صنایع معدنی ایران، برگ برنده تولید خودرو برقی/ کسب ارزش افزوده با سیاست‌گذاری درست معدن

به گزارش می متالز، رضا محمدی، سرپرست تیم دانشجویی انجمن مهندسی متالورژی و مواد ایران معتقد است که نیازسنجی جهانی، عنصری است که برای تولیدات صنایع معدنی باید مدنظر قرار گیرد. خودروی برقی در سال 2025 یکی از پرطرفدارترین خودروهایی خواهد بود که ارزش افزوده بالایی را نصیب تولیدکنندگان و زنجیره تولید مواد اولیه آن قرار خواهد داد. امروز یکی از ملزومات تولید خودروی برقی، از معدن استخراج می‌شود. ایران به عنوان یکی از صاحبان معادن بزرگ، مواد اولیه مورد نیاز صنایع خودروسازی را در اختیار دارد و با برنامه‌ریزی صحیح و سیاست گذاری دقیق می‌تواند تولیدات صنایع معدنی را به سمت و سویی پیش برد که هم نیاز جهانی را بر طرف و هم منابع ارزی کشور را تامین کند.

اهمیت خودروهای برقی در جهان امروز

رضا محمدی در ارتباط با اهمیت خودروهای برقی گفت: صنعتی شدن جوامع بشری با سرعت بالایی در حال رشد و توسعه است. امروزه دنیا و محیط زیست انسان‌ها در نتیجه افزایش شهرنشینی و استفاده از انرژی‌های تجدیدناپذیر مورد تخریب  قرار گرفته است. همچنین وسایل نقلیه به دلیل مصرف تقریبا نیمی از منابع تجدیدناپذیر تولیدی دنیا، در تخریب محیط‌زیست از اهمیت بسزایی برخوردار هستند. در سال‌های اخیر افزایش دمای کره زمین و تاثیر گازهای گلخانه‌ای در سلامتی باعث شده تا انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک مورد توجه قرار گیرند. به عبارت دیگر، برای کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای و حفظ محیط زیست، خودروهای برقی از جایگاه ویژه‌ای برخوردارند.

رییس هیات مدیره یک شرکت در زمینه صنایع نسوز ادامه داد: خودروهای برقی در کنار موضوعاتی همچون مواد پیشرفته، هوشمندسازی معادن و اینترنت اشیا از جمله عوامل تاثیر‌گذار بر کل جهان است. اخیرا در قوانین و سیاست‌گذاری کشورها، استفاده از خودروهای دیزلی و احتراقی در آینده نزدیک ممنوع شده است. لذا برای افزایش رشد تولید و استفاده از خودروهای برقی، دولت‌ها از طرح‌ها و سیاست‌هایی همچون معافیت معالیاتی برای تولیدکنندگان و یارانه برای خریداران خودرو برقی در نظر گرفته‌اند.

خودروهای قابل شارژ و انرژی‌های تجدیدپذیر

محمدی افزود: اولین خودرو برقی در کشور آمریکا قرن 19 طراحی و ساخته شد. اما این خودرو به دلیل قیمت بالا، سرعت پایین و نبود امکانات زیربنایی نتوانست با خودروهای دیزلی  رقابت کند. در قرن 21 برای کاهش استفاده از منابع هیدروکربنی، خودروهای برقی دوباره به صحنه رقابت با خودروهای احتراقی وارد شدند. آمارها نشان می‌دهد که تعداد خودروهای برقی در 20 سال اخیر با شیب مثبت همراه بوده است. علاوه بر سیاست‌گذاری دولت‌ها، پیشرفت‌های خودروسازی در تولید خودروهای برقی با سرعت بالا، قیمت پایین، مدت شارژ کمتر و برد مسافتی بالا در افزایش خرید مزیت بر علت شده است.

وی تصریح کرد: کاهش قیمت تولید منابع تجدیدپذیر و هزینه ساخت باتری‌های لیتیومی از جمله عوامل بسیار مهم در تولید خودروهای برقی است. هزینه ساخت باتری‌های لیتیومی در سال 2010 میلادی تقریبا 1200 دلار بود، این درحالی است که این عدد در سال 2018 میلادی به زیر 200 دلار رسید. براساس پیش‌بینی‌ها هزینه تولید باتری‌های لیتومی در سال 2024 میلادی 100 دلار و در سال 2030 میلادی به  60 دلار خواهد رسید.

چشم انداز تعیین شده برای خودروهای قابل شارژ

محمدی تاکید کرد: براساس آمارهای منتشر شده فروش خودروهای برقی در سال 2017 میلادی نسبت به سال 2018، 54 درصد رشد داشته و تعداد یک میلیون خودرو سواری برقی وارد بازار شده است. هم چنین در سال 2018 میلادی این افزایش تقریبا 45 درصد بوده است. پیش بینی‌ها نشان می‌دهد با افزایش هرچه بیشتر صنایع خودروسازی در تولید خودروی برقی، تعداد 340 میلیون خودرو برقی در سال 2030 وارد بازار خودروهای سواری می‌گردد. به عبارت دیگر، از هر 5 خودرو سواری یک خودرو برقی خواهد بود. علاوه بر این روند فروش خودروهای دیزلی از سال 2025 میلادی رو به کاهش خواهد رفت. علاوه بر خودروهای سواری، استفاده از انرژی‌های تجدید‌پذیر در وسایل نقلیه عمومی و سنگین نیز به کار گرفته شده است که بسیاری از خودروسازان مطرح دنیا همچون نیسان، تویوتا، فورد و.. نمونه اولیه از وسایل نقلیه عمومی برقی را وارد بازار کرده‌اند.

چین پیشتاز در استفاده از صنایع معدنی در اتومبیل سازی

این کارآفرین نمونه شهر میانه در بیان داشت: در بین کشورهای پیشرفته، کشور چین گوی سبقت را از بقیه کشورهای توسعه یافته در استفاده از وسایل نقلیه عمومی برقی  ربوده است. همچنین خودروهای برقی سنگین به دلیل پایین بودن آلایندگی صوتی و زیست‌محیطی، برای استفاده در معادن بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. اولین کامیون برقی در معادن نیکل فنلاند استفاده شد و تعداد زیادی از این کامیون‌ها برای سال‌های آینده میلادی به شرکت سازنده سفارش داده شد.

جایگاه ایران در خودرو برقی کجاست؟

عضو کمیته متالورژی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه تهران  اظهار کرد: با توجه به روند رو به رشد تولید خودروهای برقی در دنیا، ایران هنوز برنامه‌ مشخصی برای توسعه خودروهای برقی ندارد. برخی خودروهای غیرتجاری همچون " یوز " دانشگاه آزاد قزوین، " قاصدک نصیر" دانشگاه خواجه نصیر و نمونه‌های دیگری در دانشگاه تهران و صنعتی شریف ساخته شده است ولی به دلیل عدم توجه و پیگیری‌های لازم در حد نمونه باقی مانده‌اند.

نیاز مسلم خودروهای برقی به معدن

محمدی اضافه کرد: تغییر رویکرد جهانی در خصوص ناوگان حمل و نقل، فرصت و چالش‌هایی در آینده نزدیک را سبب خواهد گردید که یکی از چالش های بسیار مهم، در حوزه تامین مواد اولیه خودروسازان دنیا برای تولید خودروهای برقی است. خودروهای برقی از دو جنبه صنایع معدنی دنیا رو تحت تاثیر خواهد گذاشت. اولین چالش خودروهای برقی، باتری‌های لیتیومی است که به دلیل انرژی ذخیره شده بالایی که دارند بسیار مورد توجه قرارگرفته‌اند.

این کارشناس مواد و متالورژی ادامه داد: دومین چالش کاهش وزن خودروهای تولیدی جهت کاهش میزان مصرف است. فراگیر بودن استفاده از خودروهای برقی و کاهش وزن خودروها باعث تغییر ناگهانی ارزش افزوده بسیاری از فلزات خواهد شد چراکه باتری‌های لیتیومی از عناصر لیتیم، کبالت، نیکل، منگنز و ترکیبات آن‌ها تشکیل شده است. باتری‌های لیتیومی وارد بازار شده از برد 600-400 کیلومتری برخوردار هستند.

تقاضا برای خودروهای قابل شارژ با الکتریسیته و توسعه معادن

وی مطرح کرد: برد مسافتی خودروهای قابل شارژ با الکتریسیته به سرعت در حال افزایش بوده و شرکت تسلا برای ساخت باتری‌های لیتیومی با برد مسافتی 1000 کیلومتر و شارژ سریع اقدامات بسیار جالب توجهی انجام داده است. با افزایش تقاضا برای خرید خودروهای قابل شارژ، میزان تقاضا برای مواد اولیه که پایه آن معدن است به صورت چشمگیری افزایش خواهد یافت.

آمار جالب ارزش بازار جهانی فلزات

محمدی افزود: براساس آمار ارزش بازار جهانی فلزات لیتیم، کبالت و نیکل در سال 2019 میلادی تقریبا 5 میلیارد دلار بوده در حالیکه این عدد در سال 2030 میلادی 27 برابر خواهد شد. به عبارت دیگر، خودروهای قابل شارژ دارای بازار مصرف بسیار وسیعی خواهند بود.

عضو کمیته متالورژی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه تهران یادآور شد: پیش‌بینی‌ها بیانگر آن است که میزان کبالت مورد نیاز در سال 2025 میلادی نسبت به کبالت تولیدی در سال 2017(136 هزار تن) برای ساخت باتری‌های لیتیومی حدودا دو برابر خواهد شد.

وی افزود: عمده کبالت تولیدی در دنیا محصول جانبی تولید مس و نیکل است و برای افزایش دو برابری میزان تولید کبالت در سال 2025 میلادی نسبت به سال 2017، باید سرمایه گذاری‌های کلانی در زمینه اکتشاف و استخراج مس و نیکل در کل دنیا صورت بگیرد. همچنین منابع متعددی برای معادن کبالت در کشور ایران وجود دارد که هنوز اقداماتی در خصوص اکتشافات این عنصر صورت نگرفته است.

کارآفرین نمونه میانه با بیان اینکه در حال حاضر تقریبا سه درصد از نیکل کلاس یک تولیدی در ساخت باتری‌های لیتیومی مورد استفاده قرار می‌گیرد، گفت: این عدد در سال 2025 میلادی به 40 درصد خواهد رسید. میزان تقاضا نیکل کلاس یک در سال 2025 برای ساخت باتری‌های لیتیومی، نسبت به سال 2019 تقریبا 5 برابر خواهد شد. لازم به ذکر است که چندین معدن غیر فعال نیکل در استان اصفهان و فارس وجود دارد.

عضو کمیته متالورژی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه تهران اظهار کرد: سازمان‌های ذیربط علاوه بر اکتشافات جدید می‌توانند با سرمایه‌گذاری بخش خصوصی و دولتی به تولید نیکل از معادن غیر فعال اقدام و از محصول جانبی آن برای تولید کبالت مورد تقاضا استفاده کنند.

محمدی اذعان کرد: میزان تقاضای مس تولیدی در سال 2027 نسبت به 2019 میلادی، تقریبا 2/5 درصد افزایش خواهد داشت. به عبارت دیگر، با در نظر گرفتن 21 میلیون تن مس تولیدی در سال 2019 میلادی، بایستی 530 هزار تن میزان تولید مس در دنیا افزایش یابد.

وی خاطر نشان کرد: در حال حاضر کشور ایران با تولید 250 هزار تن مس سهمی، تقریبا 1/1 درصدی از بازار دنیا را داراست. ایران با داشتن تقریبا سه درصد از ذخایر مس دنیا پتانسیل فراوانی برای سرمایه‌گذاری تولید مس برخوردار است. همچنین با افزایش تولید مس می‌توان از محصول جانبی آن فلز کبالت تولید کرده و سهمی از بازار کبالت دنیا برای ساخت باتری‌های لیتیومی در سال 2030 را به خود اختصاص دهد.

تولید باتری‌های لیتیومی در 2025

این پژوهشگر حوزه مواد و متالورژی گفت: براساس آمارها نزدیک به 76 درصد لیتیوم تولیدی در سال 2025 در باتری‌های لیتیومی استفاده خواهد شد و رشد 600 درصدی نسبت به سال 2017 میلادی را شاهد خواهد بود. یکی از چالش‌های بسیار مهم در حوزه فلز لیتیوم مربوط به عمده تولید لیتیوم در کشورهای فاقد ثبات سیاسی (شیلی، بولیوی و آرژانتین) است.

وی افزود:عدم ثبات سیاسی کشورها می‌تواند تعادل عرضه و تقاضای لیتیوم را در دنیا دگرگون کند. مطالعات بسیاری برای استخراج لیتیوم از منابع شوربه‌ای کشور انجام شده است و به دلیل عدم حمایت‌های سازمانی در حد مطالعه باقی مانده است.

عناصر و آلیاژها وسیله رقابت تنگاتنگ برای کم کردن وزن خوروها

این دانشجوی دوره دکتری دانشگاه صنعتی شریف بیان داشت:  کم کردن وزن خودروهای برقی هدف بسیاری از خودروسازان مطرح جهانی است. بدنه و قسمت‌های خودروهای برقی از عناصر و آلیاژهای مختلفی ساخته شده است. در بین عناصر استفاده شده در بدنه خودروهای برقی رقابت تنگاتنگی بین آلومینیوم و فولاد وجود دارد. علیرغم دانسیته بسیار پایین آلومینیوم نسبت به فولاد این فلز به دلیل قیمت بسیار بالاتر از فولاد برای ساخت خودروهای برقی مقرون به صرفه نیست.

براساس پیش‌بینی‌ها، استفاده از آلومینیوم در سال 2025 میلادی در صنعت خودرو رشد 100 درصدی خواهد داشت و به عدد 1/5 میلیون تن خواهد رسید.

استفاده از فولاد استحکام بالا با دانسیته کم در صنعت خودروسازی

وی افزود: در حال حاضر استفاده از فولاد استحکام بالا با دانسیته کم در صنعت خودروسازی بسیار مورد توجه قرار گرفته است و توسعه فولادی مستحکم با دانسیته کم می‌تواند ارزش افزوده بالایی برای کشورهای تامین کننده به همراه داشته باشد. برند معروف تسلا نشان داده است استفاده از فولادی با دوبرابر استحکام کششی می‌تواند کاهش وزن خودرو را در نتیجه کاهش ضخامت بدنه به همراه داشته باشد. به عبارت دیگر، کاهش 30 درصدی وزن خودرو سبب افزایش بهره‌وری و کاهش میزان مصرف خودرو می‌گردد.

رضا محمدی در ادامه اضافه کرد: ایران از نظر ذخایر منابع معدنی در دنیا از رتبه بسیار مناسبی برخوردار است و دارای ذخایر معدنی فراوانی است. علیرغم عدم توسعه خودروهای برقی در ایران، توسعه خوردوهای برقی در دنیا می‌تواند برای صنایع معدنی ایران بسیار حائز اهمیت باشد. به عبارت دیگر، با تعیین سیاست‌های مناسب در جهت تولید عناصر حائز اهمیت خودروهای قابل شارژ، در سالیان آتی می‌تواند ارزش افزوده بالایی را برای کشور به همراه داشته باشد.