رضوى محمد تكتب: إمدادات المعادن: تحديات سلاسل إمداد تصنيع التقنيات الناشئة للبطاريات

لا يزال أمن إمدادات المعادن الحيوية بعيداً عن تحقيق الموثوقية والاستدامة، فى ظل تفاقم التوترات الجيوسياسية الدولية، وما أفرزته من سلسلة الضوابط المفروضة على تصدير المواد والتقنيات الرئيسية. وفى هذا السياق تقدم الوكالة الدولية للطاقة تقريرًا بعنوان «التوقعات العالمية للمعادن الحرجة لعام 2025»، ويتضمن التقرير تقييمًا مفصلًا لأحدث اتجاهات السوق والاستثمار فى التعدين، وتأثيرها فى أمن المعادن الحرجة فى المستقبل. وبالإضافة إلى ذلك، يركز التقرير هذا العام على توضيح المخاطر الأمنية المرتبطة بالتركُّز المفرط لإمدادات المعادن، وينتقل التقرير تباعاً لتسليط الضوء على المجالات التى تتطلب اهتماماً أكبر على مستوى السياسات، بما فى ذلك أدوات السياسات والابتكار التكنولوجى اللازمين لتنويع إمدادات المعادن.
طلب متنامٍ:
استمر زخم الطلب العالمى على المعادن الأساسية فى عام 2024، مع مجيء قطاع الطاقة كأكبر مصدر للنمو؛ ذلك بسبب الانتشار المتزايد لتقنيات الطاقة المتجددة حول العالم. ولكن مع ذلك توسع معروض المعادن بوتيرة أسرع من الطلب، خاصة الإمدادات الآتية من قبل منتجين مثل الصين وإندونيسيا وجمهورية الكونغو الديمقراطية؛ وهو الأمر الذى تسبب فى انخفاض أسعار الخامات، بشكل ينطبق خاصةً على معادن البطاريات.
فقد انخفضت أسعار الليثيوم بأكثر من 80٪ منذ عام 2023، كما تراجعت أسعار الجرافيت والكوبالت بنسبة 20٪، والنيكل ب10٪، ونتيجة لذلك انخفضت الملاءة المالية الجاهزة للاستثمار لدى أكبر 25 شركة تعدين حول العالم. وقد حققت الاستثمارات فى المعادن الحرجة نموا بنسبة 5٪ فقط فى عام 2024، مقارنة بما قدره 14٪ فى عام 2023 (باستثناء خامات الحديد والذهب والفضة).
وتؤكد الوكالة الدولية للطاقة أن ضمان حجم الإنتاج بالشركات المنتجة يمثل آلية ضرورية لمواكبة توقعات الطلب وتأمين الاستثمارات طويلة الأجل، فيما يمكن تحقيق استقرار التكاليف لدى كل من منتجى المعادن ومشتريها عبر تبنى نماذج تسعير كعقود الفروقات ونماذج تحديد الحد الأقصى والأدنى للأسعار.
ومن أجل بناء سلاسل توريد مرنة ومستدامة، يُمكن التوسع فى نشر التقنيات الجديدة التى تدعم زيادة المعروض بكفاءة واستدامة، ففى التعدين هناك مثلاً تقنية استخراج الليثيوم مباشرة (DLE)، وفى التكرير يبرز الابتكارات التى تقلل استهلاك الطاقة، والأخرى الخاصة بتقنيات فصل العناصر الأرضية.
اتجاهات سوق البطاريات:
تذهب توقعات الوكالة الدولية للطاقة إلى أن كاثودات بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ستستحوذ على حصة متزايدة من سوق بطاريات السيارات الكهربائية مستقبلاً. ففى عام 2020 كانت بطاريات الليثيوم أيون المعتمدة على النيكل- تحديداً بطاريات أكسيد الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت– تُشكل أكثر من 90٪ من سوق بطاريات السيارات الكهربائية العالمية، فى حين تشكل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ما يقرب من نصف سوق بطاريات السيارات الكهربائية العالمية فى عام 2024، بشكل أزاح البطاريات المعتمدة على النيكل من الصدارة؛ ويرجع ذلك إلى ارتفاع أسعار النيكل والكوبالت فى عامى 2020 و2021، وإلى الابتكارات التى حسنت كثافة الطاقة لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم.
وقد شهدت نفس الفترة أيضا ظهور بطاريات أيونات الصوديوم، وهى التركيبة الكيمائية الوحيدة لبطاريات السيارات الكهربائية المتوفرة تجاريا، والتى لا تحتوى على الليثيوم، ومن ناحية أخرى ظهرت اتجاهات نحو استخدام أكبر للمنجنيز فى تركيبات كاثود بطاريات الليثيوم أيون، سواء من خلال أنواع فوسفات الحديد الليثيوم المحسنة مثل فوسفات حديد منجنيز الليثيوم، أم من خلال تركيبات غنية بالمنجنيز بالبطاريات المعتمدة على النيكل، وتترقب الصناعة أيضاً نشر بطاريات الحالة الصلبة، والتى تُمثل تحولًا كبيرًا آخر فى التركيب الكيميائى وسلاسل إمداد البطاريات.
تركُّز سلاسل التوريد:
تُهيمن الصين على إنتاج ومعالجة المعادن اللازمة لتصنيع البطاريات القائمة على النيكل، ليس هذا فحسب، وإنما تهيمن كذلك على التقنيات الناشئة للبطاريات كفوسفات الحديد الليثيوم، ويُوضح التقرير خصائص تركُّز سلاسل التوريد الخاصة بها، وذلك على النحو التالى:
1- حمض الفوسفوريك: تُعد الصين أكبر منتج للفوسفات الصخرى فى العالم، وتليها كل من المغرب والولايات المتحدة، وعلى الرغم من الدور الريادى للصين فى تدفق الإمدادات العالمية؛ فإن المغرب تمتلك أكبر احتياطى من الفوسفات الصخرى عالمياً بنسبة 70٪ من إجمالى الاحتياطيات العالمية، فى حين لا تمتلك الصين سوى 5٪؛ وهو ما جعل المغرب تشهد تدفقات كبيرة من الاستثمارات الصينية فى قطاع البطاريات؛ بهدف تأمين إمدادات الفوسفات اللازمة لإنتاج بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم.
وتتطلب هذه البطاريات توفير درجة عالية النقاء من حمض الفوسفوريك، والذى تُهيمن الصين أيضا على معظم إمداداته؛ حيث تنتج ما يقارب ثلاثة أرباع الإنتاج العالمى له، تليها الولايات المتحدة بنسبة تزيد قليلاً على 5٪، ثم أوروبا بنسبة 5٪. فى الوقت نفسه، تتصدر الصين أيضاً إنتاج هيدروكسيد الصوديوم، اللازم لإنتاج بطاريات أيونات الصوديوم؛ حيث استحوذت على نحو 45٪ من الإنتاج العالمى فى عام 2024، على الرغم من أن الولايات المتحدة تُعد أيضاً فاعلاً رئيسياً بنسبة 15٪ من الإمدادات، تليها أوروبا بأكثر من 10٪.
2- كبريتات المنغنيز: تهيمن الصين أيضا على إمداد كبريتات المنغنيز عالية النقاء؛ حيث استحوذت على 95٪ من الإنتاج العالمى فى عام 2024، وتوجد مصفتان فقط للمعالجة الخاصة بها خارج الصين، إحداهما فى بلجيكا والأخرى فى اليابان. فيما يوجد عدد قليل فقط من المشروعات المخطط لها خارج الصين، والتى تواجه تحديات كبيرة تتعلق بتكاليف الاستثمار والتشغيل وقلة الخبرات التكنولوجية، فضلاً عن وجود معايير بيئية أكثر صرامة فيما يتعلق بالتعامل مع النواتج الثانوية والنفايات.
3- كاثودات النيكل: تقود الصين إمدادات كاثودات النيكل فى العالم؛ حيث امتلكت ما يقرب من ثلثى الطاقة الإنتاجية بالعالم فى عام 2024، وتُعد كوريا الجنوبية ثانى أكبر منتج بحصة تقارب 30٪ من الطاقة الإنتاجية، فى حين تمتلك اليابان حصة تبلغ 5٪. وعلى النقيض تماما تهيمن الصين على إنتاج كاثودات فوسفات الحديد الليثيوم بشكل شبه كامل؛ إذ استحوذت على 98٪ من الطاقة الإنتاجية العالمية فى عام 2024. وتتوقع الوكالة الدولية للطاقة أن تنمو حصة أوروبا والولايات المتحدة كل على حدة، من إمدادات كاثودات النيكل إلى 10٪ من الطاقة الإنتاجية العالمية بحلول عام 2030، أما فيما يخص كاثود فوسفات الحديد الليثيوم فيتوقع أن تظل الصين المهيمن الرئيسى عليه.
تحديات شاملة:
يواجه انتشار التقنيات الناشئة للبطاريات عددا من التحديات الفنية والتشغيلية، يمكن استعراض أبرزها على النحو التالى:
أ- صعوبات تقنية: فعلى سبيل المثال، تتطلب بطاريات الحالة الصلبة استخدام أنودات رقيقة من معدن الليثيوم؛ لتحقيق مزايا كبيرة من حيث كثافة الطاقة، ومع ذلك فإن إنتاجها بدرجة نقاء مناسبة للبطاريات على نطاق واسع يُعد مكلفاً مالياً وفنياً، وتنطوى على مخاطر كبيرة تتعلق بالسلامة؛ نظراً للتفاعل الكيميائى العالى لمعدن الليثيوم. فيما يتوقع أن تمتلك الصين أكثر من 90٪ من القدرة الإنتاجية العالمية لأنودات معدن الليثيوم اللازمة للبطاريات بنهاية عام 2025.
ب- ارتفاع تكاليف المنافسين: تُعد أسعار مواد فوسفات الحديد الليثيوم فى الصين منخفضة بشكل استثنائى؛ مما يجعل من الصعب للغاية على الفاعلين الآخرين فى السوق منافسة المنتجين الصينيين؛ إذ يستفيد المنتجون الصينيون من سلسلة توريد شديدة التكامل، فالمواد الخام الرئيسية اللازمة للإنتاج تتوفر داخل الصين بتكلفة منخفضة للغاية؛ وهو أمر يصعب تكراره أو محاكاته فى مناطق أخرى من العالم.
ج- عجز طاقة المعالجة: يرجح أن يشهد العالم عجزاً كبيراً فى معروض كبريتات المنجنيز عالية النقاء بحلول منتصف ثلاثينيات القرن الحالى. فمع قدوم عام 2035، يُتوقع أن يغطى المعروض المتاح ما نسبته 55٪ فقط من الطلب فى سيناريو السياسات المُعلنة، و45٪ فى سيناريو التعهدات المُعلنة، وما لم يتم تطوير قدرات إنتاجية إضافية، فقد يُشكل تكرير المنجنيز عنق زجاجة حقيقى فى سلسلة الإمداد، لا سيما فى إنتاج البطاريات المعتمدة على كيمياء النيكل.
كما قد يعوق شح الإمدادات من كبريتات المنجنيز إنتاج بطاريات فوسفات حديد منغنيز الليثيوم، ولكن بعض المنتجين فى الصين يستخدمون بدائل أخرى مثل أكسيد المنجنيز الرباعى وثانى أكسيد المنجنيز؛ وهو ما قد يُخفف جزئياً من آثار النقص فى إنتاج فوسفات حديد منجنيز الليثيوم، ولكن ستظل كبريتات المنجنيز ضرورية للكيمائيات المعتمدة على النيكل.
د- قيود تجارية: اقترحت وزارة التجارة الصينية فى شهر يناير 2025 حزمة جديدة من القيود على تراخيص تصدير التقنيات المرتبطة بإنتاج بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، وتركز هذه القيود حالياً على التقنيات المتعلقة بإنتاج الجيل الرابع المتقدم من مادة الكاثود. وبالإضافة إلى ذلك تهيمن الصين على براءات الاختراع المتعلقة بمواد فوسفات الحديد الليثيوم المتقدمة القادرة على الشحن السريع وتوفير كثافة طاقة أعلى.
ومن هنا، إذا دخلت القيود المقترحة على الصادرات حيز التنفيذ؛ فقد تؤثر فى خطط الشركات الدولية التى تمتلك قدرات متقدمة فى إنتاج بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. ومن المرجح أن يعوق ذلك تطور وتنوع سلاسل توريد هذه البطاريات، خاصة فى ظل استمرار الطلب الكبير على هذه المواد من قبل مصنعى خلايا البطاريات وشركات صناعة السيارات.
سياسات تطويرية:
يقدم تقرير الوكالة الدولية للطاقة جملة من التوصيات الخاصة بتطوير سلاسل توريد معادن البطاريات، وفيما يلى أبرزها:
أ- توطين صناعة الآلات: يُمكن أن يكون توفير حوافز ودعم مالى لمصنعى آلات ومعدات بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم فعالاً فى تقليل تكاليف المعدات من خلال تحقيق وفرات الحجم. كما من شأن إنشاء تكتل من المنتجين المحليين أو الدوليين للمعدات؛ بهدف تنسيق إنتاج المكونات والمعدات، أن يسهم فى تسريع تحقيق مزايا وفورات الحجم. ومن ناحية أخرى يمكن تحفيز الطلب المحلى على بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم من خلال تقديم حوافز لمستخدمى خلايا فوسفات الحديد الليثيوم المصنعة محليا.
ب- تقديم حوافز للمنتجين: من الضرورى تقديم دعم مالى للفاعلين فى سلاسل توريد المعادن سواء على مستوى النفقات الرأسمالية أم التشغيلية، أم من خلال تدابير أخرى لتقليل المخاطر، مثل تقديم ضمانات للقروض أو خفض أسعار الفائدة؛ إذ من شأن هذه التدابير تشجيع الاستثمارات الخاصة، وتسهيل زيادة إنتاج المعادن ومعالجتها. ويمثل دعم التقنيات الناشئة كتطوير قدرة إنتاج الكربون الصلب وأنودات الليثيوم المعدنية وكبريتيد الليثيوم أولوية رئيسية أيضاً فى سبيل تطوير التقنيات الناشئة للبطاريات.
وفى النهاية تؤكد الوكالة الدولية للطاقة ضرورة دعم جهود البحث والتطوير الصناعى فى مجال فوسفات الحديد الليثيوم لتطوير الجيل الرابع التنافسى من المواد الكاثودية، بالإضافة إلى التنسيق بين مختلف الجهات والدول للتفاوض بشكل أكثر فعالية فى حال فرض أى قيود تجارية على الصادرات المعدنية. ويمكن أن يكون التنسيق بين الجهات الفاعلة الرئيسية مهمًا فى مفاوضات براءات الاختراع فى حال حدوث نزاعات تتعلق بها، فضلًا عن ذلك، يُمكن أن يسهم هذا التنسيق فى خفض تكاليف المواد الخام.
* باحثة متخصصة فى الشؤون الاقتصادية
ينشر بالتعاون مع مركز المستقبل للأبحاث والدراسات المتقدمة