صنعت معدن جهان در حال عبور از مدلی است که در آن دسترسی به ذخایر و ظرفیت استخراج مهم‌ترین معیار رقابت بود.
اکنون هزینه انرژی، میزان انتشار کربن و توانایی شرکت‌ها برای تأمین پایدار برق نیز به عوامل تعیین‌کننده در رقابت‌پذیری معادن تبدیل شده‌اند.
صنعت معدن جهان وارد مرحله‌ای شده است که در آن موضوع انرژی دیگر یک مسئله جانبی نیست و به بخشی از راهبرد اصلی شرکت‌های معدنی تبدیل شده است.
شرکت‌های بزرگ معدنی که برای سال‌ها به دیزل، زغال‌سنگ و برق حاصل از سوخت‌های فسیلی وابسته بودند، اکنون به سمت نیروگاه‌های خورشیدی، سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی و ماشین‌آلات برقی حرکت می‌کنند.
این تغییر تنها با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای دنبال نمی‌شود.
کاهش هزینه‌های بلندمدت، افزایش امنیت تأمین انرژی، بهبود بهره‌وری و رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه زیست‌محیطی نیز از عوامل مهم این تغییر مسیر هستند.
بررسی‌های منتشرشده از سوی نشریه Mining Technology و مؤسسه GlobalData نشان می‌دهد انرژی خورشیدی در حال تبدیل‌شدن به یکی از مهم‌ترین فناوری‌های مورد استفاده در برنامه‌های کربن‌زدایی معادن است.
فناوری‌هایی مانند هیدروژن سبز و جذب و ذخیره کربن هنوز برای استفاده گسترده تجاری با محدودیت‌هایی مواجه‌اند، اما نیروگاه‌های خورشیدی، باتری‌های ذخیره‌سازی و تجهیزات برقی هم‌اکنون وارد مرحله اجرایی شده‌اند.
خورشید؛ نخستین گام در کاهش وابستگی به دیزل
کربن‌زدایی صنعت معدن یک فرآیند تدریجی است و جایگزینی کامل تجهیزات دیزلی به سرمایه‌گذاری قابل توجهی نیاز دارد.
به همین دلیل، بسیاری از شرکت‌ها فرآیند گذار را از بخش تولید برق آغاز کرده‌اند.
انرژی‌های تجدیدپذیر از یک سو به فناوری‌های نسبتاً بالغی تبدیل شده‌اند و از سوی دیگر کاهش هزینه تولید برق خورشیدی و بادی، استفاده از آنها را برای صنایع بزرگ جذاب‌تر کرده است.
اهمیت این موضوع زمانی بیشتر می‌شود که شرکت‌ها قصد داشته باشند ماشین‌آلات دیزلی را با تجهیزات برقی جایگزین کنند.
کاهش واقعی انتشار کربن زمانی اتفاق می‌افتد که برق مورد استفاده این تجهیزات نیز از منابع کم‌کربن یا تجدیدپذیر تأمین شود.
به همین دلیل، توسعه نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند به‌عنوان یکی از پایه‌های اصلی برقی‌سازی آینده معادن در نظر گرفته شود.
رشد سریع انرژی خورشیدی در معادن
داده‌های GlobalData نشان می‌دهد انرژی خورشیدی در میان منابع مورد استفاده معادن، یکی از سریع‌ترین نرخ‌های رشد را تجربه می‌کند.
اگرچه گاز طبیعی همچنان در بسیاری از معادن فعال منبع مهم تولید برق محسوب می‌شود، سهم انرژی خورشیدی در پروژه‌های جدید با سرعت بیشتری در حال افزایش است.
در حال حاضر حدود ۱۱ درصد معادن فعال دارای تولید برق در محل از سامانه‌های خورشیدی استفاده می‌کنند.
این سهم در پروژه‌های معدنی جدید به حدود ۴۱ درصد رسیده است.
این اختلاف می‌تواند نشانه‌ای از تغییر جهت سرمایه‌گذاری‌های آینده صنعت معدن باشد.
در اروپا، انرژی خورشیدی به جایگاه ویژه‌ای در پروژه‌های معدنی جدید دست یافته و حدود ۸۷ درصد ظرفیت تولید برق پروژه‌های معدنی جدید را تشکیل می‌دهد.
در مقابل، آمریکای شمالی همچنان وابستگی بیشتری به گاز طبیعی دارد و سهم خورشیدی در آن حدود ۴ درصد گزارش شده است.
در خاورمیانه و آفریقا نیز انرژی خورشیدی به تدریج در حال جایگزین‌شدن با دیزل در برخی معادن است.
این تغییر برای معادن دورافتاده اهمیت اقتصادی ویژه‌ای دارد، زیرا کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی می‌تواند هزینه و پیچیدگی تأمین انرژی را کاهش دهد.
برق پاک به ابزار مدیریت هزینه تبدیل می‌شود
همه معادن امکان احداث نیروگاه اختصاصی ندارند.
بخشی از شرکت‌های معدنی که به شبکه برق متصل هستند، از قراردادهای بلندمدت خرید برق تجدیدپذیر برای کاهش انتشار و تثبیت هزینه انرژی استفاده می‌کنند.
در این مدل، شرکت معدنی برای چندین سال برق مورد نیاز خود را با قیمت مشخص از نیروگاه‌های خورشیدی یا بادی خریداری می‌کند.
این روش علاوه بر کاهش انتشار کربن، می‌تواند شرکت‌ها را در برابر نوسانات قیمت انرژی نیز مقاوم‌تر کند.
بر اساس گزارش GlobalData، شرکت BHP بین سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۵ با امضای ۱۰ قرارداد خرید برق، بیشترین استفاده را از این ابزار داشته است.
پس از آن Rio Tinto با ۹ قرارداد و Anglo American با ۶ قرارداد قرار گرفته‌اند.
ماشین‌آلات برقی؛ مرحله بعدی تحول
تولید برق پاک تنها بخشی از مسیر کربن‌زدایی معدن است.
مرحله بعدی، جایگزینی ماشین‌آلات و ناوگان دیزلی با تجهیزات برقی است.
برآوردهای سازمان تغییرات اقلیمی استرالیا نشان می‌دهد حدود ۲۰ درصد انتشار گازهای گلخانه‌ای معادن این کشور از احتراق سوخت، عمدتاً دیزل، ناشی می‌شود.
به همین دلیل، کاهش وابستگی به موتورهای دیزلی به یکی از اهداف اصلی شرکت‌های معدنی تبدیل شده است.
مطالعه دانشگاه هاروارد نیز نشان می‌دهد برقی‌سازی ناوگان معادن روباز می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا ۹۲.۶ درصد کاهش دهد و هزینه‌های عملیاتی را نیز بین ۴۰ تا ۶۲ درصد پایین بیاورد.
نمونه‌های اولیه معادن برقی
این تحول دیگر صرفاً در سطح برنامه‌ریزی باقی نمانده و نمونه‌های عملی آن در نقاط مختلف جهان در حال گسترش است.
معدن مس آیتیک در شمال سوئد از جمله معادنی است که سامانه ترولی‌کمک را به کار گرفته است.
شرکت Anglo American نیز توسعه ناوگان برقی خود را دنبال می‌کند.
در چین، معدن زغال‌سنگ ییمین از ۱۰۰ کامیون برقی خودران مجهز به هوش مصنوعی استفاده می‌کند.
شرکت First Quantum نیز ۵۱ کامیون معدنی برقی را وارد مدار کرده است.
شرکت Shandong Gold نیز از ده‌ها دستگاه لودر و ماشین حمل‌ونقل برقی استفاده می‌کند.
GlobalData پیش‌بینی کرده است با پیشرفت فناوری باتری، برقی‌سازی گسترده ناوگان معدنی می‌تواند بین سال‌های ۲۰۳۵ تا ۲۰۴۰ به مرحله تجاری کامل برسد.
هزینه اولیه؛ مهم‌ترین مانع گذار
با وجود مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی، گذار انرژی برای معادن بدون هزینه نیست.
بر اساس نظرسنجی GlobalData، ۴۴ درصد فعالان صنعت معدن هزینه اولیه خرید تجهیزات برقی را مهم‌ترین مانع توسعه این فناوری می‌دانند.
قیمت کامیون‌های معدنی باتری‌برقی بسته به ظرفیت می‌تواند از چند صد هزار دلار تا بیش از ۶ میلیون دلار برسد.
توسعه زیرساخت شارژ، خطوط انتقال برق و سامانه‌های ذخیره‌سازی نیز به سرمایه‌گذاری‌های جدید نیاز دارد.
با این حال، هزینه اولیه بالا الزاماً به معنای غیراقتصادی بودن فناوری نیست.
مؤسسه IDTechEx برآورد کرده است یک کامیون برقی ۱۵۰ تنی در طول عمر عملیاتی خود می‌تواند بیش از ۵.۵ میلیون دلار در هزینه سوخت صرفه‌جویی کند.
ذخیره‌سازی؛ حلقه‌ای که نباید نادیده گرفته شود
توسعه انرژی خورشیدی یک محدودیت مهم نیز دارد.
خورشید و باد منابعی متناوب هستند و تولید آنها در تمام ساعات شبانه‌روز یکسان نیست.
برای معادنی که به برق پایدار نیاز دارند، بنابراین توسعه سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی اهمیت زیادی پیدا می‌کند.
باتری‌های بزرگ می‌توانند برق تولیدشده در زمان اوج تولید را ذخیره و در زمان کاهش تولید انرژی تجدیدپذیر وارد مدار کنند.
برآوردها نشان می‌دهد هزینه بهره‌برداری سامانه‌های ذخیره‌سازی در دوره‌های ۱۰ تا ۱۵ ساله می‌تواند بین ۳۰ تا ۶۰ درصد کمتر از ژنراتورهای دیزلی باشد.
کاهش آلودگی صوتی، سرعت بالاتر ورود به مدار و امکان توسعه مرحله‌ای نیز از دیگر مزایای این سامانه‌ها محسوب می‌شود.
اندیشکده Ember نیز انتظار دارد کاهش قیمت باتری‌ها در سال‌های آینده، هزینه سرمایه‌گذاری در این بخش را بیشتر کاهش دهد.
نگاه خبرشناس
آنچه در تحول انرژی صنعت معدن اهمیت دارد، این است که انرژی پاک در حال عبور از جایگاه یک انتخاب زیست‌محیطی به یک مزیت اقتصادی و رقابتی است.
شرکت معدنی آینده فقط به این فکر نمی‌کند که چه مقدار ماده معدنی می‌تواند استخراج کند.
هزینه تولید، امنیت انرژی، دسترسی به برق پایدار، میزان انتشار کربن و امکان تأمین مالی پروژه نیز به همان اندازه اهمیت پیدا کرده‌اند.
از این منظر، گذار انرژی می‌تواند ساختار جغرافیایی و اقتصادی صنعت معدن را نیز تحت تأثیر قرار دهد.
معدنی که بتواند انرژی مورد نیاز خود را با هزینه کمتر و ثبات بیشتر تأمین کند، در بلندمدت می‌تواند نسبت به رقبایی که همچنان به سوخت‌های فسیلی وابسته‌اند، مزیت بیشتری داشته باشد.
در عین حال، سرمایه‌گذاری سنگین اولیه نشان می‌دهد این تحول برای همه شرکت‌ها و کشورها با سرعت یکسان اتفاق نخواهد افتاد.
کشورها و شرکت‌هایی که زودتر زیرساخت برق پاک، ذخیره‌سازی و تجهیزات برقی را توسعه دهند، احتمالاً در آینده فقط از نظر زیست‌محیطی وضعیت بهتری نخواهند داشت، بلکه از نظر هزینه و رقابت‌پذیری نیز موقعیت متفاوتی پیدا خواهند کرد.
به نظر می‌رسد پرسش آینده صنعت معدن دیگر فقط این نیست که چه مقدار ماده معدنی استخراج می‌شود.
پرسش مهم‌تر این است که این ماده با چه میزان انرژی، چه هزینه‌ای و با چه ردپای کربنی تولید خواهد شد.
منبع اولیه: Mining Technology و GlobalData
تنظیم و بازخوانی تحلیلی: خبرشناس
