الألومنيوم يلعب دورًا حيويًّا في التحول إلى اقتصاد منخفض الكربون

أصدر مركز المعلومات ودعم اتخاذ القرار بمجلس الوزراء تحليلاً للمعلومات تناول فيه دور معدن الألمنيوم في مستقبل الاقتصاد العالمي، مشيراً إلى أن المواد أو المعادن الحيوية هي المواد اللازمة لإنتاج العديد من التقنيات الرئيسية لنقل الطاقة ، بما في ذلك توربينات الرياح، والألواح الشمسية، وبطاريات السيارات الكهربائية، وأجهزة التحليل. الكهرباء؛ تتطلب إزالة الكربون العميقة من أنظمة الطاقة كميات كبيرة من المعادن المهمة، بما في ذلك، على سبيل المثال: الليثيوم والنيكل والكوبالت والنحاس والعناصر الأرضية النادرة.

ومن الأهمية بمكان ضمان توافرها والقدرة على تحمل تكاليفها لتحقيق التحول الناجح وضمان التحول المنظم للطاقة؛ تركز الحكومات على حماية هذه المعادن الحيوية وتعزيز الحلول طويلة المدى.

وأشار المركز إلى أن مفهوم المعادن الحرجة ليس جديدا؛ ظهرت الفكرة في الولايات المتحدة قبل الحرب العالمية الأولى، وتمت صياغتها في قانون تخزين المواد الاستراتيجية والحرجة لعام 1939، والذي ركز على المواد اللازمة لدعم صناعة الدفاع. ومع ذلك، فقد شهد هذا المفهوم تجديدًا بسبب التركيز المتزايد على أهمية التحول منخفض الكربون، مع نشر تقنيات الألواح الشمسية وتوربينات الرياح والمركبات الكهربائية، والتي من المرجح أن تتطلب كميات كبيرة من المعادن الأساسية مثل النحاس والصلب، إلى جانب مستويات عالية نسبيًا من مجموعة واسعة من المعادن المتخصصة، من النيوديميوم إلى الإيريديوم والديسبروسيوم. وقد أدى ذلك إلى تحرك سياسي في أجزاء كثيرة من العالم. العالم، بما في ذلك الولايات المتحدة والصين والاتحاد الأوروبي.

وأوضح مركز المعلومات ودعم اتخاذ القرار في تحليله أنه في مطلع شهر يوليو 2023، قام الاتحاد الأوروبي بتعديل قائمته للمعادن التي يعتبرها مهمة، بإضافة الألومنيوم إلى القائمة بموجب قانون المعادن الخام الحرجة، وهذه المواد تعتبر في غاية الأهمية بالنسبة للاقتصاد الأوروبي، وخاصة في سياق التحول المادي المكثف بعيدا. حول الوقود الأحفوري. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الألومنيوم مدرج أيضًا في قائمة المعادن المهمة في الولايات المتحدة.

وأشار التحليل أيضًا إلى أن الدراسات التي أجرتها منظمات مثل البنك الدولي ووكالة الطاقة الدولية قدرت الزيادات الكبيرة المحتملة في الطلب على المواد من تقنيات الطاقة الجديدة هذه، وحجم الطلب المحتمل على الألومنيوم من مجموعة فرعية من هذه التقنيات يمكن أن قد تكون هناك حاجة إلى ما يصل إلى 486 مليون طن من الألومنيوم بحلول عام 2050، مقارنة بالإنتاج السنوي العالمي الحالي البالغ 69 مليون طن.

وأكد التحليل أن الألومنيوم لا يستخدم فقط في تقنيات تحويل الطاقة هذه، ولكنه في الواقع لا يشكل سوى جزء صغير من إجمالي الطلب؛ إنها مادة حيوية عبر مجموعة واسعة من القطاعات، بما في ذلك البناء (يمثل حوالي 25٪ من الطلب الحالي)، والنقل (بما في ذلك الطائرات والمركبات الكهربائية، وهو ما يمثل 23٪)، والمواد الكهربائية (بما في ذلك الاستخدام المتزايد في خطوط النقل، بنسبة 12%، والآلات والمعدات الأخرى (11%).

وأشار التحليل إلى أن الألومنيوم هو المادة المكررة من خام البوكسيت، وهو ثاني أكثر العناصر المعدنية وفرة على وجه الأرض، وفي عام 2022 وصل الإنتاج العالمي من البوكسيت إلى حوالي 380 مليون طن، مع وجود احتياطيات عالمية محددة قادرة على الحفاظ على هذا المستوى لمدة 100 عام تقريبًا. . هذا الإنتاج متنوع نسبيًا أيضًا. وتنتج أستراليا (26%) من إجمالي الإنتاج العالمي، والصين (24%)، وغينيا (23%) التي تمثل الحصص الأكبر. ومع ذلك، البوكسيت ليس الألومنيوم. أما للحصول على المعدن النهائي؛ يجب أولاً تكرير الخام إلى ألومينا ثم صهره إلى الألومنيوم.

مرحلة إنتاج الألومينا هي المرحلة التي يبدأ فيها السوق بالتركيز، حيث مثلت الصين 54% من الإنتاج العالمي في عام 2022. وداخل الصهر، يزداد التركيز بشكل أكبر؛ الصين تذيب 58% من العرض العالمي.

على مدى العقدين الماضيين، حدثت زيادة سريعة في القدرة العالمية على تكرير وصهر الألمنيوم، وهو ما يعني زيادة العرض العالمي من حوالي 40 مليون طن في عام 2008 إلى 69 مليون طن في عام 2022. إلا أن هذه الزيادة في الطاقة قد حدثت حصراً تقريباً في البلدان المتوسطة الدخل، وخاصة الصين والهند؛ وتضاعفت طاقة الصهر السابقة ثلاث مرات بين عامي 2008 و2021، وكان هناك أيضًا استثمار كبير في طاقة الصهر الجديدة في منطقة الخليج، وخاصة في دولة الإمارات العربية المتحدة. وفي أجزاء أخرى من العالم، كان الاتجاه عكس ذلك، حيث توقفت المصاهر عن العمل أو أغلقت أبوابها. فتحت أبوابها، خاصة في البرازيل، بينما ظلت القدرة الاستيعابية في مواقع أخرى مثل كندا والنرويج مستقرة.

وأضاف التحليل أن أحد الجوانب المهمة لإنتاج الألمنيوم، والذي يمثل حوالي 30% من التكاليف، هو استخدام الكهرباء في عملية “Hole-Hero”: وهي عملية تحويل الألومينا إلى المعدن النهائي، وهذه العملية يستخدم ما لا يقل عن 6 كيلووات ساعة من الكهرباء في الساعة. كيلوغرام من الألومنيوم، من المحتمل أن يكون مصدرًا مهمًا للانبعاثات، اعتمادًا على كيفية إنتاج هذه الكهرباء، وبالتالي فإن الجوانب الرئيسية التي تحدد موقع مصاهر الألومنيوم الجديدة هي التكاليف الرأسمالية الأولية والحصول على الكهرباء الرخيصة، وهذه العوامل هي التي أدت إلى زيادة القدرة والإنتاج في البلدان المتوسطة الحجم. الدخل، وانخفاض الإنتاج في المناطق ذات التكلفة الأعلى مثل أمريكا الشمالية وأوروبا.

وذكر التحليل أن الاختلاف في كيفية إنتاج هذه الكهرباء له أيضًا آثار عميقة على التأثير البيئي العالمي للمادة؛ الألومنيوم المنتج باستخدام الكهرباء الكهرومائية في بلدان مثل البرازيل والنرويج (وبشكل متزايد في مناطق أخرى مثل الصين) له بصمة إجمالية أقل بكثير من الألومنيوم المنتج باستخدام الكهرباء التي تعمل بالفحم، كما كان الحال تقليديًا في الصين والهند.

إن التحول العالمي لإنتاج الألومنيوم إلى البلدان الأخيرة يعني أنه على الرغم من التحسينات في الصناعة من حيث استخدام الكهرباء والتخفيضات في الانبعاثات – بخلاف ثاني أكسيد الكربون – الناتجة عن عملية الإنتاج، فإن متوسط ​​الانبعاثات العالمية لكل طن من الألومنيوم لم ينخفض ​​إلا بشكل طفيف في عام العقد الماضي.

وأكد التحليل أن حجم بصمة الانبعاثات المحتملة لإنتاج الألمنيوم يعتمد على مجموعة من العوامل، بما في ذلك حجم الزيادة في الطلب، وموقع إنتاج الألمنيوم المستقبلي، والأهم من ذلك طريقة توليد الكهرباء المستخدمة لتشغيل مصاهر الألمنيوم. وتنشأ الانبعاثات أيضًا من عملية “الثقب البطل” نفسها. ; ويتم تمرير الكهرباء من خلال أنودات الكربون، على الرغم من أن انبعاثات “العملية” هذه قد انخفضت في السنوات الأخيرة، وهناك جهود مستمرة داخل القطاع لإيجاد حلول مجدية اقتصاديًا وتكنولوجيًا للقضاء على هذه الانبعاثات.

وتبذل مصر جهوداً حثيثة لتطوير منظومة صناعة الألومنيوم. وذلك لما لها من دور حيوي في عملية التنمية المستمرة في كافة القطاعات. وتهدف مصر إلى تحسين بيئة صناعة الألومنيوم، وتقليل انبعاثات الكربون، واستخدام الطاقة النظيفة، تنفيذًا للتوصيات الصادرة عن قمة المناخ COP27، التي استضافتها مصر العام الماضي. كما تهدف مصر إلى تطوير مجمع الألمنيوم في نجع حمادي وإنشاء مصنع جديد في مدينة سفاجا.

وأظهر التحليل أن السيناريو المستقبلي المحتمل ينطوي على توسع في الطلب العالمي على الألومنيوم بسبب النشر الكبير للطاقة الشمسية الكهروضوئية كثيفة الاستخدام للألمنيوم، والذي سيتم تلبيته في المقام الأول من خلال توريد الألومنيوم كثيف الانبعاثات نسبيًا من الصين أو الهند، وهذا من شأنه أن يخلق سلسلة التوريد عرضة للقضايا. الجغرافيا السياسية وبصمة الانبعاثات المتبقية التي يمكن أن تقوض بعض المكاسب من التحول إلى توليد الطاقة المتجددة.

أحد العوامل المخففة في مثل هذا السيناريو هو القدرة على إعادة تدوير الألومنيوم بسهولة نسبيا وبتكلفة زهيدة. يتمتع الألومنيوم المعاد تدويره بالقدرة على أن يكون له بصمة كربونية أقل 20 مرة من الألومنيوم الأولي، على الرغم من أن هذا يعتمد إلى حد كبير على مكان أخذه. ويأتي منه الألمنيوم الأولي. على سبيل المثال، إذا كان المنتج من منتج يستخدم الطاقة الكهرومائية بكثافة، فقد تكون البصمة الكربونية أقل بما يصل إلى ثمانية أضعاف.

ناقش مركز المعلومات ودعم اتخاذ القرار ما أفاد به المعهد الدولي للألمنيوم بأن البرازيل تقوم بالفعل بإعادة تدوير أكثر من 100% من الخردة المتوفرة لديها، وهو ما أصبح ممكناً بفضل الدور الذي تلعبه البلاد في استيراد الخردة من مختلف أنحاء العالم . تنتج البلاد الآن كمية أكبر من الألومنيوم الثانوي مقارنة بالألمنيوم الأولي، لذا فإن زيادة توافر الخردة عالميًا يعد شرطًا أساسيًا لتوسيع نطاق الألومنيوم المعاد تدويره، والذي غالبًا ما يمثل تحديًا بسبب الطبيعة طويلة المدى لبعض استخدامات الألومنيوم، مثال في المركبات والمباني. بالإضافة إلى العمليات كثيفة العمالة لجمع الخردة من الاستخدامات الأخرى مثل التعبئة والتغليف، هناك حاجة إلى تحسين دعم السياسات لمصادر الألومنيوم المعاد تدويره على طول سلسلة التوريد لتحقيق إمكانات الألومنيوم الثانوي للمساعدة في تلبية متطلبات التحول منخفض الكربون .

وخلص التحليل إلى أن قصة الألومنيوم تعكس في نواح كثيرة الوضع بالنسبة لمجموعة من المعادن المهمة اللازمة للتحول منخفض الكربون، ومن الممكن أن تؤدي مسارات تكنولوجية معينة لعالم منخفض الكربون إلى زيادات كبيرة في الطلب على هذا. المادية، ومن المرجح أن يثير ذلك قضايا بيئية وجيوسياسية. ، إلى جانب أسئلة حول السرعة التي يمكن بها تحقيق التحول والتكلفة التي يمكن بها بناء التكنولوجيا ونشرها.

يعد ضمان مصدر مستقر وآمن وموثوق للانبعاثات المنخفضة والتأثير البيئي المنخفض والألمنيوم الرخيص أمرًا مهمًا أيضًا للمساعدة في تسهيل الانتقال السلس إلى عالم منخفض الكربون. ولكن هذا يتطلب اتخاذ إجراءات سياسية عبر سلسلة التوريد، بدءاً من تحفيز تدابير التخفيف داخل القطاع ــ مثل البحث والتطوير في تحويل الأنودات السلبية التي تقلل من انبعاثات العمليات ــ إلى تشجيع المزيد من إعادة التدوير.