چالش‌های آینده سبز

به گزارش می‌متالز، در سال‌های اخیر کشور‌های توسعه‌یافته با تمرکز بر تولید خودرو‌های برقی، در پی آن هستند تا مسیر رسیدن به هدف «کربن صفر» را هموار سازند. با توجه به اینکه مواد اولیه تولید باتری این خودرو‌ها را محصولات معدنی تشکیل می‌دهند، بخش معدن جایگاه ویژه‌ای در معادلات جهانی پیدا کرده‌است.

در این بین، ایالات‌ متحده به‌ عنوان بزرگ‌ترین اقتصاد جهان، با چالش‌های جدی در حوزه تامین مواد اولیه روبه‌رو است. این کشور به‌ شدت به واردات مواد اولیه وابسته است و با کسری نیروی کار متخصص در حوزه معدن‌کاری روبه‌رو است. موسسه Global Business Reports در یک گزارش تحلیلی چالش‌های ایالات‌ متحده برای خودکفایی در تولید محصولات معدنی برای رسیدن به هدف جایگزینی انرژی‌های پاک را بررسی کرده‌است.

در سال‌ ۲۰۲۳، ایالات‌ متحده بالاترین سطح واردات مواد معدنی را ثبت کرد که نشان‌دهنده پایین‌ترین سطح ثبات زنجیره تامین در تاریخ است. طبق گزارش «خلاصه مواد معدنی ۲۰۲۳» که سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) منتشر کرده، این کشور بیش از ۵۰ درصد به ۵۱ ماده‌معدنی وابسته است. همچنین ایالات‌ متحده برای ۱۵ مورد از این ۵۱ ماده‌ معدنی به‌ طور کامل به واردات وابسته است و در ۱۲ مورد این نیاز وارداتی، «بحرانی» شناخته شده‌ است.

در سال‌ ۲۰۲۴ میلادی نیز وضعیت مشابه است؛ ایالات‌ متحده بیش از ۵۰‌ درصد به ۴۹ ماده‌ معدنی وابسته است و همچنان برای ۱۵ ماده‌ به‌ طور کامل به واردات وابسته است. برای اینکه این کشور بتواند به هدف «گذار به انرژی سبز» دست‌ یابد، تامین مواد تولید شده در داخل کشور بسیار ضروری است. دولت ایالات‌ متحده متعهد شده‌ است که تا سال‌ ۲۰۵۰ میزان انتشار کربن را به صفر برساند. برای این منظور لازم است سهم بازار خودرو‌های برقی در سال‌ ۲۰۳۰، به ۵۰‌ درصد افزایش یابد.

برای رسیدن به هدف «کربن صفر» ۹۰‌ درصد از تولید برق باید از فناوری‌های تجدیدپذیر تامین شود. بر اساس گزارش Benchmark Intelligence، برآورد می‌شود که تا سال‌ ۲۰۳۵، باید ۳۸۴ معدن برای تامین تقاضای خودرو‌های برقی و باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی، مورد بهره‌برداری قرار گیرد. در حال‌ حاضر چشم‌انداز نامساعد است؛ سهم سوخت‌های فسیلی از انرژی بین سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۲۲ تنها چهار‌ درصد کاهش‌ یافته‌ است.

بر اساس برخی گزارش‌ها، برای دستیابی به هدف کربن صفر، کشور‌های ثروتمندی مانند ایالات‌ متحده حداقل هزینه‌ای معادل ۲۰‌ درصد از تولید ناخالص داخلی سالانه خود را متحمل خواهند شد. بر اساس تولید ناخالص داخلی سال‌ ۲۰۲۳ ایالات‌ متحده، این رقم معادل ۵.۴۷‌ تریلیون دلار خواهد بود، با این‌ حال بر اساس گزارش سازمان زمین‌شناسی ایالات‌ متحده، استخراج فلزات و مواد معدنی در سال‌۲۰۲۳، بیش از ۱۸۵‌میلیارد دلار به تولید ناخالص داخلی آمریکا کمک کرد.

در شرایط فعلی، حجم مواد معدنی تولیدشده در آمریکا، متناسب با برنامه‌های بلند‌پروازانه دولت برای پیشبرد انتقال به انرژی سبز نیست. ایالات‌ متحده برای کل زنجیره تامین باتری و همچنین مواد لازم برای تولید انرژی تجدیدپذیر و فناوری‌های ذخیره‌سازی به واردات وابسته است. تنش‌های ژئوپلیتیک می‌تواند امید‌های ایالات‌ متحده را برای آینده‌ای پاک را با تهدید مواجه کند.

تاوانا بین، مدیرعامل گروه «منابع پاک آمریکایی» در رابطه با شرایط فعلی بازار مواد معدنی ایالات‌ متحده گفت: «به نفع ماست که بفهمیم چگونه می‌توانیم از منابع خود استفاده کنیم تا در وضعیتی قرار نگیریم که دیگران بتوانند دسترسی ما را تعیین کنند.»

یکی از مهم‌ترین فلزات مورد‌ نیاز برای تولید انرژی‌های پاک، مس است. وابستگی آمریکا به واردات مس، بین سال‌های ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴، بیش از ۵‌ درصد افزایش‌ یافته‌ است. این وابستگی احتمالا در سال‌های آینده بیشتر خواهد شد، زیرا تقاضای صنایع برای مس در سال‌های آینده به‌ مراتب بیشتر رشد خواهد کرد.

در حال‌ حاضر ایالات‌ متحده هم در تامین مس خام و هم در تامین مس تصفیه شده، با کمبود مواجه است. با وجود نقش حیاتی مس در تحقق هدف «گذار به انرژی سبز» وابستگی ۴۶‌ درصدی به واردات این فلز، باعث این نشده‌ است که دولت ایالات‌ متحده، مس را به‌ عنوان یک «ماده معدنی حیاتی» تعریف کند. سازمان زمین‌شناسی آمریکا، حتی درخواست دو حزبی برای اضافه‌ کردن مس به فهرست مواد معدنی حیاتی را رد کرده‌است.

نوادا؛ معدنی برای نسل‌های آینده

بازار‌های سرمایه به دلیل عملکرد ضعیف لیتیوم در ۱۲ ماه گذشته نسبت به سرمایه‌گذاری در بازار این فلز محتاط بوده‌اند. با وجود عدم‌ تمایل بخش خصوصی، دولت ایالات‌ متحده در بازار لیتیوم فعال است. در حالی‌ که بازار‌های سرمایه به‌ دنبال بازگشت سریع سرمایه هستند، دولت ایالات‌ متحده بر افق بلندمدت تمرکز دارد و لیتیوم را از منظر تقاضا برای «گذار به انرژی سبز» می‌بیند.

با توجه به زمین‌شناسی نوادا، این ایالت به‌ عنوان پیشرو در حوزه لیتیوم شناخته می‌شود، با این‌ حال قابلیت‌های پردازش لیتیوم در آمریکا کمتر از سطح مورد انتظار پیشرفت داشته‌ است. نوادا یکی از معدود نقاط روی کره‌ زمین است که دارای ذخایر قابل‌ توجه در عناصر معدنی مهم، برای استخراج و تولید نسل‌های آینده است.

فردریک اشتینمن، مدیر مرکز توسعه اقتصادی دانشگاه نوادا در رابطه با وضعیت معدن‌کاری در این ایالت گفت: «در حال‌ حاضر شکاف بزرگی در توانایی‌های پردازش وجود دارد. نوادا در حال‌ حاضر یک صادرکننده خالص سنگ‌ معدن خام به چین است.»

در سال‌ ۲۰۲۳، دانشگاه نوادا، از دولت آمریکا یک‌ میلیون دلار برای تامین مالی برنامه موتور‌های نوآوری منطقه‌ای NSF دریافت کرد.

اریکا هال، مدیر ارشد این برنامه در رابطه با این پروژه گفت: «ما شکاف‌های پردازش و تصفیه را شناسایی‌ کرده و در تلاش هستیم تا فناوری‌های جدید را وارد کنیم و فناوری‌های قدیمی را بهبود دهیم. ما با شرکت‌های سرمایه‌گذاری خطرپذیر همکاری می‌کنیم تا اطلاعات، دانش، پیچیدگی و حمایت لازم را برای حرکت به سمت تجاری‌سازی فراهم کنیم.» دولت بایدن - هریس اهدافی را برای اطمینان از اینکه ۵۰‌ درصد از فروش خودرو‌ها تا سال‌۲۰۳۰ برقی خواهند بود، تعیین کرده‌است.

ایالات‌ متحده قصد دارد سهم بازار خود را در حوزه باتری افزایش دهد؛ در راستای همین برنامه، طبق قانون زیرساخت‌های دوجانبه، وزارت انرژی آمریکا در سال‌های ۲۰۲۲ و ۲۰۲۳ مبلغ ۴.۶۲‌ میلیارد دلار به ۳۵ پروژه اعطا کرد که سه مورد از آنها در نوادا قرار دارند.

معجزه بازیافت

در ایالات‌ متحده، زمان لازم برای بهره‌برداری از یک معدن به ۲۹ سال‌ می‌رسد. این زمان‌بندی طولانی امکان «گذار به انرژی سبز» در آمریکا با استفاده از منابع داخلی را از بین می‌برد. در این بین، شرکت‌های بازیافت در حال ظهور هستند تا یک گزینه جایگزین ارائه دهند.

بر اساس برآوردها، در سطح جهانی حدود ۲۸۰‌ میلیارد تن باطله غیر‌فعال وجود دارد که تخمین‌زده می‌شود حاوی‌ تریلیون‌ها دلار ارزش از فلزات گران‌بها و استراتژیک باشد. مدیرعامل گروه «منابع پاک آمریکایی» در این رابطه گفت: «پردازش مجدد این مواد یک گزینه روشن است. بازگرداندن مواد معدنی و فلزاتی که روزی به‌ عنوان زباله درنظر گرفته می‌شدند به زنجیره تامین نه‌ تنها منابع ما را متنوع‌تر می‌کند، بلکه رسیدن آمریکا به هدف خودکفایی را نیز تسهیل می‌کند.

این تغییر می‌تواند صنعت معدن در ایالات‌ متحده را متحول کند، فرصت‌های شغلی ایمن‌تری ایجاد کند و آینده این بخش را دوباره تعریف کند.» در حال‌ حاضر، شرکت «منابع پاک آمریکایی» با باطله‌های موجود در املاک خود در ایالت نوادا فعالیت خود را آغاز کرده‌ است. به طور هم‌زمان، شرکت ABTC و شرکت Redwood در نوادا در حال بازیافت باتری‌ها هستند. با استخراج لیتیوم و بازیافت باتری‌ها، ABTC یک چرخه ایجاد‌ کرده‌ است.

رایان ملسرت، مدیرعامل شرکت «فناوری باتری آمریکایی» در رابطه با فرآیند بازیافت گفت: «دوره جدید انرژی با اقتصاد سنتی هیدروکربنی، جایی‌ که منابع تنها یک بار استفاده می‌شوند و به پایان می‌رسند، متفاوت است. برای عناصری مانند لیتیوم، داشتن همکاری متقابل‌ با تصفیه‌کنندگان، تولیدکنندگان و دیگر ذی‌نفعان به ما اجازه می‌دهد تا کنترل این مواد را به‌ طور نامحدود حفظ کنیم.»

علاوه بر باتری‌های لیتیومی، پنل‌های خورشیدی نوع دیگری از خوراک بازیافتی را فراهم می‌کنند.

کورداد‌و‌دی گاسپریس، رئیس اجرایی و مدیرعامل شرکت Comstock، در این رابطه گفت: «سالانه ۱۰۰‌ هزار‌ تن زباله پنل‌های خورشیدی که عمده آن در ایالت‌های کالیفرنیا، آریزونا و نوادا است، تولید می‌شود. تا سال‌۲۰۳۰، انتظار می‌رود این مقدار به یک‌ میلیون تن برسد.»

دی‌گاسپریس افزود: «ما ثابت می‌کنیم که می‌توانیم به طور اقتصادی ۱۰۰‌ درصد پنل‌های خورشیدی را بازیافت کنیم. این مواد شامل شیشه، سیلیس، آلومینیوم، مس و یک سنگ‌ معدنی با محتوای بالای نقره است.»

چالش نیروی انسانی

بخش معدن در آمریکا با مشکلاتی برای رسیدن به میزان تولید متناسب با هدف «گذار به انرژی سبز» روبه‌رو است. در این میان، یکی از چالش‌ها نقش محدود‌کننده بیشتری دارد. بر اساس گزارش مک کینزی، ۷۱‌ درصد از رهبران صنعت معدن اعتقاد دارند کمبود منابع انسانی مانع از تحقق اهداف تولید آنها می‌شود.

در حالی‌ که پیش‌بینی می‌شود صنعت معدن در آمریکا در ۲۰ سال‌ آینده، سالانه بین ۱۱ تا ۱۳‌ هزار شغل ایجاد کند، هر‌ ساله تمایل آمریکایی‌ها به فعالیت در بخش معدن کاهش می‌یابد. در آوریل ۲۰۲۳، بخش معدن ایالات‌ متحده ۳۶‌ هزار فرصت شغلی خالی داشت.

همچنین بین سال‌های ۲۰۱۵ و ۲۰۲۲ فارغ‌التحصیلان معدن در ایالات‌ متحده ۳۹‌ درصد کاهش‌ یافته‌اند. بسیاری از دانشجویان آمریکایی با بخش معدن آشنایی ندارند و در تصور یک حرفه در این حوزه دچار مشکل هستند. این کمبود نیروی کار یک چالش فوری را به‌ وجود می‌آورد.

طبق گزارش انجمن معدن، متالورژی و اکتشاف آمریکا، انتظار می‌رود حدود ۲۲۰‌ هزار کارگر معدن ایالات‌ متحده تا سال‌ ۲۰۲۹ بازنشسته شوند. این خروج گسترده، شکاف قابل‌توجهی در دانش و مهارت ایجاد خواهد کرد که باید به آن توجه شود؛ به‌ ویژه با توجه به اینکه تقاضا برای مواد معدنی مهم مانند لیتیوم، کبالت و عناصر نادر همچنان در حال افزایش است.

کمبود نیروی انسانی، بر کل زنجیره ارزش معدن، از اکتشاف تا مهندسی و عملیات تاثیر می‌گذارد. طبق گزارش شورای بین‌المللی معدن و متالورژی (ICMM)، تغییرات تکنولوژی و حرکت بنگاه‌های اقتصادی به سمت اتوماسیون و دیجیتالی‌سازی نیازمند مهارت‌های بسیار تخصصی است که شکاف نیروی انسانی را بیشتر می‌کند.

نقش‌های جدیدی مانند دانشمندان داده، تحلیل‌گران جغرافیایی و متخصصان هوش‌ مصنوعی (AI) به‌ طور فزاینده‌ای حیاتی می‌شوند. راب هاردمن، رئیس و مدیرعامل شرکت Maptek در این رابطه گفت: «نبود نیروی کار متخصص در بخش معدن باعث‌ شده که از داده‌های موجود در این بخش به‌ صورت بهینه استفاده نشود.»

در سپتامبر ۲۰۲۳، کمیته سنا در امور انرژی و منابع طبیعی، قانون «مدارس معدن ۲۰۲۳» را معرفی کرد. بر اساس این قانون، دولت آمریکا بین سال‌های ۲۰۲۴ تا ۲۰۳۱، سالانه ۱۰‌ میلیون دلار، به یک برنامه کمک هزینه برای مدارس معدن اختصاص خواهد داد تا از این طریق دانشجویان بیشتری در رشته‌های مرتبط با معدن جذب دانشگاه‌های آمریکایی شوند.

محققان اعتقاد دارند؛ برای حل مشکل کمبود نیروی انسانی در بخش معدن آمریکا، باید تغییرات را از مدارس آغاز کرد. تحقیقات نشان‌ داده‌اند که آگاهی از مشاغل معدنی به‌ شدت کم است. بر اساس یک نظرسنجی، ۶۰‌ درصد از معلمان علوم آمریکایی احساس می‌کنند که به دلیل کمبود دانش لازم، نمی‌توانند دانش‌آموزان را برای ورود به بخش معدن راهنمایی کنند. برای مقابله با این موضوع، دولت آمریکا آکادمی معلمان معدن و مواد معدنی را برای معلمان علوم مدارس متوسطه راه‌اندازی کرده‌ است.

با این حال، فناوری می‌تواند به پر‌ کردن این خلأ رو به گسترش کمک کند. بنیان‌گذار، رئیس و مدیرعامل گروه معدن ترنر، در این رابطه گفت: «امسال ما در مسیر دریافت بیش از ۲۰‌ هزار درخواست شغلی هستیم که افزایش قابل‌توجهی نسبت به ۱۱‌ هزار درخواست در سال‌ گذشته داشته‌ است. این افزایش نشان‌دهنده تلاش‌های ما در رسانه‌های اجتماعی است؛ نه‌ تنها برای ترویج برند خود، بلکه برای برجسته‌ کردن فرصت‌ها در بخش معدن، به‌ ویژه در ایالات‌ متحده.» در نهایت می‌توان گفت، ایالات‌ متحده باید هرچه سریع‌تر بر خودکفایی در مواد معدنی ضروری تمرکز کند.

برای این منظور افزایش تولید داخلی، پیشبرد نوآوری در بازیافت و پر‌ کردن شکاف رو به افزایش نیروی انسانی ضروری به‌ نظر می‌رسد. این اقدامات برای تثبیت جایگاه آمریکا در گذار جهانی به انرژی‌های سبز و تضمین ثبات اقتصادی و استراتژیک حیاتی هستند.

منبع: روزگار معدن