اقتصاد چرخشی در گذار انرژی؛ بازیافت تجهیزات فرسوده برای تأمین مواد معدنی

به گزارش پایگاه خبری تجارت، معدن و فولاد، با رشد شتابان تقاضا برای مواد معدنی حیاتی و ضرورت کربن‌زدایی از صنایع، بازیافت باتری‌ها، پنل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی و تجهیزات شبکه برق به یک رکن اساسی در اقتصاد چرخشی و منبعی مکمل برای تأمین مواد اولیه گذار انرژی تبدیل شده است. تجهیزات فرسوده حوزه انرژی پاک که پیش از این عمدتاً در دسته پسماندهای صنعتی طبقه‌بندی می‌شدند، اکنون با توسعه فناوری‌های نوین بازیافت و بازیابی مواد، به ذخایری ارزشمند از مس، لیتیوم، نیکل، کبالت، نقره، سیلیکون و آلومینیوم مبدل گشته‌اند. آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) پیش‌بینی کرده است که با توجه به زمان‌بر بودن توسعه معادن جدید و احداث زیرساخت‌های فرآوری، بازیابی مواد از تجهیزات از رده خارج‌شده می‌تواند فشار بر منابع معدنی بکر را کاهش داده و به تأمین پایدار مواد اولیه کمک شایانی کند.

در زنجیره تأمین باتری‌ها، رویکرد بازیابی مواد حیاتی اهمیت دوچندان یافته است. شرکت Redwood Materials در آمریکا اعلام کرده است که با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، بیش از ۹۵ درصد لیتیوم، نیکل، کبالت و مس موجود در باتری‌های قدیمی و ضایعات تولیدی را بازیابی می‌کند. این شرکت هم‌اکنون سالانه بیش از ۲۰ گیگاوات‌ساعت باتری لیتیوم‌یونی را بازیافت کرده و بیش از ۶۰ هزار تن مواد حیاتی را به چرخه تولید بازمی‌گرداند. بر اساس برآوردهای آژانس بین‌المللی انرژی، با ورود نخستین نسل از باتری‌های خودروهای برقی به پایان عمر مفید، افزایش بازیافت می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد تقاضای جهانی برای لیتیوم، نیکل و کبالت را تأمین کند. همچنین در اروپا، با توجه به الزامات زیست‌محیطی و توسعه اقتصاد چرخشی، پیش‌بینی می‌شود مواد بازیافتی تا سال ۲۰۳۰ حدود ۱۵ درصد از عرضه لیتیوم، نیکل و منگنز و نزدیک به ۲۵ درصد از عرضه کبالت مورد نیاز این قاره را پوشش دهند.

در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر، پنل‌های خورشیدی فرسوده به عنوان ذخیره‌ای استراتژیک از نقره و سیلیکون شناخته می‌شوند. پژوهشگران سازمان تحقیقات علمی کاربردی هلند (TNO) یک فرایند بازیافت مبتنی بر لیزر توسعه داده‌اند که قادر است سیلیکون را با خلوص حداکثر ۹۹.۹۹۸ درصد و نقره را با خلوص ۹۹.۷ درصد بازیابی کند؛ به طوری که نرخ بازیابی مواد در این فرایند سبز حدود ۹۷ درصد اعلام شده است. در استرالیا نیز پژوهشگران دانشگاه نیوکاسل با تطبیق روش فلوتاسیون (شناورسازی) از صنعت معدن، موفق به بازیابی تقریباً تمام نقره موجود در پنل‌های فرسوده شده‌اند. مؤسسه Rystad Energy برآورد کرده است که ارزش مواد قابل بازیابی از پنل‌های خورشیدی از حدود ۲ میلیارد دلار در شرایط فعلی به ۸۰ میلیارد دلار تا سال ۲۰۵۰ افزایش خواهد یافت. بر اساس تحلیل این مؤسسه، بازیافت پنل‌های نصب‌شده بین سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۳۵ می‌تواند به‌طور بالقوه ۸ درصد پلی‌سیلیکون، ۱۱ درصد آلومینیوم، ۲ درصد مس و ۲۱ درصد نقره مورد نیاز برای تولید پنل‌های نسل آینده را تأمین کند.

چالش بازیافت پره‌های کامپوزیتی توربین‌های بادی نیز با فناوری‌های نوین در حال تبدیل شدن به یک فرصت برای کاهش مصرف سوخت فسیلی و مواد اولیه است. شرکت Veolia در فرانسه پره‌های فایبرگلاس را خرد کرده و به عنوان جایگزین بخشی از زغال‌سنگ، سیلیس و سنگ‌آهک در کوره‌های سیمان مورد استفاده قرار می‌دهد. بر اساس تحلیل شرکت Quantis، استفاده از یک پره خردشده ۷ تنی در کوره سیمان، منجر به کاهش ۵ تنی مصرف زغال‌سنگ شده و نیاز به ۲.۷ تن سیلیس، ۱.۹ تن سنگ‌آهک و نزدیک به یک تن سایر مواد معدنی را از بین می‌برد. شرکت آمریکایی Regen Fiber نیز از این مواد برای تولید الیاف تقویت‌کننده در بتن، آسفالت و مواد کامپوزیتی بهره می‌گیرد. از سوی دیگر، نوسازی شبکه‌های برق برای اتصال نیروگاه‌های تجدیدپذیر و پاسخ به رشد تقاضا، ظرفیت بالایی برای بازیابی فلزات ایجاد کرده است. شرکت Nucor با ایجاد مراکز تخصصی بازیافت تجهیزات شبکه، اعلام کرده که این مراکز قادرند میزان بازیابی مس و فلزات غیرآهنی را دو برابر کنند. در نهایت، توسعه این فناوری‌های بازیافت و افزایش بهره‌وری منابع، نه تنها به کاهش شدت کربن و انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از استخراج معادن کمک می‌کند، بلکه زیرساخت‌های امروزِ گذار انرژی را به منبع تأمین مواد اولیه نسل بعدی در یک چرخه کاملاً سبز و پایدار تبدیل خواهد کرد.

شرکت گل‌گهر در مسیر تولید ۲۵ میلیون تنی؛ از سولفورزدایی تا نیروگاه خورشیدی ۴۰ مگاواتی

شرکت British Steel خواستار توسعه فولاد کم‌کربن و نقش پررنگ تولیدکنندگان داخلی در ساخت‌وساز بریتانیا شد

نوسازی تولید ورق دونکرک با اتوماسیون جدید برای بهینه‌سازی منابع و انرژی بادی