رواد إعادة التدوير يتسابقون لسد فجوة المعادن النادرة

كيف يمكن للغرب أن يتخلص من اعتماده على الصين في الحصول على مغناطيسات المعادن النادرة؟

اكتسب هذا السؤال إلحاحًا جديدًا بعد أن فرضت الصين قيودًا على الصادرات في وقت سابق من هذا العام، ما أحدث صدمةً في سلاسل التصنيع الغربية.

تسارعت وتيرة بناء سلاسل توريد محلية من المناجم إلى المغناطيس، ولا سيما في الولايات المتحدة، حيث تستحوذ وزارة الدفاع على حصة مباشرة في شركة إم بي ماتيريالز، المشغلة لمنجم المعادن النادرة الوحيد في البلاد، وتضمن سعرًا أدنى لمنتجاتها.

لكن جزءًا من الحل يكمن في كل مكان حولنا، متمثلًا في أجهزة الكمبيوتر المحمولة القديمة، والأدوات الكهربائية، والهواتف الذكية.

نظرًا لأهمية المعادن النادرة في عالمنا التكنولوجي المتقدم اليوم، فمن المدهش أن أقل من 1 % منها يُعاد تدويرها. قد يتغير هذا الوضع قريبًا.

الإنجازات التقنية

يعكس انخفاض معدل إعادة التدوير مزيجًا من التحديات التكنولوجية والاقتصادية. قد يكون تفكيك محركات المغناطيس، وإزالة العناصر الأرضية النادرة، وإعادة معالجتها عمليةً يدويةً مكثفةً للطاقة. وغالبًا ما يكون تركيز العناصر الأرضية النادرة في المنتج النهائي منخفضًا جدًا لدرجة أنه لا يستحق العناء.

على سبيل المثال، تقوم آلات تقطيع السيارات بنزع النحاس والألمنيوم من المركبات التي انتهت صلاحيتها، لكن العناصر الأرضية النادرة تنتهي في مصانع الصلب، حيث تُفقد في خبث المعادن، وتُدفن في مكبات النفايات. ومع ذلك، يبدو أن عديدا من الشركات قد استطاعت حل المشكلة باستخدام مجموعة من التقنيات.

أعلنت شركة "سايكليك ماتيريالز" الكندية في يونيو عن استثمار بقيمة 25 مليون دولار في منشأة لإعادة التدوير في أونتاريو لتحويل 500 طن متري سنويًا من المواد الخام الغنية بالمغناطيس إلى أكسيد مختلط من العناصر الأرضية النادرة.

أبرمت شركة سايكليك صفقات لتوريد محركات منتهية الصلاحية مع شركة لايم، الشركة المطورة للدراجات الكهربائية المشتركة واسعة الانتشار، وشركة سينتيك، الشركة الرائدة في المملكة المتحدة في مجال استعادة السيارات.

لا تقتصر تقنيات التفكيك والمعالجة الخاصة على استعادة المعادن النادرة فحسب، بل تشمل أيضًا جميع المعادن الأخرى مثل النحاس، والتي ستُرسل إلى مصهر هورن التابع لشركة جلينكور في كيبيك لتكريرها وتحويلها إلى كاثود.

تزعم الشركة، التي حصلت هذا الشهر على منحة قدرها مليونا دولار من وزارة الدفاع، أن تقنيتها تستهلك طاقة أقل بنسبة 75% وتُنتج انبعاثات كربونية أقل بنسبة 70% مقارنةً بعمليات إعادة التدوير الحالية. قامت شركة تعاون متعددة الأطراف، تضم ويسترن ديجيتال ومايكروسوفت وشركة إعادة تدوير المواد الحرجة، بتجربة تقنية إذابة خالية من الأحماض طورها مركز ابتكار المواد الحرجة التابع لوزارة الطاقة لاستعادة العناصر الأرضية النادرة من محركات الأقراص الصلبة التي جُمعت من مراكز بيانات مايكروسوفت.

تتوسع شركة إم بي ماتيريالز نفسها في مجال إعادة تدوير العناصر الأرضية النادرة من خلال شراكة بقيمة 500 مليون دولار مع شركة أبل.

قوة المغناطيس

بدأت ثورة إعادة التدوير هذه للتو في الانتقال من العمليات التجريبية إلى العمليات التجارية. لكن التقنية الجديدة تأتي بسعر أقل بكثير من المناجم الجديدة ومصانع المعالجة الأولية. كما يمكنها أيضًا توصيل الوحدات بشكل أسرع.

علاوة على ذلك، إذا أراد الغرب التحرر من قبضة الصين الخانقة على العناصر الأرضية النادرة، فسيحتاج إلى كل من مصادر الإمداد الأولية والثانوية ليتمكن من مواكبة الطلب المتزايد من قطاع الطاقة النظيفة.

لا تحتاج مركبات الاحتراق الداخلي إلا إلى عدد قليل من محركات المغناطيس الصغيرة للوظائف الإضافية مثل أجهزة الاستشعار وأنظمة الصوت. لكن المغناطيسات الدائمة تُعدّ مكونات أساسية لمعظم المركبات الكهربائية والهجينة، ما يُترجم إلى زيادة قدرها 5 أضعاف في متطلبات العناصر الأرضية النادرة.

كما تُعدّ مغناطيسات العناصر الأرضية النادرة مُدخلات أساسية لتوربينات الرياح، وهو قطاع شهد نموًا هائلًا بفضل التحول إلى الطاقة المتجددة.

ومن المتوقع أن يتضاعف الطلب العالمي على المغناطيسات الدائمة 3 مرات خلال العقد المقبل، وفقًا لشركة ماكينزي الاستشارية.

ومن المتوقع أن ينمو استخدام العناصر الأرضية النادرة المغناطيسية الأساسية - النيوديميوم والبراسيوديميوم والديسبروسيوم والتيربيوم - من 59 ألف طن في عام 2022 إلى 176 ألف طن في 2035.

استغلال المناجم الحضرية

وبناءً على خط أنابيب المشاريع المُعلن عنه حاليًا، من المُتوقع أن يقلّ عرض العناصر الأرضية النادرة المغناطيسية عن الطلب بمقدار 60 ألف طن، أو ما يُقارب 30% من الاستخدام، في عام 2035، وفقًا لشركة ماكينزي.

على الرغم من أن الغرب يحاول تخفيف قبضة الصين على المعادن النادرة، إلا أن "ماكينزي" لا ترى سوى تنويع تدريجي للإمدادات، محذرة من أن "خطوط الأنابيب والمسارات الحالية من المرجح أن تقصر خلال السنوات الـ5 إلى الـ10 المقبلة".

قد تُشكل الخردة رافعة مهمة في التوازن العالمي لقوة المعادن النادرة. تتوقع "ماكينزي" أن يستمر تراكم مخزون الخردة وأن يتحول من مغناطيسات أصغر حجمًا في الأجهزة الإلكترونية إلى مغناطيسات أكبر.

بحلول 2035، يمكن أن يُنتج تيار قيمة المعادن الأرضية النادرة 40 ألف طن من خردة ما قبل الاستهلاك و41 ألف طن من خردة ما بعد الاستهلاك. ستتركز معظم الخردة الأولى في الصين، أكبر مُصنِّع في العالم، بينما ستنتشر الخردة الثانية على نطاق جغرافي واسع.

في الواقع، وكما ذكرت "ماكينزي"، فإن "تشغيل محرك التحول في مجال الطاقة يبدأ بفهم مستودعات الخردة" والتكنولوجيا اللازمة لاستغلالها.

كاتب اقتصادي ومحلل مالي في وكالة رويترز