فرصت‌سوزی در بازار لیتیوم

به گزارش می‌متالز، به عنوان یک تولیدکننده مواد معدنی مورد‌ نیاز باتری، ذخایر ایران می‌توانند به‌ طور سودآور برای منافع اقتصادی مورد بهره‌برداری قرار گیرند و از این طریق می‌تواند یکی از محورهای زنجیره تامین باتری باشد، اما تاکنون این فرصت‌های تولید با ارزش‌ افزوده را از دست داده‌ است.

به‌ نظر می‌رسد که زمان برای رقابت در تولید باتری، بخشی از زنجیره ارزش که بیشتر فرصت‌های ایجاد ارزش و اقتصاد کلان را در اختیار دارد، رو به اتمام است، از این‌ رو ایران اگر قصد ورود به این حوزه مهم و با ارزش‌ افزوده بالا را دارد، باید شروع به سیاست‌گذاری و اقدام کند.

صنعت باتری‌های لیتیوم یونی نقش مهمی در حفظ محیط‌ زیست و کربن‌زدایی از طریق خودروهای الکتریکی و امکان انتقال از سوخت فسیلی به تولید انرژی تجدیدپذیر به‌ عنوان منبع قابل توزیع برق دارد.

این صنعت می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را در بخش‌های حمل‌ونقل و نیرو که در حال‌ حاضر تقریبا ٤٠‌ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی را تشکیل می‌دهند، کاهش دهد.

در عین حال این صنعت ارزش‌ افزوده بسیار کلانی در بازار جهانی ایجاد می‌کند که به‌ همراه آن مشاغل خصوصی و اشتغال متنوعی ایجاد خواهد شد.

زنجیره ارزش باتری‌های لیتیوم یونی مراحل مختلفی از اکتشاف و استخراج مواد معدنی، فرآیندهای پالایش، تولید الکترود، سلول‌ها و باتری را به‌ صورت زنجیرگون شامل می‌شود و در هر کدام از مراحل این فرآیند ارزش‌ افزوده جدیدی خلق می‌شود.

پیش‌بینی می‌شود تا سال‌٢٠٣٠ ارزش‌ افزوده این صنعت به بیش از ٤٠٠‌ میلیارد دلار برسد. در این فرآیند، فرآوری مواد معدنی و سایر مراحل تولید باتری در اختیار بازیگران متفاوتی است.

استرالیا، شیلی و آرژانتین سه بازیگر اصلی در قسمت ابتدای زنجیر هستند و چین بازیگر اصلی در سمت میانی تا مرحله نهایی زنجیره ارزش است. ژاپن و کره‌ جنوبی و آمریکا، غول های الکترونیک نیز در بخش نهایی زنجیره ارزش، یعنی تولید سلول و باتری هستند. تنها به‌ عنوان یک تخمین ساده می‌توان گفت در یک سناریو جمعیت ایران در حال‌ حاضر بیش از یک درصد جمعیت جهان است و اگر تنها به اندازه یک درصد از بازار باتری‌های لیتیومی را در سال‌ ٢٠٣٠ نصیب خود کند، می‌تواند ارزش‌ افزوده ٤‌ میلیارد دلاری را برای اقتصاد کشور به‌ همراه داشته‌ باشد.

ارزش‌ افزوده‌ای که به واسطه طی زنجیره رسته‌ها و شغل‌های مختلف، بخش‌ خصوصی و نیروی کار ماهر را درگیر فرآیند تولید می‌کند و از این‌ رو ارزش‌ افزوده‌ای درونزا و ماندگار خواهد بود.

این در حالی است که توسعه روزافزون تولید و استفاده از ماشین‌های برقی در کنار تقاضای برق‌آسای استفاده از گوشی‌های تلفن‌ همراه، تبلت، لپ تاپ، دوربین که نیازمند منبع ذخیره انرژی به‌ ویژه از نوع لیتیومی هستند در کنار ضرورت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و حرکت به سمت انرژی‌های پایدار، اهمیت عنصر لیتیوم را روزبه‌روز افزایش داده‌ است.

تقاضای فزاینده برای باتری‌های لیتیومی در کاربردهای مختلف آن هم‌چون ذخیره‌سازی برق و مهم‌تر از همه وسایل نقلیه، تقاضا برای مواد معدنی ساخت این باتری‌ها را به‌ شدت افزایش داده و باعث شده‌ است که قیمت محصولات فرآوری‌ شده از آن به‌ شدت افزایش یابد که این افزایش تقاضا می‌تواند یک تغییر بازی در توسعه اقتصادی کشورهای دارای ذخایر این مواد معدنی باشد.

آمار‌ها و پیش‌بینی‌ها همگی حکایت از دو برابر‌شدن تقاضا برای لیتیوم تا سال‌ ٢٠٢٥ دارند.

برای درک اهمیت لیتیوم و ارزش اقتصادی آن برای ایجاد دستاوردهای بهتر در آینده، ورود به زنجیره‌های ارزش باتری‌های لیتیوم یونی در مراحل مختلف از اکتشاف و استخراج مواد معدنی، فرآیندهای پالایش، تولید الکترود، سلول‌ها و باتری، ضرورت می‌یابد.

با نگاهی به ظرفیت‌های ایران به لحاظ منابع طبیعی و ظرفیت‌های اکتشاف‌ شده معادن لیتیوم، در کنار ذخایر معدنی سایر مواد اولیه مورد‌نیاز در چرخه تولید باتری‌های لیتیوم یونی از جمله کبالت، مس، آلومینیوم، آهن، نیکل، منگنز و فسفات، می‌توان چشم‌اندازی برای ورود ایران به این زنجیره ارزش گسترده، ترسیم کرد، لذا نظر به ضرورت اقتصادی و محیط‌زیستی باتری‌های لیتیوم یونی برای آینده و منابع معدنی موجود، امکان توسعه زنجیره ارزش آن وجود دارد و می‌توان با پیوستن به این زنجیره، ارزش‌ افزوده بالایی برای رشد و توسعه کشور ایجاد کرد.

معاونت بررسی‌های اقتصادی اتاق بازرگانی تهران در گزارشی با عنوان «بررسی زنجیره ارزش لیتیوم در جهان؛ چالش‌ها و ظرفیت‌های ایران برای مشارکت در آن» ضمن بررسی زنجیره ارزش جهانی لیتیوم، ظرفیت‌های کشور، با تمرکز بر جایگاه ایران در این چرخه مورد بررسی قرارگرفته و در نهایت توصیه‌های سیاستی برای توسعه این زنجیره در کشور ارائه شده‌ است.

زنجیره ارزش باتری‌های لیتیوم یونی‌

زنجیره ارزش باتری‌های لیتیوم یونی مراحل مختلف از اکتشاف و استخراج مواد معدنی، فرآیندهای پالایش، تولید الکترود، سلول‌ها و باتری را به‌ صورت زنجیرگون شامل می‌شود و در هر کدام از مراحل این فرآیند، ارزش‌ افزوده جدیدی خلق می‌شود. در این فرآیند، فرآوری مواد معدنی و سایر مراحل تولید باتری در اختیار بازیگران متفاوتی است. استرالیا، شیلی و آرژانتین سه بازیگر اصلی در قسمت ابتدای زنجیره هستند و چین بازیگر اصلی در سمت میانی تا مرحله نهایی زنجیره ارزش است. ژاپن و کره‌ جنوبی، غول های الکترونیک نیز در بخش نهایی زنجیره ارزش، یعنی تولید سلول و باتری هستند.

ایران کشوری است که از یک‌سو واردکننده لیتیوم و همین طور باتری‌های لیتیومی است و از سوی دیگر به لحاظ منابع طبیعی دارای مزیت است؛ به‌ خصوص در مواد اولیه مورد‌ نیاز در چرخه تولید باتری‌های لیتیوم یونی شامل لیتیوم، کبالت، مس، آلومینیوم، آهن، نیکل، منگنز و فسفات دارای ذخایر معدنی است.

این واقعیت، پله اول در نردبان زنجیره ارزش است، بنابراین بر اساس اهمیت اقتصادی و محیط‌زیستی باتری‌های لیتیوم یونی برای آینده و منابع معدنی موجود، امکان توسعه زنجیره ارزش آن وجود دارد و با تکمیل آن، ارزش‌ افزوده بالایی برای رشد و توسعه کشور ایجاد خواهد شد. بر این اساس در ادامه این گزارش تلاش می‌شود تا زنجیره ارزش جهانی لیتیوم بررسی شود و سپس بر اساس جایگاه ایران در این چرخه، توصیه‌های سیاستی برای توسعه این زنجیره ارائه خواهد شد.

زنجیره ارزش لیتیوم

لیتیوم دارای ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی منحصر به‌ فردی است که آن را در بسیاری از پیشرفت‌های فناورانه از جمله صنعت باتری‌های قابل شارژ، قابل‌ استفاده کردن است. یک فلز قلیایی سفید مایل به خاکستری با درخشندگی فلزی در حالت خام است، اما بسیار واکنش‌پذیر است، به‌ سرعت به رنگ خاکستری نقره‌ای مات و سپس در هوا به دلیل اکسیداسیون سیاه می‌شود؛ آنقدر واکنش‌پذیر است که هرگز به شکل عنصری آن یافت نمی‌شود. لیتیوم رسانایی الکتریکی بالایی دارد و یکی از فلزاتی است که دارای بیشترین الکترونگاتیوی است. همچنین یک فلز بسیار سبک است که این خواص آن را برای استفاده در باتری‌های سبک وزن مناسب می‌کند.

لیتیوم به دلیل انقلاب باتری‌های لیتیوم یونی یکی از کالاهای مورد تقاضا در سراسر جهان است. (ANRC، ۲۰۲۱) مصرف لیتیوم برای باتری‌ها در سال‌های اخیر به‌ طور قابل‌توجهی افزایش یافته‌ است. زیرا باتری‌های لیتیومی قابل شارژ به‌ طور گسترده در بازار روبه‌رشد خودروهای الکتریکی و دستگاه‌های الکترونیکی قابل‌ حمل، ابزارهای الکتریکی و ذخیره‌سازی استفاده می‌شوند.

بر اساس مطالعات سازمان زمین‌شناسی ایالات‌ متحده، موارد مصرف به شرح زیر برآورد شدند:

باتری ٨٠‌ درصد؛ سرامیک و شیشه ٧‌ درصد؛ گریس‌های روان‌کننده ٤‌ درصد؛ پودرهای شار قالب ریخته‌گری ٢‌ درصد؛ تصفیه هوا یک درصد؛ پزشکی یک‌ درصد و موارد دیگر ٥‌ درصد؛ این در حالی است که در سال‌ ٢٠١٦، ٣٥‌ درصد لیتیوم در باتری‌سازی، ٣٢‌ درصد در صنعت سرامیک و شیشه و ٩‌ درصد در گریس به‌ کار برده می‌شدند.

بر اساس زنجیره ارزش لیتیوم، مشخص است که اکثر مصرف این ماده‌ معدنی در صنعت باتری‌سازی استفاده می‌شود و این سهم به‌ خاطر تقاضای روبه‌رشد باتری‌ها در حال افزایش است؛ در واقع می‌توان گفت برای درک زنجیره ارزش لیتیوم و ارزش اقتصادی که می‌تواند در آینده تولید کند بهتر است زنجیره ارزش باتری‌های لیتیوم یونی بررسی شود.

میزان مصرف باتری‌های لیتیوم یونی در جهان تا سال‌ ٢٠١٧ حدود ١٨٠ گیگاوات ساعت بوده ولی این میزان مصرف تا سال‌ ٢٠٢٢ حدود ٤‌ برابر شده و به ٧٠٠ گیگاوات ساعت رسیده است و پیش‌بینی می‌شود تا سال‌ ٢٠٢٥ به ١٧٠٠ و در سال‌ ٢٠٣٠ به ٤٧٠٠ برسد.

همچنین عمده مصرف باتری‌های لیتیوم یونی در وسایل الکترونیکی، گوشی‌های همراه و وسایل بازی بوده‌ است، اما پیش‌بینی می‌شود در کنار رشد تقاضای این وسایل، سهم وسایل نقلیه الکتریکی به بیش از ٥٠‌ درصد برسد. زنجیره ارزش باتری‌های لیتیوم یونی با اکتشاف مواد معدنی و سپس استخراج از معدن آغاز می‌شود.

سنگ معدن پس از استخراج و خرد‌کردن از طریق فرآیندهای پالایش می‌شود و سپس طی سپری کردن مراحل تولید الکترود، سلول‌ها و نهایتا باتری‌های مختلف تولید می‌شوند. این زنجیره را می‌توان به پنج مرحله تقسیم کرد:

١- انتهای بالادستی زنجیره ارزش شامل اکتشاف، استخراج و بهره‌برداری است که محصولات اصلی آن کنسانتره معدنی لیتیوم و کبالت و سایر کنسانتره‌های معدنی است که بخشی از یک جزء باتری را تشکیل می‌دهند.

٢- بخش میانی شامل فرآیندهای هیدرومتالورژیکی برای تولید کربنات لیتیوم و سایر فرآیندهای متالورژیکی برای سایر اجزای معدنی است. کبالت که محصول جانبی فلزات دیگر است، بسته به نوع فرآیند کانی اصلی، مسیر پردازش متفاوتی دارد. هر مسیری که دنبال شود، نتیجه هیدروکسید‌کبالت، کربنات لیتیوم یا هیدروکسید‌لیتیوم است.

٣- محصولات مرحله ٢ ماده‌ خام برای ساخت الکترود‌ها را تشکیل می‌دهند.

٤- الکترود‌ها در یک سلول جمع می‌شوند که ساده‌ترین واحد باتری است.

٥- مرحله پنج با بسته‌های سلولی متفاوت بسته به استفاده و مصرف نهایی، برای مصرف‌کننده طراحی می‌شود.

فرآوری مواد معدنی و سایر مراحل تولید باتری در اختیار بازیگران متفاوتی است.

استرالیا، شیلی و آرژانتین سه بازیگر اصلی در قسمت ابتدای زنجیره هستند و چین بازیگر اصلی در سمت میانی تا مرحله نهایی زنجیره ارزش (شامل پالایش، تولید الکتروشیمیایی و تولید سلولی) است. ژاپن و کره‌ جنوبی، غول های الکترونیک نیز در بخش نهایی زنجیره ارزش، یعنی تولید سلول و باتری هستند.

وضعیت ایران در ذخایر لیتیوم

گرچه لیتیوم، کبالت، منگنز، نیکل، آلومینیوم، گرافیت، آهن، مس و فسفات عناصر تولید باتری‌های لیتیوم یونی هستند، اما سه عنصر لیتیوم، کبالت و نیکل در این فرآیند از همه گران‌تر و با ارزش‌ترند.

کشورهای استرالیا، آرژانتین، شیلی، چین و آمریکا کشورهای تراز اولی هستند که ذخایر لیتیوم را در اختیار دارند. کنگو، استرالیا، کوبا و کانادا در ذخایر کبالت و استرالیا، برزیل و کانادا نیز در نیکل رتبه‌های بالایی دارند.

ایران نیز طبق گفته مقامات رسمی کشور جزو معدود کشورهای است که ذخایر لیتیوم کشف‌ شده دارد و گواهی کشف از وزارت صنعت، معدن و تجارت گرفته‌ است و ذخایر فلز در فاز‌ نیمه استحصال صنعتی قرار دارند.

در سال‌ ١٣٩٧ به نقل از مدیر اکتشافات سازمان ایمیدرو، محدوده‌هایی در شرق کشور (نخستین محدوده لیتیوم ایران) کشف شده‌است. در حال‌ حاضر اقدامات اکتشافی در زمینه استحصال این فلز با ارزش، با همکاری یک شرکت خارجی در سازمان مذکور در حال انجام است.

هر چند این اقدامات به‌ ویژه در سالیان اخیر شتاب بیشتری به‌ خود گرفته‌ است، اما کماکان نیاز به سرمایه‌گذاری و تخصیص منابع مالی از طرف نهادهای تصمیم‌گیرنده جهت اکتشاف این فلز با ارزش برای سالیان پیش‌ رو به‌ شدت ضروری است.

همچنین در سالیان اخیر مطالعاتی جهت استحصال لیتیوم از منابع شوراب‌های داخل کشور انجام شده‌است.

نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهد که استخراج فسفات لیتیم و کربنات لیتیوم امکان‌پذیر است. علاوه بر لیتیوم به‌ عنوان مهم‌ترین عنصر در تولید باتری‌های لیتیوم یونی، ایران هم‌اکنون ذخایرکبالت، منگنز، نیکل، آلومینیوم، آهن، مس و فسفات دارد که این مزیت باعث می‌شود تولید این باتری‌ها با هزینه بسیار کمی انجام شود.

با وجود اینکه مطالعات آماری مشخصی از میزان مصرف لیتیوم در داخل کشور وجود ندارد، اما روند روبه‌رشد تعداد شرکت‌های تولیدکننده تجهیزات الکترونیکی قابل‌ حمل، شرکت‌های تولیدکننده وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی در کشور حاکی از مصرف قابل‌ توجه این فلز در صنایع مذکور است.

از طرفی صنایع نظامی کشور به‌ عنوان قطب محرک و اثرگذار صنایع دیگر نیز در سالیان اخیر مطالعات زیادی در حوزه تولید باتری‌های لیتیومی و همچنین بازیافت منابع آن انجام داده‌اند، هرچند کماکان بحث واردات ماده‌ اولیه لیتیوم از کشورهای خارجی به‌ ویژه چین، مهم‌ترین معضل شرکت‌های مذکور است.

توصیه‌های سیاستی برای ایران

معاونت بررسی‌های اقتصادی اتاق بازرگانی تهران در ادامه توصیه‌های سیاستی برای کشور کرده‌ است. براین اساس با توجه با توجه به اینکه ایران هنوز منابع لیتیوم خود را استخراج نکرده است، بنابراین پیش از هر اقدامی لازم است که مطالعه دقیق و جامع زمین‌شناسی در مورد اکتشاف و شناسایی مناطق مستعد داخل کشور انجام شود.

انجام مطالعات پیش امکان‌سنجی برای استخراج لیتیوم: گرچه ایران پتانسیل قابل‌توجهی در منابع معدنی برای رقابت در مقیاس جهانی دارد، با این حال توسعه منابع معدنی باید مبتنی بر مدل‌های تجاری باشد که حداکثر سود را برای کشور فراهم کند.

مطالعات زنجیره ارزش تولید باتری در ایران بر اساس قیمت استخراج مواد اولیه و قیمت‌های جهانی‌: با توجه به اینکه ایران مواد تشکیل‌دهنده برای نمونه مختلف تولید باتری لیتیوم یونی را دارد و در حال‌ حاضر تولید این باتری‌ها به شکل محدودی انجام می‌شود، با این حال به‌ منظور شناسایی موانع و گلوگاه‌های عدم‌ توسعه این باتری‌ها، باید یک مطالعه تحلیل فنی برای ارزیابی آمادگی کشور و نحوه بهره‌مندی آن از بخش‌های مختلف زنجیره ارزش انجام شود؛ این مطالعه آمادگی کشور را بر اساس معیارهایی مانند نوآوری، افزایش سرمایه، تولید، انرژی و حاکمیت ارزیابی خواهد کرد؛ در واقع در این مطالعه علاوه‌ بر فرآیند اصلی استخراج تا فروش محصول نهایی، نیاز است قوانین و مقررات، توسعه نهادها، آموزش و زیرساخت‌های مورد‌نیاز نیز بررسی شوند.

ضرورت آموزش نیروهای متخصص‌: پس از مطالعات زنجیره ارزش و شناسایی نیازهای مختلف بخش صنعت در مراحل مختلف استخراج و تولید تا بازاریابی و فروش، ایران اگر قصد ورود به این حوزه را دارد باید از هم‌اکنون روی آموزش نیروهای تخصصی سرمایه‌گذاری کند به‌ خصوص در رشته‌های الکتروشیمی و سایر رشته‌های مرتبط با آن.

ارتقای ارتباط با سایر بخش‌های اقتصادی برای توسعه زنجیره ارزش باتری‌های لیتیوم یونی‌: تعامل بین بخش‌های مختلف اقتصاد و توسعه زنجیره ارزش باتری تنها در صورتی امکان‌پذیر است که کارکردهای نهادی دولت ارتقا یابند؛ شامل توسعه حکمرانی، سیاست‌های پولی و مالی، توسعه زیرساخت‌ها و لجستیک، شفافیت، آموزش و ارتباطات. اگر هر یک از این عملکردهای دولتی ضعیف باشند، فرآیند توسعه زنجیره ارزش ضعیف خواهند بود؛ در واقع کشور نیاز به پیاده‌سازی سیستم‌هایی دارد که از توسعه اقتصادی از سطح حکمرانی خوب شروع می‌شود.

ترویج سرمایه‌گذاری مشترک با شرکت‌های خارجی برای توسعه ذخایر و زنجیره ارزش: از آنجا‌ که این زنجیره ارزش نیازمند سرمایه‌گذاری، دانش و تکنولوژی بالاست لذا علاوه‌ بر توسعه موسسات مالی داخلی با قابلیت تامین مالی پروژه‌های عظیم، کشور باید از منابع خود برای ایجاد هم‌افزایی با تولید‌کنندگان عمده باتری استفاده کند.

دولت باید کارآفرینان محلی خود را تشویق کند تا با شرکت‌های با تجربه، سرمایه‌گذاری مشترک انجام دهند.

حمایت مالی، قانونی و مالیاتی از توسعه واحدهای تولید لیتیوم در داخل کشور نیز پیشنهاد شده‌است.

منبع: روزگار معدن