به گزارش پیام آوران معدن و فولاد: تجهیزات فرسوده انرژی از باتری و پنل خورشیدی تا توربین بادی و شبکه برق، با توسعه فناوری‌های بازیافت به منبعی برای تأمین بخشی از مواد معدنی مورد نیاز گذار انرژی تبدیل می‌شوند.
گذار انرژی در کنار افزایش تقاضا برای مواد معدنی حیاتی، به‌تدریج منبع تازه‌ای برای تأمین بخشی از این مواد ایجاد می‌کند. باتری‌های فرسوده، پنل‌های خورشیدی، پره‌های توربین‌های بادی و تجهیزات قدیمی شبکه برق که پیش از این عمدتاً به‌عنوان پسماند شناخته می‌شدند، اکنون به ذخایری از مس، لیتیوم، نقره، سیلیکون، آلومینیوم و دیگر مواد اولیه تبدیل شده‌اند. توسعه فناوری‌های بازیافت نیز امکان بازیابی حجم بیشتری از این مواد و بازگرداندن آنها به چرخه تولید را فراهم کرده است.
اهمیت این روند از آنجا ناشی می‌شود که فناوری‌های انرژی پاک به مواد معدنی بسیار بیشتری نسبت به سامانه‌های سنتی انرژی نیاز دارند. آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) نیز پیش‌بینی کرده است تقاضا برای مواد معدنی مورد نیاز گذار انرژی در سال‌های آینده افزایش یابد؛ در حالی که توسعه معادن جدید، احداث واحدهای فرآوری و ایجاد زیرساخت‌های مرتبط، فرایندی زمان‌بر است. به همین دلیل، بازیابی مواد موجود در تجهیزات از رده خارج‌شده می‌تواند به یکی از منابع مکمل تأمین مواد اولیه تبدیل شود.
باتری‌ها؛ منبع جدید لیتیوم، نیکل و کبالت
صنعت باتری یکی از روشن‌ترین نمونه‌های تغییر رویکرد نسبت به تجهیزات فرسوده است. در سال‌های گذشته، تمرکز اصلی زنجیره تولید باتری بر دسترسی به لیتیوم، نیکل، کبالت و گرافیت استخراج‌شده از معادن بود، اما با افزایش تعداد باتری‌های مصرف‌شده، بازیابی این مواد اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
شرکت آمریکایی Redwood Materials اعلام کرده است، بیش از ۹۵ درصد لیتیوم، نیکل، کبالت و مس موجود در باتری‌های قدیمی و ضایعات تولید را بازیابی می‌کند. این شرکت سالانه بیش از ۲۰ گیگاوات‌ساعت باتری لیتیوم‌یونی را بازیافت و بیش از ۶۰ هزار تن مواد حیاتی تولید می‌کند.
با ورود نخستین نسل از حجم گسترده باتری‌های خودروهای برقی به پایان عمر مفید، انتظار می‌رود میزان مواد قابل بازیافت افزایش یابد. برآورد آژانس بین‌المللی انرژی نشان می‌دهد افزایش بازیافت می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد تقاضای جهانی برای لیتیوم، نیکل و کبالت را تأمین کند.
در اروپا نیز که الزامات گسترده‌ای برای بازیافت مواد در نظر گرفته شده است، برآوردها نشان می‌دهد مواد بازیافتی در سال ۲۰۳۰ می‌توانند حدود ۱۵ درصد عرضه لیتیوم، نیکل و منگنز و نزدیک به ۲۵ درصد عرضه کبالت را تشکیل دهند.
پنل‌های خورشیدی؛ ذخیره‌ای از نقره و سیلیکون
پنل‌های خورشیدی نیز می‌توانند بخشی از مواد اولیه مورد نیاز نسل آینده این صنعت را تأمین کنند. با وجود توسعه سریع ظرفیت خورشیدی، بازیافت پنل‌های فرسوده تاکنون عمدتاً بر شیشه و آلومینیوم متمرکز بوده و بازیابی موادی مانند، نقره و سیلیکون به دلیل هزینه و پیچیدگی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
فناوری‌های جدید در حال تغییر این وضعیت هستند. پژوهشگران سازمان تحقیقات علمی کاربردی هلند یک فرایند بازیافت مبتنی بر لیزر توسعه داده‌اند که می‌تواند سیلیکون را با خلوص حداکثر ۹۹.۹۹۸ درصد و نقره را با خلوص ۹۹.۷ درصد بازیابی کند. نرخ بازیابی مواد در این فرایند حدود ۹۷ درصد اعلام شده است.
در استرالیا نیز پژوهشگران دانشگاه نیوکاسل با استفاده از روش فلوتاسیون، که پیش‌تر در صنعت معدن کاربرد داشته است، موفق به بازیابی تقریباً تمام نقره موجود در پنل‌های فرسوده شده‌اند و معتقدند این روش قابلیت استفاده در مقیاس صنعتی را دارد.
برآورد Rystad Energy نشان می‌دهد ارزش مواد قابل بازیابی از پنل‌های خورشیدی می‌تواند از حدود ۲ میلیارد دلار در شرایط فعلی به حدود ۸۰ میلیارد دلار تا سال ۲۰۵۰ افزایش یابد. این مؤسسه همچنین برآورد کرده است بازیافت پنل‌های نصب‌شده در سال ۲۰۲۰ تا سال ۲۰۳۵ می‌تواند به‌طور بالقوه ۸ درصد پلی‌سیلیکون، ۱۱ درصد آلومینیوم، ۲ درصد مس و ۲۱ درصد نقره مورد نیاز برای تولید پنل‌های خورشیدی را تأمین کند.
پره‌های بادی در خدمت صنایع
پره‌های توربین‌های بادی به دلیل استفاده از مواد کامپوزیتی، همواره یکی از دشوارترین اجزای این تجهیزات برای بازیافت بوده‌اند. با این حال، فناوری‌های جدید امکان استفاده مجدد از آنها در صنایع دیگر را فراهم کرده است.
شرکت فرانسوی Veolia پره‌های فایبرگلاس را خرد کرده و به موادی تبدیل می‌کند که در کوره‌های سیمان می‌توانند جایگزین بخشی از زغال‌سنگ، سیلیس و سنگ‌آهک شوند. شرکت آمریکایی Regen Fiber نیز از مواد حاصل از پره‌های فرسوده برای تولید الیاف تقویت‌کننده مورد استفاده در بتن، آسفالت و مواد کامپوزیتی بهره می‌گیرد.
بر اساس تحلیل شرکت Quantis، استفاده از یک پره خردشده ۷ تنی در کوره سیمان می‌تواند مصرف زغال‌سنگ را ۵ تن کاهش دهد و نیاز به ۲.۷ تن سیلیس، ۱.۹ تن سنگ‌آهک و نزدیک به یک تن سایر مواد معدنی را از بین ببرد.
شبکه برق؛ مخزن دیگری برای فلزات
نوسازی شبکه‌های برق نیز ظرفیت قابل توجهی برای بازیابی مواد معدنی ایجاد می‌کند. توسعه شبکه برای اتصال نیروگاه‌های تجدیدپذیر، برقی‌سازی حمل‌ونقل و پاسخ به رشد تقاضای برق، نیازمند مقادیر زیادی مس، آلومینیوم و فولاد است؛ در حالی که بخشی از این مواد همین حالا در زیرساخت‌های قدیمی شبکه وجود دارد.
با تعویض ترانسفورماتورها، پست‌ها و تجهیزات خطوط انتقال، مس، آلومینیوم، فولاد و سایر اجزا می‌توانند بازیابی و دوباره وارد چرخه تولید شوند. شرکت آمریکایی Nucor نیز مراکز تخصصی برای بازیافت تجهیزات از رده خارج‌شده ایجاد کرده و اعلام کرده است این مراکز می‌توانند میزان بازیابی مس و دیگر فلزات غیرآهنی مورد استفاده در ساخت تجهیزات جدید شبکه را دو برابر کنند.
در مجموع، توسعه بازیافت به این معنا نیست که نیاز به استخراج مواد معدنی جدید از بین خواهد رفت؛ زیرا رشد تقاضای جهانی همچنان به توسعه معادن نیاز دارد. با این حال، افزایش بازیابی تجهیزات فرسوده می‌تواند سهم مواد اولیه ثانویه را در زنجیره تأمین بیشتر کند. به این ترتیب، بخشی از زیرساختی که امروز برای گذار انرژی ساخته می‌شود، در آینده به منبعی برای تأمین مواد اولیه نسل بعدی تبدیل خواهد شد؛ روندی که می‌تواند فشار بر منابع معدنی، هزینه‌های استخراج و وابستگی به مواد خام بکر را کاهش دهد.
