الاستدامة
إعادة تدوير الليثيوم مقابل السياسات: ما الذي يعيق التوسع؟
Sourcing Lithium: Mining vs. Recycling (What Scales Faster?)
مع اتجاه التحول إلى الكهرباء، أصبح الليثيوم سريعًا سلعة عالمية مهمة، مدفوعًا تقريبًا بالكامل بتبني السيارات الكهربائية.
المصدر: Statista
في حين يتم النظر في كيميائيات بطاريات أخرى مثل الصوديوم-أيون للإنتاج الضخم، لا يزال الليثيوم هو ملك كيميائيات البطاريات، بفضل خصائصه الكهربائية الاستثنائية.
لذا خلال السنوات القليلة الماضية، ارتفع الطلب على الليثيوم بشكل مستمر، تقريبًا تضاعف أربع مرات بين عامي 2020 و2025.
حاليًا، يتم إنتاج معظم الليثيوم من رواسب مركزة، إما من المياه المالحة (المياه الغنية بالمعادن) أو من رواسب معدنية تُسمى سبودومين.
من المحتمل أن يكون مصدر جديد للليثيوم هو إعادة تدوير البطاريات القديمة. لكن ذلك سيتطلب تطوير قاعدة تكنولوجية مناسبة، وبناء بنية تحتية ملائمة، وإطار قانوني وتنظيمي قوي.
كيف ستؤثر إعادة تدوير الليثيوم على إنتاج الليثيوم في المستقبل قد نوقشت مؤخرًا بالتفصيل من قبل باحثين في جامعة إديث كوان الأسترالية وجامعة غرب أستراليا، في ورقة1 نُشرت في مجلة إدارة البيئة تحت عنوان “مراجعة شاملة لاسترداد الليثيوم من بطاريات الليثيوم-أيون والسبودومين”.
Lithium Sources
From Brines & Spodumene to Battery-Grade Lithium
في المستقبل القريب، من المتوقع أن يأتي أكبر زيادة في إنتاج الليثيوم من أستراليا ومواردها الغنية من السبودومين. وبالتوازي، يتزايد استخراج الليثيوم من المياه المالحة، خاصة في تشيلي والأرجنتين، وجزئيًا في الصين، لكن بوتيرة أبطأ.
مع تقدم عمر البطاريات، تصبح مصدرًا كبيرًا لليثيوم المتاح بسهولة فوق الأرض، خاصةً عندما يتم سحب معظم بطاريات السيارات الكهربائية بمجرد انخفاضها إلى 70-80٪ من شحنها القصوى الأولية.
في عام 2023، وصل إنتاج البطاريات العالمي إلى حوالي 2.5 تيراواط ساعة؛ وكانت السعة المضافة في 2023 أكثر من 25٪ أعلى مقارنةً بـ 2022. وبالتوازي، ارتفع الطلب على الليثيوم بنحو 30٪.
في المقابل، تجاوزت القدرة العالمية لإعادة التدوير 300 جيجاواط ساعة سنويًا في 2023، حيث يقع أكثر من 80٪ من هذه القدرة في الصين. وفي المقابل، تمثل أوروبا والولايات المتحدة كل منهما أقل من 2٪ من القدرة العالمية لإعادة التدوير. لذا فإن القدرة الحالية لإعادة التدوير تغطي فقط 12٪ من إنتاج البطاريات الحالي، والذي لا يزال يتضاعف أكثر من كل 2-3 سنوات.
EV Battery Waste: Scale, Risks & Fire Hazards
من 2021 إلى 2030، من المتوقع أن تتقاعد ما يقدر بـ 12.85 مليون طن من بطاريات الليثيوم-أيون للسيارات الكهربائية عالميًا، وفقًا لجرينبيس. بالنسبة للصين، تشير توقعات صناعية متعددة إلى حوالي 3–3.5 مليون طن بحلول 2030، مما يبرز ضرورة الجمع وإعادة التدوير على نطاق واسع.
يمكن أن يتسبب ذلك في تلوث كبير ومخاطر بيئية، حيث تحتوي بطاريات الليثيوم على مزيج معقد من المواد الكيميائية، بما في ذلك المعادن الثقيلة. لذا فإن إعادة التدوير ليست مجرد مسألة تقليل تأثير إنتاج الليثيوم، بل أيضًا تجنب أنواع أخرى من التلوث.
يمكن للبطاريات غير المعاد تدويرها أيضًا أن تتسبب في حرائق مكبات النفايات، والتي، عند الجمع مع إنتاج الميثان من المكبات، قد تؤدي إلى عواقب كارثية.
يمكن للحرائق السطحية وتحت الأرض أن تتسبب في إنتاج غازات سامة مثل الديوكسينات، الفورانات، المركبات العضوية المتطايرة (VOCs)، ثنائي الفينيل متعدد الكلور، المبيدات العضوية المكلورة (Nair et al., 2019/01)، الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكبريت، وكبريتيد الهيدروجين (IEAa).
Battery Recycling: Hydromet vs. Pyromet vs. Direct Recovery
هناك حاليًا ثلاث طرق رئيسية لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم المستعملة: البيروميتالورجيا، الهيدروميتالورجيا، والاسترداد المباشر.
المصدر: ResearchGate
بشكل عام، هذه الطرق أقل استهلاكًا للطاقة قليلاً مقارنةً بإنتاج الليثيوم من الموارد الطبيعية الخام، لكنها تقلل بشكل كبير من باقي الأثر البيئي.
على سبيل المثال، تقلل إعادة تدوير بطاريات الليثيوم من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وتقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت (SO2)، ويمكن أن تقلل استهلاك المياه بأكثر من النصف في حالة طرق البيروميتالورجيا.
كلا من البيروميتالورجيا والهيدروميتالورجيا يستخدمان ما يُسمى “الكتلة السوداء”، أو البطارية المطحونة التي تحتوي على مزيج معقد من المعادن والمواد الكيميائية.
من بين هذه الطرق، تُعد البيروميتالورجيا الأكثر تلوثًا من حيث الغازات السامة غير المرغوب فيها. وعلى النقيض، فإن الهيدروميتالورجيا أقل سمية، لكنها تتطلب موارد مائية أكبر (لكنها لا تزال أقل بكثير من استخراج الليثيوم من الخامات الخام).
كلا نوعي إعادة التدوير يتطلب عدة خطوات، كل منها ينتج نوعًا خاصًا من التلوث الذي يجب معالجته.
اسحب للتمرير →
| الطريقة | ما تقوم به | الإيجابيات | السلبيات | الأفضل لـ |
|---|---|---|---|---|
| الهيدروميتالورجيا | يستخلص المعادن من الكتلة السوداء باستخدام الكيمياء المائية | استرداد عالي؛ انبعاثات هوائية أقل مقارنةً بالبيروميتالورجيا؛ قابل للتوسع لعدة كيميائيات | استخدام ماء أعلى؛ الحاجة إلى إدارة الكواشف | NMC/NCA، تدفقات كيميائية مختلطة |
| البيروميتالورجيا | يذوب الكتلة السوداء لتكوين سبيكة؛ يتخلص من مواد أخرى | قوة تحمل لتقلبات المدخلات؛ سرعة معالجة عالية | استهلاك طاقة أعلى وانبعاثات هوائية أكبر؛ فقدان الجرافيت/الليثيوم دون خطوات إضافية | تدفقات عالية الكوبالت (هواتف قديمة/LCO)، ما قبل المعالجة |
| مباشر (من القطب الموجب إلى القطب الموجب) | يعيد هيكل القطب الموجب لاستخدامه مرة أخرى | من المحتمل أن يكون أقل استهلاك للطاقة/المواد الكيميائية؛ يحافظ على القيمة | محدد للكيماويات؛ يحتاج إلى دمج سلسلة الإمداد | الكيميائيات الموحدة للسيارات الكهربائية مع شراكات OEM |
Regulatory Gaps Holding Back Lithium Recycling
حاليًا، لا يتم إعادة تدوير معظم البطاريات، جزئيًا بسبب نقص القدرة، وجزئيًا بسبب عدم كفاية اللوائح.
هناك حاجة إلى إطار أكثر صرامة يُلزم بجمع وإعادة تدوير البطاريات الحالية بشكل صحيح. هذا لن يزيد فقط من جمع النفايات الضارة المحتملة، بل سيوفر أيضًا للصناعة حجمًا متوقعًا من المواد، مما يساعد على تحديد حجم بنية التدوير بشكل صحيح.
نظر العلماء في تفصيل تكاليف إعادة التدوير، واكتشفوا أن الجمع، النقل، تفكيك البطارية، والمعالجة الأولية (السحق أو الصهر) تشكل جزءًا كبيرًا من إجمالي التكاليف.
وبالتالي، فإن تحسين هذه العمليات من خلال سياسات ملائمة، جمع نفايات مركزي، وتحسين مواقع إعادة التدوير يمكن أن يزيد بشكل كبير من ربحية إعادة تدوير بطاريات الليثيوم. وعلى الرغم من أن التكنولوجيا الأفضل يمكن أن تقلل التكلفة للخطوات الأخرى، فإن هذه التكاليف الأولية هي مسألة تنظيمية.
نظرًا لاستهلاكها الأقل للطاقة والتلوث، يجب على صانعي السياسات تشجيع الهيدروميتالورجيا، ويجب اختيار المواقع التي تكون غنية بالطاقة والمياه لتجنب الضغط على الموارد المحلية.
اسحب للتمرير →
| عنصر السياسة | 2031 (الحد الأدنى للمحتوى المعاد تدويره) | 2036 (الحد الأدنى للمحتوى المعاد تدويره) | أهداف استرداد المواد (بحلول 2027 / 2031) | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|
| الكوبالت | 16% | 26% | 90% / 95% | بطاريات صناعية/سيارات كهربائية/SLI ضمن النطاق |
| الليثيوم | 6% | 12% | 50% / 80% | تنطبق أهداف الاسترداد على مصانع إعادة التدوير |
| النيكل | 6% | 15% | 90% / 95% | تنظيم الاتحاد الأوروبي (EU) 2023/1542 |
| الرصاص | 85% | 85% | — | حدود الرصاص تبقى ثابتة |
اكتشف البحث أيضًا أن نوع البطارية المعاد تدويرها يؤثر بشكل كبير على ربحية عملية إعادة التدوير.
“الإيرادات المتولدة من إعادة تدوير بطاريات LCO (أكسيد الليثيوم والكوبالت) كانت أكبر بسبع مرات مقارنةً ببطاريات LFP (فوسفات الليثيوم الحديد) وعشر مرات مقارنةً ببطاريات LMO (أكسيد الليثيوم والمنغنيز).”
مع تزايد شيوع بطاريات LFP، في محاولة لتقليل التكاليف والاعتماد على إمدادات الكوبالت من الكونغو، يجب أخذ ذلك في الاعتبار عند صياغة السياسات المتعلقة بإعادة تدوير البطاريات.
Bottom Line: Policy Will Decide Recycling’s Pace
تقنية إعادة تدوير الليثيوم أصبحت الآن أكثر نضجًا، حيث تبرز الهيدروميتالورجيا كفائزة واضحة على البيروميتالورجيا عند الأخذ في الاعتبار تلوث الهواء (الغازات السامة) واستهلاك الطاقة.
مع ذلك، يواجه المعيدون عدة مشكلات لا يمكنهم حلها بأنفسهم، بل تتطلب تحركًا سريعًا من قبل المشرعين.
الخطوة الأولى هي تنظيم جمع أكثر كفاءة للبطاريات المستخدمة، مما قد يتطلب إلزامًا قويًا على مصنعي البطاريات والسيارات الكهربائية لتتبع وإثبات استعادة المنتجات التي باعوها للجمهور.
في هذا الصدد، من المحتمل أن تكون الخطط التي وضعتها الاتحاد الأوروبي والتي تنص على أن جميع البطاريات يجب أن تحتوي على 6٪ من مادة الليثيوم المعاد تدويرها بحلول 2031 وحتى 12٪ بحلول 2036 غير كافية.
الخطوة الثانية ستكون تشجيع الاعتماد على الهيدروميتالورجيا في مرافق إعادة التدوير بشكل صحيح وتوفير الحوافز المناسبة فيما يتعلق بالضوابط البيئية.
أخيرًا، بناء مرافق إعادة التدوير نشاط يتطلب رأس مال كبير، ويمكن للقطاع العام تقديم منح، وإعانات، وقروض منخفضة الفائدة لتسريع البناء. نظرًا لأن القدرة العالمية لإعادة التدوير لا تزال متأخرة كثيرًا عن حجم إنتاج البطاريات الحالي، الذي يتضاعف أيضًا بسرعة، فإن اتخاذ إجراءات سريعة أمر ضروري.
يجب على المشرعين في الدول الغربية بشكل خاص الانتباه إلى أن دولهم تتأخر بالفعل بشكل كبير عن الصين في مجال إعادة التدوير، مما قد يؤدي على المدى الطويل إلى حجز مصدر جديد كبير للمعادن داخل الصين، بالإضافة إلى العديد من فرص العمل في مجال الطاقة الخضراء.
كمثال على هذا الاتجاه، عملاق البطاريات CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited – 3750.HK) يتصور بالفعل أن 50٪ من بطارياته الجديدة لن تستخدم معادن مستخرجة خلال 20 عامًا، وذلك فقط لأنه يتوقع أن الطلب سيتزايد أسرع من إمدادات البطاريات القديمة.
كما تقوم CATL ببناء شبكة جمع بطارياتها الخاصة، Brunp Recycling، مع أكثر من 240 مستودع جمع، ومعدل استرداد 99.6٪ من النيكل، الكوبالت، والمنغنيز، وأكثر من 10,000 موظف.
(يمكنك قراءة المزيد عن CATL في تقريرنا المخصص عن الشركة)
Investing in Lithium Production & Recycling
Albemarle
(ALB )
ألبمارل هي واحدة من أكبر منتجي الليثيوم في العالم، وتتنافس فقط مع إحدى شركات التعدين العالمية، ريو تينتو (RIO )، وشركة SQM المنتجة للثلاثي الليثيوم (SQM )، والليثيوم الصيني Ganfeng (GNENY).
تمتلك ألبمارل عمليات تعدين في أمريكا الجنوبية، أستراليا، والولايات المتحدة، بالإضافة إلى مصافي في الولايات المتحدة، الصين، وألمانيا.
المصدر: Albemarle
ثم يتم شحن المادة الخام إما إلى الصين (مصادر الصخور الصلبة) أو إلى لا نيغرا، تشيلي (المياه المالحة).
المصدر: Albemarle
تاريخيًا ركزت ألبمارل على تعدين الليثيوم، وهي الآن تخطو خطوات نحو إعادة التدوير. العديد من الخطوات المستخدمة في إعادة التدوير هي مطابقة أو مشابهة لتلك المستخدمة في تكرير الخام، مما يمنح ألبمارل خبرة قيمة.
“بالنسبة لنا على المدى الطويل، من المحتمل أن تكون (الكتلة السوداء) موردًا آخر.
عادةً، تكون الكتلة السوداء التي تنتج من عملية إعادة التدوير مشابهة جدًا للتركيز المنتج في أصول التحويل لدينا. لذا أعتقد أنها فرصة لنا.”
ميريديث باندي – نائب رئيس علاقات المستثمرين والاستدامة في ألبمارل
تسعى ألبمارل لبناء منشأة معالجة لليثيوم في جنوب شرق الولايات المتحدة في أواخر هذا العقد لمعالجة وإعادة تدوير الليثيوم.
سيكون هذا أيضًا خطوة مهمة لألبمارل لتجنب البقاء خارج مصدر جديد للليثيوم قد ينافس إنتاجها الحالي من المياه المالحة والسبودومين.
مع سيولة قوية وديون بمعدل ثابت منخفض، تتمتع ألبمارل أيضًا بموقع جيد لتحمل سياق انخفاض أسعار الليثيوم خلال السنوات القليلة الماضية، مما يزيد حصتها السوقية مقابل المنافسين الأصغر والأقل رسملة.
(يمكنك قراءة المزيد عن تاريخ ألبمارل وأعمالها في تقريرنا المخصص للشركة. يمكن أيضًا العثور على تحليل كامل لتوقعات سوق الليثيوم في “الاستثمار في الليثيوم: المعدن الأساسي لمستقبل أخضر”)
Study Referenced
1. أسد علي، صادية أفرين، عبد الحنان أسيف، ياسر عرفت، محمد رضوان أزهر. مراجعة شاملة لاسترداد الليثيوم من بطاريات الليثيوم-أيون والسبودومين. مجلة إدارة البيئة. المجلد 391، سبتمبر 2025، 126512.
