SIGMAS

جایگاه و روند تولید مس در کربن‌زدایی جهانی

مقدمه

مس نقش مهمی در حرکت به سمت اقتصاد کم‌کربن و کربن‌زدایی جهانی بازی می‌کند. این ماده، عنصری کلیدی در بسیاری از فناوری‌ها و زیرساخت‌هایی است که برای کربن‌زدایی مورد نیاز هستند. از جمله‌ی چنین فناوری‌ها و زیرساخت‌هایی می‌توان به اتومبیل‌های برقی، سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و ساختمان‌های با مصرف بهینه‌ی انرژی اشاره کرد.
بنابراین برای حرکت به سمت کربن‌زدایی، نیازمند مس بیشتری هستیم. حال سوال اینجاست که آیا سرعت رشد تولید مس، با سرعت حرکت به سمت کربن‌زدایی همگام است؟ در این نوشتار به دنبال پاسخی به این سوال و تشریح اقدامات لازم پس از آن هستیم.

روند تولید کربن در دنیا

روند تولید دی‌اکسید کربن در دنیا در شکل زیر آمده است.

با دقت در این نمودار درمی‌یابیم که اگر چین و هند را در نظر نگیریم، تولید انتشارات کربنی در دنیا یک خط تقریبا صاف خواهد بود. اما به هر حال ما نمی‌توانیم جلوی صنعتی شدن این کشورها را بگیریم.
اما چرا سطح انتشارات کربنی در دنیا در حال افزایش است؟ پاسخ به این سوال ساده است. چون ما داریم مقدار زیادی از همه‌چیز را مصرف می‌کنیم و مصرف ما نیز در حال افزایش است.
این افزایش مصرف در حوزه‌های مختلفی اتفاق افتاده است. اگر تمام موادی که بشر در چند دهه‌ی اخیر استخراج و استفاده کرده است را به تن اندازه‌گیری کنیم به نمودار زیر می‌رسیم.

مقدار این مواد در 50 سال گذشته حدود 4 برابر شده است. نکته‌ی اصلی اینجاست، اگر بخواهیم سوخت فسیلی را کنار گذاشته و تمام انرژی خود را از منابع تجدیدپذیر تامین کنیم، مقدار موادی که باید استخراج و استفاده کنیم، تقریبا به اندازه‌ی (و حتی بیشتر از) تمام موادی است که برای تمام مصارف دیگر مورد استفاده قرار خواهیم داد. آیا اصولا چنین چیزی ممکن است؟

عرضه و تقاضای مس

همانطور که گفته شد، بیشتر سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر، تکیه‌ی ویژه‌ای به روی مس دارند. مس یکی از عناصری است که به وفور در این سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صورتی که دنیا به سمت استفاده‌ی بیشتر و بیشتر از سیستم‌های تولید انرژی تجدیدپذیر حرکت کند، عرضه و تقاضای مس به زودی از تعادل خارج خواهد شد و نمودار زیر را خواهیم داشت.

برای آنکه بهتر متوجه دلیل این اتفاق بشویم، بهتر است منابع تامین انرژی در دنیا در سال‌های اخیر را بررسی کنیم. شکل زیر این مسئله را منعکس می‌کند.

سهم انرژی خورشیدی و بادی و نیز انرژی برق‌آبی در 2022 حدود 3 درصد است. 3 درصد بسیار اندک است. این در حالی است که 10 درصد از انرژی دنیا در حال حاضر از سوزاندن چوب حاصل می‌شود! این بدان معناست که حرکت ما به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر کند، سخت و پرهزینه است.
اگر بخواهیم سرعت حرکت را بالا ببریم، به شدت به مس و سایر فلزات نیاز خواهیم داشت. این امر چقدر تقاضای این مواد را بالا خواهد برد؟
در شرایط معمول، تغییر 5 درصدی مثلا تقاضای نفت، قیمت را به شدت دستخوش تغییر خواهد کرد. اما در صورت تحقق شعارها برای کربن‌زدایی، در سال 2040 تقاضای فلزات چقدر افزایش خواهد داشت؟ نمودار زیر به این سوال پاسخ می‌دهد.

ما تا آن سال به 4200 درصد افزایش در تولید لیتیوم نیازمندیم. آیا اکتشاف و استخراج این مقدار لیتیوم امکان‌پذیر است؟ چقدر انرژی برای این کار صرف خواهد شد؟ دنیا به صدها معدن جدید نیاز خواهد داشت. این واقعیت را هم باید در نظر بگیریم که برای یافتن و باز کردن یک معدن جدید، به طور میانگین 16 سال زمان لازم است.
به هر حال این افزایش تقاضا، قیمت سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر (و در نتیجه قیمت خود این انرژی‌ها) را افزایش خواهد داد.

چند نکته‌ی پایانی

• همواره باید به کربن‌زدایی به شکل یک مجموعه نگاه کرد. خودروهای برقی اگرچه به نظر در جهت کربن‌زدایی ساخته می‌شوند، اما در واقع تنها زمانی به این هدف نزدیک می‌شوند که بیش از 60 هزار مایل با آنها رانندگی کنیم. نمودار زیر به خوبی این مطلب را منعکس می‌کند. وقتی یک خودروی برقی معمولی از کارخانه به دست ما می‌رسد، تا همین جا هم حدود 12 تن CO2 تولید کرده است. این عدد برای یک خودروی غیر برقی حدود 5 تن است. وقتی شروع به رانندگی می‌کنیم، شاید به غلط تصور کنیم که هیچ کربن دی‌اکسیدی تولید نمی‌شود؛ در حالی که برق مصرفی در این اتومبیل‌ها، خود معمولا از منابع فسیلی تولید می‌شود. اگر چه مقدار انتشارات کربنی در هر مایل حرکت این خودروها کمتر است، اما به هر حال بیش از 60 هزار مایل رانندگی لازم است تا مقدار این انتشارات با انتشارات ناشی از یک اتومبیل معمولی برابری کند.

• با ادامه‌ی معدن‌کاری و استخراج، کیفیت سنگ معدن به تدریج کاهش می‌یابد. به عبارت دیگر مقدار ماده‌ی مطلوب در سنگ‌های استخراج‌شده کاهش می‌یابد. برای مثال میانگین گرید سنگ معدن مس از 4 درصد در سال 1900 به حدود 1 درصد در سال 2010 رسیده است.

• با کاهش گرید سنگ معدن، انرژی مصرفی برای استحصال یک تن از آن ماده به شکل نمایی افزایش می‌یابد. این نکته باید در محاسبات هزینه‌ی استحصال مواد معدنی در سال‌های آینده مورد توجه قرار گیرد.

 جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

اگر بخواهیم به سمت کربن‌زدایی جهانی حرکت کنیم، به سرمایه‌گذاری بسیار بیشتری در استخراج فلزات و به ویژه مس نیازمندیم. با این وجود حتی سرمایه‌گذاری زیاد در این بخش نیز نمی‌تواند تقاضای زیاد این مواد در آینده (با فرض حرکت به سمت کربن‌زدایی کامل) را مرتفع کند، زیرا علاوه بر هزینه‌های مادی، باید محدودیت‌های زمانی و تکنولوژیک را نیز در نظر گرفت. مجموع این عوامل ما را به این نتیجه می‌رساند که کربن‌زدایی کامل در آینده‌ به سختی محقق می‌شود و ما فعلا باید به فکر تلفیق انرژی‌های پاک با انرژی‌های حاصل از سوخت فسیلی باشیم و البته استفاده‌ی بهینه از انرژی و افزایش بهره‌وری را در راس امور قرار دهیم.

-گردآورنده: جناب آقای مهندس محمدحسین شاه‌مردای