في الوقت الحالي، تحصل الولايات المتحدة على جزء كبير من إمداداتها من المعادن المهمة من كيانات أجنبية – وهو الاعتماد الذي يعرض الأمن القومي والقدرة التنافسية الاقتصادية وتحول الطاقة للخطر. لبناء صناعة بطاريات محلية أقوى وأكثر مرونة، يجب علينا أن نفهم ما الذي يدفع الطلب على المعادن الحيوية، وكيفية تنويع سلاسل التوريد، ودور السياسة وكيف يعيد الابتكار تشكيل المشهد. ولوضع ذلك في نصابه الصحيح، بالنسبة لـ 19 مشروعًا استراتيجيًا من أصل 20 المعادن الحرجةوتعد الصين هي المصفاة الرئيسية بحصة سوقية تبلغ في المتوسط حوالي 70%.
إن البحث عن المعادن المهمة لا يبدأ في الأرض؛ يبدأ الأمر باتجاهات المستهلك التي تعمل على تحويل الاقتصاد العالمي. تشترك الأسواق الاستهلاكية الأسرع نموًا اليوم في اعتماد مشترك: فهي تعمل بالبطاريات، والبطاريات تعمل بالمعادن الأساسية. ولا يقتصر هذا التحدي على الموارد فحسب؛ إن سلسلة التوريد بأكملها هي التي تزودهم وتحولهم إلى مدخلات قابلة للاستخدام.
6 قوى تحرك الطلب
- المركبات الكهربائية. لا تزال كهربة النقل هي العامل الأكثر وضوحًا وكثافة المواد. لا يقوم صانعو السيارات ببساطة باستبدال المحركات بالبطاريات؛ إنهم يعيدون تصميم التنقل حول تخزين الطاقة. ومن سيارات الركاب الكهربائية إلى الأساطيل التجارية وتطبيقات الخدمة الشاقة، فإن هذا النطاق غير مسبوق. وكل خطوة نحو الكهرباء تعمل على تسريع الطلب على الليثيوم والنيكل والكوبالت والجرافيت والمنغنيز.
- الالكترونيات الاستهلاكية. لقد وضعت الأجهزة الاستهلاكية الأساس للطلب على أيونات الليثيوم. في حين أن الأجهزة أصبحت أصغر حجما، فإن أنظمتها البيئية آخذة في التوسع. تعمل الأجهزة القابلة للارتداء والمنازل الذكية والاتصال الدائم على دمج البطاريات بشكل متزايد في الحياة اليومية، مما يخلق قاعدة طلب ثابتة.
- البنية التحتية للذكاء الاصطناعي. إن نمو الذكاء الاصطناعي هو أمر مادي عميق، ويتطلب التوسع السريع في مراكز البيانات. تعتمد هذه التركيبات على البطاريات لتوفير الطاقة الاحتياطية وموازنة الأحمال والتكامل المتجدد. تعمل البنية التحتية لمركز البيانات على زيادة الطلب بشكل كبير على مواد البطاريات.
- تخزين الطاقة على نطاق الشبكة. مع نمو الطاقة المتجددة، تزداد أيضًا الحاجة إلى تخزين الطاقة وتوزيعها بشكل موثوق. تنتقل البطاريات من المشاريع التجريبية إلى البنية التحتية الأساسية، مما يؤدي إلى تغيير جذري في طريقة عمل أنظمة الطاقة ويتطلب كميات هائلة من المعادن المهمة.
- احتياجات الدفاع والأمن القومي. تعمل البطاريات الآن على تشغيل الأنظمة العسكرية المتقدمة والمركبات المكهربة وحلول الطاقة المحمولة، مما يؤدي إلى رفع المعادن المهمة من المدخلات الاقتصادية إلى الأصول الاستراتيجية.
- إطار البنية التحتية للبيانات. ومع زيادة الخدمات الرقمية، تزداد الحاجة إلى أنظمة طاقة مرنة تعمل بالبطاريات.
كل من هذه القطاعات يعيد تشكيل صناعة البطاريات. على سبيل المثال، تتطور كيمياء البطاريات بناءً على أولويات مثل التكلفة والسلامة وأمن سلسلة التوريد. يؤدي ظهور فوسفات حديد الليثيوم (LFP) إلى تقليل الاعتماد على الكوبالت والنيكل، في حين يمكن أن تقدم كيمياء الجيل التالي اعتمادات مادية جديدة تمامًا. وفي الوقت نفسه، تعمل سلاسل التوريد شديدة التركيز، وخاصة في آسيا، على خلق نقاط الضعف وتكثيف السباق العالمي لتأمين المصادر المحلية.
نمو الصناعة
مع تسارع الطلب على بطاريات الليثيوم أيون، من المتوقع أن يتوسع سوق تخزين طاقة البطاريات العالمي لمواكبة ذلك. يتوقع الخبراء سوف ينمو السوق من 50.8 مليار دولار أمريكي في عام 2025 إلى ما يقرب من 106 مليار دولار أمريكي في عام 2030.
يمثل هذا النمو تحديًا وفرصة في نفس الوقت: المزيد من البطاريات التي انتهى عمرها الافتراضي وحاجة أكبر لاستعادة المواد الحيوية.
تعد إعادة تدوير البطاريات وسيلة أساسية لإنشاء صناعة بطاريات وطنية أكثر مرونة. واليوم، يتم استخراج العديد من المعادن المهمة خارج حدودنا الوطنية. تتيح إعادة التدوير إنشاء نظام حلقة مغلقة، واستعادة المواد من البطاريات المستعملة، وتنقيتها وتحويلها إلى معادن ضرورية للبطارية، وإعادة دمجها في التصنيع. ويقلل هذا النهج من الاعتماد على المناطق المتقلبة، ويقلل من تكاليف المستهلك ويعزز سلاسل التوريد الوطنية، مما يخلق الأساس لصناعة أكثر تنافسية وأمانًا.
يؤدي التقدم في إعادة التدوير والمعالجة إلى تسريع قدرة أي بلد على استعادة المعادن المهمة وإعادة استخدامها. تعمل هذه التقنيات على تحسين معدلات الاسترداد، وخفض التكاليف وتوفير عمليات قابلة للتطوير لديها القدرة على إحداث تغيير جذري في اقتصاديات الصناعة. وفي الولايات المتحدة، تتوسع القدرة على إعادة التدوير والمعالجة، ومن المتوقع أن تنمو هذه القدرة إلى ما يصل إلى 100% 140 جيجاوات ساعة بحلول عام 2030مما يشير إلى تقدم كبير نحو مرونة سلسلة التوريد.
الحد الأدنى
لم يعد الوصول إلى المعادن المهمة مشكلة متخصصة، كما أن إعادة تدوير البطاريات أمر بالغ الأهمية لإغلاق الحلقة في سلسلة توريد المعادن المهمة التي ستحدد العقد القادم من الابتكار. السباق لا يقتصر فقط على بناء بطاريات أفضل. يتعلق الأمر باستعادة هذه المواد وإعادة استخدامها وإعادة التفكير في أنظمة المواد التي تجعل هذه البطاريات ممكنة.
ديفيد كلانيكي هو الرئيس التنفيذي ورئيس شركة Cirba Solutions.
