در تگزاس که با بودجه دولت فدرال در سال 1942 برای کاهش وابستگی به واردات قلع ساخته شده بود، بسته شد. قلع همچنان به عنوان یک فلز حیاتی بیشتر به خاطر استفاده در لحیم کاری بردهای مدار الکترونیکی و نه در کنسروهای مواد غذایی مطرح است. دولت آمریکا بار دیگر در حال بررسی راه‌هایی برای کاهش وابستگی به واردات است که در حال حاضر 75 درصد مصرف سالانه آمریکا از این طریق تامین می‌شود.
با نبود معادن و ذخایر فعال، تنها راهِ کاهش شکاف واردات این فلز، افزایش بازیافت است. وزارت دفاع آمریکا اخیراً 19 میلیون دلار به تولیدکننده قلع ثانویه Nathan Trotter & Co اعطا کرده تا ظرفیت بازیافت داخلی را افزایش دهد و بیشتر از 38 هزار تن قلع ضایعاتی که هر سال صادر می‌شود را بازیافت کند.
معدن‌کاوی شهری؛ راهکاری برای خودکفایی
«معدن‌کاوی شهری» یا همان بازیافت مواد معدنی در شهرها، اغلب نادیده گرفته می‌شود اما بخش مهمی از معادله خودکفایی در زمینه مواد معدنی حیاتی است. وزارت دفاع همچنین به شرکت‌هایی چون 6K Additive که آلیاژهای تیتانیوم بازیافت می‌کند و Rare Earth Salts که تربیوم را از چراغ‌های قدیمی بازیافت می‌کند، سرمایه‌گذاری کرده است.
وزارت انرژی آمریکا نیز تصمیم دارد 22 میلیون دلار در به روزرسانی عملیات بازیافت شرکت Golden Aluminum در کلرادو سرمایه‌گذاری کند و تا 270 میلیون دلار برای بهبود فرآیند بازیافت مس در واحد Wieland در کنتاکی تخصیص داده است. همچنین این وزارت درصدد است زنجیره بازیافت باتری‌های خودروهای برقی را از صفر بسازد و برای ظرفیت پردازش جدید، فن‌آوری جدید جداسازی ضایعات و حتی حمل و نقل باتری‌های مستعمل توسط مجموعه‌هایی مانند B2U Storage Solutions منابع مالی فراهم کرده است.
مزایای بازیافت نسبت به معدن‌کاوی اولیه
بازیافت شهری نسبت به معدن‌کاوی و ذوب فلز اولیه مزایای زیادی دارد. بازیافت فلزات از تولید فلز خام ارزان‌تر است زیرا نیازمند انرژی بسیار کمتری برای مثال تا 90 درصد کمتر در مورد آلومینیوم است. به همین دلیل این فرآیند بسیار سبزتر است و براساس گزارش ویژه آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) در مورد بازیافت 80 درصد کمتر از تولید فلز اولیه گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کند.
مهم‌تر از همه برای برنامه‌ریزان زنجیره تامین ایالات متحده، افزایش تولید فلزات حیاتی داخلی با توسعه ظرفیت بازیافت به معنای کاهش زمان لازم برای مجوزدهی نسبت به ساخت معادن جدید است.
پتانسیل‌های بدون استفاده
تنها معدن‌کاوی شهری نمی‌تواند نیاز به معادن جدید را برطرف کند، اما می‌تواند تفاوت زیادی ایجاد کند و به گفته IEA می‌تواند تا سال 2050 تقاضا برای فعالیت‌های معدن‌کاوی جدید را 25-40 درصد کاهش دهد.
با این حال، پتانسیل کامل معدن‌کاوی شهری هنوز به طور کامل به بهره‌برداری نرسیده است. سهم تامین ثانویه مس در تقاضای جهانی، از جمله ضایعات مذاب مستقیم در تولید محصولات، از 37 درصد در سال 2015 به 33 درصد در 2023 کاهش یافته است. سهم نیکل بازیافتی از 33 درصد به 26 درصد در این مدت کاهش یافته، اما آلومینیوم با افزایش از 32 درصد به 35 درصد به خاطر برنامه‌های مدیریت ضایعات خوب اجرا شده و مقررات حمایتی، وضعیت بهتری دارد.
چالش‌های بازیافت باتری خودروهای برقی
معدن‌کاوی شهری درباره باتری‌های خودروی الکتریکی چالش‌های خاصی را به همراه دارد. استخراج فلزات ارزشمندی مانند نیکل و کبالت از باتری‌های مستعمل می‌تواند سودآور باشد، اما در مورد باتری‌هایی که فاقد این عناصر هستند چطور؟
صنعت باتری خودروهای برقی در سال‌های اخیر به سمت شیمی ارزان‌تر لیتیوم-آهن-فسفات (LFP) متمایل شده است، که اکنون حدود 40 درصد از بازار جهانی را به خود اختصاص داده است. ارزش نسبتا پایین عناصر فلزی اصلی معدن‌کاوی شهری این باتری‌ها را از نظر اقتصادی چالش‌برانگیز می‌کند.
سیاست‌های مناسب راهگشای چالش‌ها
بیشتر چالش‌ها با ترکیب سیاست‌های مناسب، هم در سطح ملی و هم بین‌المللی قابل حل است. یک الگوی موفق برای بازیافت باتری‌های خودروی برقی و در واقع تمامی فلزات، باتری‌های سرب-اسیدی محسوب می‌شوند که نرخ معدن‌کاوی شهری آنها در کشورهای توسعه یافته مانند آمریکا یا اروپا می‌تواند به 99 درصد برسد.
بازار سرب هنوز به معادن جدید نیاز دارد، اما به خاطر نرخ بالای معدن‌کاوی شهری آن، تعداد بسیار کمتری از این معادن لازم است. به‌عنوان‌مثال، سرمایه‌گذاری در ظرفیتهای جدید پردازش ضایعات به‌صرفه‌تر و دوستدار محیط زیست‌تر از ساخت معادن جدید است. و از همه مهم‌تر از نظر امنیت ملی، فلز در بازار داخلی باقی می‌ماند.
در نهایت، رشد و توسعه ظرفیتهای معدن‌کاوی شهری در ایالات متحده می‌تواند نقشی حیاتی در کاهش وابستگی این کشور به واردات مواد معدنی حیاتی ایفا کند. بازیافت فلزات به ویژه در زمینه‌هایی مانند قلع، مس و آلومینیوم نه تنها از نظر اقتصادی سودآور است، بلکه از نظر زیست‌محیطی نیز مزایای قابل توجهی دارد. با کاهش نیاز به معدن‌کاوی جدید و صرفه‌جویی در انرژی، این رویکرد می‌تواند به کاهش 25 تا 40 درصدی تقاضای جهانی برای استخراج معادن جدید تا سال 2050 کمک کند.
اگرچه بازیافت به تنهایی نمی‌تواند تمام نیازها را برطرف کند، اما با توجه به روندهای جهانی و کاهش هزینه‌ها، می‌تواند به یکی از ارکان مهم تأمین مواد معدنی در آینده تبدیل شود. برای تحقق این هدف، نیاز به سرمایه‌گذاری‌های بیشتری در زیرساخت‌های بازیافت، توسعه فن‌آوری‌های نوین و سیاست‌های حمایتی است.
