سلاسل التكنولوجيا التي تخزن الطاقة
اشترك في النشرة الأخبارية
اشترك
#268أغسطس 2023

سلاسل التكنولوجيا التي تخزن الطاقة

العودة إلى المحتويات

في يوليو/ تموز، أصدرت الوكالة الدولية للطاقة (IEA) تقريرها السنوي “مراجعة سوق العناصر الحرجة 2023” (Critical Minerals Market Review 2023) الذي يلخص اتجاهات السوق الرئيسة للمعادن الضرورية لمجموعة من تقنيات توليد الطاقة النظيفة والتخزين والمركبات الكهربائية. ووفقًا للتقرير تؤدي روساتوم دورًا رئيسًا في سوق الطاقة النظيفة الروسية، وهي تتبع هذه الاتجاهات، وتتخذ تدابير ضمان الإمدادات المستدامة وتطوير سلاسل التكنولوجيا التي تمتد من الاستكشاف والتعدين إلى المنتجات النهائية، مثل أنظمة تخزين الطاقة والمركبات الكهربائية وتوربينات الرياح.

توقعات عالمية

على مدى السنوات الخمس من 2017 إلى 2022، حقق قطاع الطاقة نموًا بمقدار ثلاثة أضعاف في الطلب على الليثيوم، وقفزة بنسبة 70٪ في الطلب على الكوبالت، وزيادة بنسبة 40٪ في الطلب على النيكل، وذلك وفقًا لتقرير وكالة الطاقة الدولية. ففي عام 2022، على سبيل المثال، نمت مبيعات السيارات الكهربائية بنسبة 60٪ عن عام 2021، لتصل إلى 10 ملايين سيارة. ومن المتوقع أن يشهد هذا العام نموًا آخر بنسبة 30٪ إلى 13 مليون سيارة. على الرغم من انخفاض إضافات طاقة الرياح إلى 75 غيغا واط في عام 2022، بانخفاض 20٪ على أساس سنوي، ويتوقعون نموها بنسبة 70٪ هذا العام لتصل إلى أكثر من 120 غيغا واط.

أدى ارتفاع الطلب إلى تحفيز الأسعار ونمو الإنتاج، وبالتالي تضاعف سوق المعادن المهمة لقطاعات الطاقة الجديدة (الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والتخزين والمركبات الكهربائية) في غضون خمس سنوات، ليصل إلى 320 مليار دولار أمريكي في عام 2022. من حيث المعادن الفردية، نما سوق الليثيوم 6.7 ضعفًا، والعناصر الأرضية النادرة 2.5 ضعفًا، والنيكل 3.1 ضعفًا، والكوبالت 1.9 ضعفًا.

ارتفع إنتاج الليثيوم من حوالي 45 ألف طن في العام 2017 إلى حوالي 130 ألف طن في العام 2022، مع زيادة حصة قطاعات الطاقة النظيفة من 30٪ إلى 56٪. كما ارتفع إنتاج النيكل من حوالي 2.1 مليون طن إلى حوالي 3 ملايين طن، مع ارتفاع حصة الطاقة النظيفة من 6٪ إلى 16٪ من هذه الكمية. ارتفع إنتاج الكوبالت من 100000 طن إلى  170000طن، بينما ارتفعت حصة قطاعات الطاقة النظيفة من 14٪ إلى 40٪.

وعلى الرغم من انخفاض أسعار عديد من المعادن في العام 2023، لكن بعضها بقي أعلى من متوسطه في النصف الثاني من العام 2010. وينطبق هذا بشكل أكبر على الليثيوم، حيث يقترب سعره من 70.000 دولار أمريكي للطن من كربونات الليثيوم في أواخر العام الماضي، بينما كان متوسط سعر 2016-2020 أقل من 20.000 دولار أمريكي للطن. وقد تراوح سعره في الربع الثاني من عام 2023 بين 40.000 و50.000 دولار أمريكي للطن.

تركز الحكومات والشركات، في مواجهة التحديات مع عدم الاستقرار، جهودها على جعل الإمدادات موثوقة قدر الإمكان.

ويشير التقرير إلى “وجود اعتراف متزايد بالحاجة إلى تدخلات سياسية لضمان إمدادات كافية ومستدامة من المعادن“. فقد سُنّ خلال السنوات القليلة الماضية أكثر من 100 قرار ولائحة في جميع أنحاء العالم لتسهيل الاستثمارات في إنتاج المعادن وإمداداتها لتوليد الطاقة الجديدة وتقنيات التخزين، وفرض قيود معينة على التصدير والاستيراد.

ارتفع الاستثمار في هذه المعادن بنسبة 20٪ في العام 2021 مقابل 2020 وازداد بنسبة 30٪ في عام 2022 مقابل 2021. فقد جاء في التقرير: “يُظهر تحليلنا التفصيلي لمستويات الاستثمار في 20 شركة تعدين كبيرة ذات حضور كبير في تطوير معادن تحول الطاقة ارتفاعًا قويًا في الإنفاق الرأسمالي على المعادن المهمة، مدفوعًا بالزخم القوي وراء نشر الطاقة النظيفة“. كما ارتفع الإنفاق على الاستكشاف بنسبة 20٪ على أساس سنوي، وكان الليثيوم مسؤولاً عن معظم هذا النمو. كما كانت أستراليا وكندا المتصدرين في هذا القطاع، بينما سجلت البرازيل والدول الأفريقية أيضًا زيادة في الإنفاق على الاستكشاف.

روسيا

كثفت روسيا جهودها بشكل حاد، خلال السنوات القليلة الماضية، نحو تطوير قطاع السيارات الكهربائية وتأمين إمدادات موثوقة من المعادن الضرورية لتوليد الطاقة الجديدة وتقنيات التخزين. وفي العام 2020، وافقت الحكومة الروسية على خارطة طريق تكنولوجيا المواد والمواد الجديدة التي ركزت، من بين أمور أخرى، على إمدادات العناصر الأرضية النادرة. وقد حُدثت خارطة الطريق في العام 2022. كما اعتمدت الحكومة خلال العام 2021 برنامج تطوير التنقل الكهربائي 2030.

تُعدّ روساتوم مسؤولة عن تحقيق أهداف العناصر الأرضية النادرة في إطار خارطة طريق تكنولوجيا المواد والمواد الجديدة. كما تؤدي تعد روساتوم النووية الروسية دورًا رئيسًا في السوق الروسية لأنظمة تخزين الطاقة لكل من تطبيقات الطاقة والمركبات الكهربائية، وفي سوق طاقة الرياح. وتعمل روساتوم باستمرار على تطوير كفاءاتها اللازمة لبناء سلاسل إنتاج وتقنية رأسية في هذه الأسواق.

تتمتع روسيا بالاكتفاء الذاتي في عديد من المعادن المطلوبة لتوليد الطاقة الجديدة وتقنيات التخزين. على وجه الخصوص، تنتج شركة نورنيكل Nornickel والتي مقرها روسيا، وهي شركة تعدين عالمية رئيسية للنيكل، معادن مجموعة الكوبالت والنحاس والبلاتين، والتي تعد ضرورية أيضًا لقطاع الطاقة النظيفة. كما تؤدي شركة روسية أخرى، روسال RUSAL، دورًا رئيسًا في سوق الألمنيوم العالمي. وتنتج عديد من الشركات الروسية النحاس. كما تُعدّ البلاد غنية بالفوسفات، الذي يُستخرج على نطاق واسع لاستخدامات الأسمدة كما يمكن استخدامه في بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم للسيارات الكهربائية.

ليس لدى روسيا إنتاج محلي من الليثيوم حتى الآن، لكن المشكلة قيد الحل. ففي شباط/ فبراير الماضي، حصل مشروع “الليثيوم القطبي Polar Lithium”، وهو مشروع مشترك بين نورنيكل وروساتوم، على ترخيص تعدين رواسب الليثيوم في Kolmozerskoye. من المقرر أن يبدأ الإنتاج في عام 2029. ويُتوقع الانتهاء من تقديرات الرواسب بحلول نهاية عام 2024. ووفقًا للتقديرات الأولية، فإن الرواسب ستنتج 1.96 مليون طن من الخام سنويًا، وهو ما يعادل 45000 طن من كربونات الليثيوم وهيدروكسيد الليثيوم. سيكون هذا كافيًا لتلبية احتياجات روسيا، مع بقاء فائض للتصدير.

كما تقيم روساتوم شراكات أجنبية في قطاع الليثيوم. فقد كتبنا في العدد الأخير من النشرة الإخبارية أن شركة يورانيوم ون غروب Uranium One Group التابعة لروساتوم وشركة رواسب الليثيوم البوليفية Yacimientos de Litio Bolivianos الحكومية البوليفية قد وقعتا اتفاقية إطارية بقيمة 600 مليون دولار أمريكي لبناء منشأة لإنتاج كربونات الليثيوم بسعة 25000 طن في سالار دي باستوس غراندس.

كما تعمل روساتوم على توسيع نطاق حضورها في قطاع الطاقة المتجددة. ففي أيار/ مايو الماضي، استحوذت المؤسسة الروسية التي تديرها الدولة على لوفوزيرسكي غوك Lovozersky GOK، المنتج الروسي الوحيد للوباريت المركز، وهو مصدر مادي لإنتاج التيتانيوم والمركبات والتنتالوم والنيوبيوم والكهرباء الأرضية الخفيفة. تتم معالجة تركيز اللوباريت الذي تنتجه لوفوزيرسكي غوك في مصنع سوليكامسك المغنيزيوم Solikamsk Magnesium. كما سيتم نقل حصصها إلى روساتوم، وفقًا لمرسوم صادر عن الرئيس الروسي.

إلى جانب تأمين الإمدادات المعدنية، تعمل روساتوم على توسيع نطاق المكونات المنتجة. على سبيل المثال، يعتزم قسم الوقود تفيل TVEL التابع لروساتوم إنشاء إنتاج واسع النطاق للمغانظ الأرضية النادرة الدائمة في مدينة جلازوف بجمهورية أودمورتيا الروسية. وهي عناصر مهمة في المحركات الكهربائية والمولدات لتوربينات الرياح. ويُتوقع أن تقوم الشركة

بتصنيع أكثر من 1000 طن من مغانط النيوديميوم والحديد والبورون بحلول عام 2028. ويمكن زيادة الإنتاج حتى 3000 طن بعد عام 2030. وعند توقيع الاتفاقية مع حكومة أودمورتيا صرّح أندريه أندريانوف، الرئيس التنفيذي لشركة روساتوم ميتال تيك Rusatom MetalTech (جزء من تفيل) قائلًا: “نخطط لدخول قطاعات جديدة من سوق المغانط الأرضية النادرة لتغطية المناطق النامية في قطاعات الاقتصاد الروسي، من صناعات السيارات والطيران إلى التطبيقات الإلكترونية والمولدات القوية”.

إن شركة روساتوم هي شركة رائدة في بناء قدرة توليد طاقة الرياح الجديدة في روسيا. فقد أضاف قسم طاقة الرياح نوفاويند 940 ميغاواط من طاقة الرياح الجديدة حتى الآن، بإجمالي سعة جديدة تبلغ حوالي 1.7 غيغا واط بحلول عام 2027. كما تقوم نوفاويند بتصنيع أجزاء ومكونات لتوربينات الرياح، إضافة إلى المغانط، وصولًا إلى إنتاج شفرات التوربينات.

كما تعمل روساتوم على تأسيس إنتاج بطاريات التخزين. في كالينينغراد، حيث ستشرع شركة رينيرا RENERA التابعة لتفيل قريبًا في بناء مصنع غيغافكتوري gigafactory لتصنيع خلايا بطارية بسعة سنوية تبلغ 4 غيغا واط في الساعة. وقد حصل المشروع على الموافقة الرسمية في يونيو/ حزيران، وستبدأ رينيرا أعمال البناء في الأشهر المقبلة، مع الانتهاء بالفعل من الاستعدادات في الموقع. ويُتوقع تشغيل غيغافكتوري في العام 2025، على أن تتبعه مصانع مماثلة في المستقبل.

في الوقت الحالي، تدير شركة رينيرا موقعًا لتجميع البطاريات في موسكو وتزود أنظمة تخزين الطاقة لتطبيقات النقل العام، مثل حافلات الترولي التي يزداد مجال سفرها والعاملة في سانت بطرسبرغ.

كما ستوفر رينيرا بطاريات للسيارة الكهربائية الروسية الصنع “أتوم Atom”. فإضافة إلى بطاريات التخزين، يعمل مهندسو شركة روساتوم على تطوير محرك غير مكلف نسبيًا وموثوق لهذه السيارة. وقدم المهندسون، منذ البداية، قابلية التعديل لإنشاء مجموعة واسعة من المحركات لنماذج EV أخرى. من المتوقع أن يصل مدى سفر أتوم إلى 500 كيلومتر، وستكون متكيفة مع المناخ الروسي البارد.

وبما أن النقل الكهربائي يتطلب بنية تحتية متطورة للشحن، فإن محطات الشحن أيضًا في بؤرة اهتمام روساتوم. حيث يعتزم قسم الطاقة الكهربائية روس إنيرجو أتوم RosEnergoAtom نشر سلسلة من محطات الشحن الكهربائي التي ستغطي أولاً أكثر من مليون مدينة والطرق السريعة الرئيسية، مثل تلك التي تربط موسكو وسانت بطرسبرغ. فقد قال ديمتري بارانوف، الخبير الرائد في فينام مانجمينت: “تخطط روسيا لتشغيل 9400 محطة شحن على الأقل بحلول عام 2024، بما في ذلك ما يقرب من 3000 محطة شحن سريع تشحن السيارة بالكامل في غضون 20 دقيقة، إن تسليم خطط روساتوم سيجعل الشركة رائدة في السوق ويساهم في تطوير البنية التحتية للنقل الكهربائي المحلي“.

ووفقًا له، فإن قطاع النقل الكهربائي الروسي يتطور بشكل مطرد مع تزايد أعداد السيارات الكهربائية، وظهور علامات تجارية جديدة، وزيادة اهتمام المستهلكين، وتوسع البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية وصيانتها. يقول السيناريو المتفائل الذي أعدته وزارة الصناعة والتجارة الروسية إن السيارات الكهربائية ستشكل 15٪ من السوق بحلول العام 2030.

أخيرًا، تخطط روساتوم للانخراط في أعمال إعادة تدوير البطاريات. لهذا الغرض، بدأت الشركة الروسية التي تديرها الدولة مشروعًا لبناء مصنع لإعادة تدوير البطاريات. وفي الوقت الحاضر، تجري أعمال التصميم الهندسي وتتم مراجعة نتائج مسح الموقع من قبل الجهة المنظمة.

توضح النظرة العامة الموجزة أعلاه مشاركة روساتوم في عديد من قطاعات توليد الطاقة الجديدة وتكنولوجيا التخزين، والنية لبناء سلسلة تقنية عمودية في قطاع السيارات الكهربائية. من خلال اكتساب الخبرة والتكنولوجيا، تضمن روساتوم السيادة التكنولوجية لروسيا وتضع أساسًا متينًا لصادرات التكنولوجيا الفائقة.