دستیابی به اهداف تعیین شده برای رسیدن به برایند انتشار کربن صفر تا سال ۲۰۵۰، اساسا به معنای حذف کامل سوخت‌های فسیلی در کمتر از ۳۰ سال خواهد بود که البته بدون فلز مس این کار میسر نیست. در گزارش حاضر، چالش‌هایی که صنعت مس در گذار به انرژیهای تجدیدپذیر با آن روبه‌رو است، با ارائه راهکارهایی برای آن به تفصیل بیان می‌شود.
به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات‌آنلاین» و به نقل از مجله تحلیلی «Canadian Mining Journal»، تاریخ استفاده مس توسط انسان‌ها به حدود ۱۰ هزار سال پیش برمی‌گردد. بشر در عصر نو‌سنگی برای اولین بار از مس در ساخت ابزار، سلاح و وسایل تزئینی استفاده کرد و فرایند ذوب مس در حدود پنج هزار سال پیش انجام شد. در دوران روم باستان از مس عمدتا در ضرب سکه‌های امپراتوری، ساختن زیور‌آلات، لوله‌کشی و معماری بناها استفاده می‌شد. در زمان حال بیش از دو سوم یعنی حدود ۷۰ درصد از تولید مس در صنایع الکتریکی به مصرف می‌رسد. همچنین از فلز سرخ در بخش تولید و انتقال در صنعت برق استفاده می‌شود.
اهمیت فلز سرخ در چیست؟
در گذار به انرژیهای تجدیدپذیر، صنعت برق یکی از صنایعی به شمار می‌آید که اهمیت بسزایی دارد و در واقع می‌توان بیان کرد مس یکی از پایه‌های اصلی در صنعت برق محسوب می‌شود. مس پس از نقره، از بیشترین رسانایی الکتریکی برخوردار بوده و میزان آن از فلز طلا هم بیشتر است. با این وجود، مسئله کمبود ذخایر و قیمت دو فلز گران‌بهای مذکور باعث شده است که طلا و نقره در تولید ابزارهای مورد نیاز در شبکه برق استفاده نشوند. ویژگی‌های فیزیکی مس مانند شکل‌پذیری و مقاومت آن در برابر خوردگی باعث شده است از این فلز در ساخت قطعات و ابزارهای بی‌شماری مانند کابل‌ها، اتصالات و سیم‌پیچ‌‌ها استفاده شود. گفتنی است فلز مس بیست و پنجمین عنصر فراوان در پوسته زمین بوده و این فلز را می‌توان بدون کاهش قابل‌توجه کیفیت آن بازیافت کرد.
با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد فلز سرخ، این فلز نقش اساسی در روند برق‌رسانی، گذار به انرژیهای تجدیدپذیر و دستیابی به اهداف تعیین شده در برایند انتشار کربن صفر تا سال ۲۰۵۰ ایفا خواهد کرد.
جایگاه ویژه مس در صنعت برق
با ادامه روند توسعه زیرساخت‌های صنعت برق و رشد استانداردهای زندگی در سراسر جهان، طبیعتا برای پاسخگویی به حجم تقاضای روزافزون مصرف‌کنندگان به انرژی بیشتری نیاز خواهد بود. یکی از مشکلاتی که با رشد سرعت گذار به انرژیهای تجدیدپذیر برجسته‌تر خواهد شد، این است که در راستای توسعه زیرساخت‌های صنعت برق، میزان حجم تقاضا برای فلز سرخ در مقایسه با سوخت‌های فسیلی افزایش بیشتری را تجربه خواهد کرد. یکی از دلایل این مسئله این است که تولید برق از طریق انرژیهای تجدیدپذیر، نسبت به تولید برق به وسیله سوخت‌های فسیلی پراکندگی حرارتی بیشتری داشته و در نتیجه به مس بیشتری نیاز خواهد بود. تولید برق پراکنده‌تر بدین معناست که شبکه تولید و انتقال برق باید گسترش بیشتری پیدا کند.
علاوه‌براین، تولید برق از منابع تجدیدپذیر اغلب به وضعیت آب و هوا بستگی دارد؛ این در حالی است که در ۲۴ ساعت شبانه‌روز، امکان تولید برق با استفاده از زغال‌سنگ و سایر سوخت‌های فسیلی دیگر نیز وجود دارد. برای جبران حجم پایین تولید برق از طریق انرژیهای تجدیدپذیر باید میزان تولید و ذخیره‌سازی برق تولید شده برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد مصرف‌کنندگان افزایش یابد. این بدان معناست که به حجم مس بیشتری برای راه‌اندازی سیستم‌های تولید برق مبتنی بر انرژی تجدیدپذیر نیاز است.
کاهش میزان کربن منتشر شده در بخش تولید برق، یک مقوله جداگانه محسوب می‌شود و مسئله کربن‌زدایی انرژی در انتهای زنجیره تامین صنعت برق یعنی مصرف‌کننده نهایی، موضوع مهم دیگری بوده که نیازمند توجه بیشتری است. به عنوان مثال، برای کاهش کربن تولیدی در بخش حمل‌ونقل به وسایل نقلیه الکتریکی بیشتری احتیاج بوده و به منظور تولید این خودروها در حدود دو یا سه برابر بیشتر از یک وسیله نقلیه با موتور احتراق داخلی به استفاده از مس نیاز است.
اگرچه توسعه بخش تولید برق از انرژیهای تجدیدپذیر، بیشترین سهم حجم تقاضا برای مس را تا سال ۲۰۴۰ به خود اختصاص خواهد داد اما با این حال، از فلز سرخ در تولید برخی از سیستم‌های غیرالکتریکی که در گذار به انرژیهای تجدیدپذیر تاثیر بسزایی دارند نیز استفاده می‌شود. به عنوان مثال، فلز مس به عنوان یک رسانای حرارتی عالی، اغلب در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی مانند آنچه در پمپ‌های حرارتی یافت می‌شود، به کار می‌رود که نقش عمده‌ای در کاهش مصرف سوخت فسیلی در تولید گرما دارد.
ناگفته نماند، تلاش برای رشد بهره‌وری انرژی به خودی خود حجم تقاضا برای مس را افزایش خواهد داد. طبق قانون ژول، انرژی از دست رفته در قالب گرما در یک سیم الکتریکی، با میزان مقاومت و قطر سیم نسبت معکوس دارد. بنابراین هرچه کابل مسی ضخیم‌تر باشد، انرژی کمتری در قالب گرما هدر می‌رود و به همین منظور بهره‌وری سیستم برق افزایش خواهد یافت. اساسا، هرچه میزان مصرف مس در صنعت برق افزایش بیشتری پیدا کند، صرفه‌جویی انرژی روند صعودی بیشتری به خود خواهد گرفت.
آیا حجم ذخایر کافی مس در دنیا وجود دارد؟
آژانس بین‌المللی انرژی دو سناریو برای تقاضای مس در آینده را منتشر کرده است. نخست، سناریوی سیاست اعلام شده از سوی کشورها بر اساس آنچه دولت‌ها پیش‌تر متعهد شده‌اند، بوده و دیگری مربوط به سناریوی توسعه پایدار سختگیرانه‌تر (SDS) مبتنی بر رسیدن به اهداف طرح برایند انتشار کربن صفر تا سال ۲۰۵۰ است. بر همین اساس، حجم افزایش تقاضای سالانه مس از حدود ۲۶ میلیون تن کنونی به ۴۰ میلیون تن در سال ۲۰۵۰ برای سناریو نخست و در سال ۲۰۴۰ برای سناریو دوم افزایش را به ثبت می‌رساند.
با در نظر گرفتن چنین افزایشی در حجم تقاضای مس، این سوال مطرح شود که آیا حجم ذخایر کافی مس در دنیا برای تامین حجم مورد نیاز مصرف‌کنندگان وجود دارد؟در پاسخ به این سوال می‌توان مطرح کرد که منابع کافی از این فلز برای گذار به انرژیهای تجدیدپذیر و رفع نیازهای مصرف‌کنندگان در دسترس قرار دارد.
سوال مهم دیگری که در همین راستا مطرح می‌شود، این است که آیا سرعت استخراج مس به حدی رسیده است که نیاز مصرف‌کنندگان در مقیاس جهانی را بر طرف کند؟ در پاسخ به این سوال می‌توان بیان کرد که در حال حاضر میزان تولید مس اولیه، سالانه حدود ۲۲ میلیون تن و میزان تولید مس بازیافتی حدود چهار میلیون تن در سال اعلام شده که در مجموع سالانه می‌توان نیاز ۲۶ میلیون تنی مصرف‌کنندگان را برطرف کرد.
حجم تقاضا برای مس از بیش از حدود یک قرن گذشته تا چند سال اخیر، سالانه حدود ۳٫۳ درصد رشد را تجربه کرد و این رقم هر ۳۰ سال یک‌بار به طور متوسط دو برابر با افزایش همراه خواهد بود. از عوامل مهم و تاثیرگذار در تقاضا برای مس در گذشته و اکنون می‌توان به رشد جمعیت، توسعه برق‌رسانی و مصرف انرژی برق اشاره کرد. با این حال، در چند سال اخیر عوامل دیگری مانند رشد استانداردهای زندگی و گذار به انرژیهای تجدیدپذیر به این موارد اضافه شده است. طبق بررسی‌های انجام شده، در حال حاضر برای حدود ۴۱ سال ذخایر قطعی مس از طریق استخراج از معادن وجود دارد. این رقم برای ذخایر معدنی پیش‌بینی شده و بهره‌برداری نشده، چیزی در حدود ۲۵۰ سال تخمین زده شده است.
خوشبختانه، تعداد سال‌های پیش‌بینی شده برای ذخایر مس قابل استخراج و بهره‌برداری نشده برای چندین دهه با تغییرات چندانی همراه نبوده است؛ درست مانند نفت. بنابراین هرچه نگرانی‌ها در رابطه با دسترسی به فلز سرخ روندی صعودی به خود بگیرد، تلاش برای اکتشاف ذخایر معدنی جدیدتر از این فلز افزایش بیشتری را تجربه می‌کند.
البته جایگزین‌هایی برای فلز مس در برخی از بخش‌ها مطرح شده که به عنوان مثال می‌توان از فلز آلومینیوم نام برد. وزن این فلز سه برابر کمتر از مس است و می‌توان از آن در توسعه خطوط هوایی انتقال برق استفاده کرد. از سوی دیگر، در برخی از مواردی که به فضا و وزن کمتری نیاز است، افزایش حجم آلومینیوم به این امید که عملکرد مشابهی همانند فلز مس در شرایطی یکسان ارائه کند، وجود نخواهد داشت.
یکی دیگر از جایگزین‌های پیشنهادی مس، گرافن بوده که سه برابر سبک‌تر اما بیش از دو برابر رسانایی بالاتری نسبت به آن دارد. گرافن از کربن ساخته شده و میزان دسترسی به آن در مقایسه با مس ۱۰ برابر بیشتر است. اگرچه گرافن حداقل بر روی کاغذ جایگزین بسیار مناسبی برای مس بوده اما برای استفاده از این ماده در صنعت برق و در مقیاس گسترده به دهه‌ها تحقیق و مطالعه نیاز است.
لازم به ذکر است که اگر روند صعودی تولید مس به همان ترتیبی که در ۱۰۰ سال گذشته افزایشی بوده ادامه داشته باشد، جای هیچ‌گونه نگرانی برای تامین حجم تقاضا برای این فلز وجود نخواهد داشت.
وضعیت تولید قراضه مس در مقیاس جهانی
ضروری است که بازیافت مس به عنوان یک ذخیره پیشتیبان برای استخراج فلز سرخ از معادن افزایش پیدا کند. ویژگی رسانایی الکتریکی و خلوص بالای مس در فرایند بازیافت آن تاثیر مثبتی دارد. لازم به ذکر است که میزان بازیافت فعلی مس از قراضه قبل و بعد از مصرف، سالانه رقمی بالغ بر ۱۰ میلیون تن اعلام شده که تنها یک سوم از حجم تقاضا برای فلز سرخ را در حال حاضر تامین خواهد کرد. علاوه‌براین، قراضه پس از مصرف تنها پس از پایان طول عمر ابزارهایی مانند ترانسفورماتورها که حدود ۳۰ سال تخمین زده شده است، در دسترس قرار می‌گیرد.
مس سبز
در حال حاضر، استخراج مس از معادن امری کاملا ضروری محسوب می‌شود. در واقع بدون استخراج این فلز از معادن، گذار به انرژیهای تجدیدپذیر اتفاق نخواهد افتاد؛ اگرچه نمی‌توان از تاثیرات منفی‌ای که در استخراج مس از معادن ایجاد می‌شود، چشم‌‌پوشی کرد اما با این حال، می‌توان با افزایش مسئولیت‌پذیری و ایجاد تعادل در اجرای قوانین تدوین شده در مقیاس محیطی، سیاسی و اجتماعی از اثرات منفی آن کاست.
در برخی موارد، ایجاد چنین تعادلی سخت به نظر می‌رسد. به عنوان مثال، در اواخر سال ۲۰۲۳ یکی از بزرگ‌ترین معادن مس روباز جهان به علت اعتراضات سراسری از نگرانی‌های زیست‌محیطی و احتمال فساد تعطیل شد. بر همین اساس، دادگاه عالی پاناما تمدید قرارداد شرکت کانادایی «First Quantum Minerals» در خصوص ادامه نظارت بر معدن «Cobre Panama» را خلاف قانون اساسی پاناما دانست و حکمی در جهت تعطیلی این معدن صادر کرد. گفتنی است حدود هفت هزار نفر در این معدن مشغول به کار بودند و حدود ۵ درصد از تولید ناخالص داخلی پاناما و یک درصد از تولید جهانی مس نیز به این معدن اختصاص داشت.
شایان ذکر است افزایش همکاری‌های بین‌المللی و به اشتراک‌گذاری ایده‌ها میان شرکت‌های معدنی و دیگر فعالان در صنعت مس باعث خواهد شد علاوه بر روند صعودی میزان تولید فلز سرخ در سطح جهانی، اثرات منفی زیست‌محیطی ناشی از فرایند تولید این فلز به حداقل ممکن برسد.
طبق ارزیابی‌های انجام شده، حدود ۰٫۲ درصد از میزان انتشار کربن جهانی از فرایند تولید مس، از معدن گرفته تا واحدهای تولیدی و فرآوری ناشی می‌شود؛ البته این رقم در مقایسه با استفاده از این فلز در صنایع مختلف که در راستای کاهش میزان کربن تولید به کار می‌رود، بسیار ناچیز است. در همین راستا، انجمن بین‌المللی مس متعهد شده که فعالان این صنعت باید تا سال ۲۰۵۰، به تمامی اهداف تعیین شده در جهت برایند انتشار کربن صفر در گستره یک و دو دست پیدا کنند.
در پایان باید خاطرنشان کرد که بشر هزاران سال است که از مس در جهت افزایش کیفیت استانداردهای زندگی خود استفاده می‌کند و اگر همین رویکرد درست ادامه پیدا کند، می‌تواند حتی صدها سال دیگر از حضور این فلز در زندگی خود بهره برد.
انتهای پیام//
