اثرات کمبود باتری در جهان

شبکه‌های برق‌رسانی نیز به سرعت در حال تغییر هستند، چرا که توربین‌های بادی و پنل‌های خورشیدی به سرعت جایگزین سوخت‌های فسیلی می‌شوند. آژانس بین‌المللی انرژی IEA تخمین می‌زند که جهان در پنج سال آینده به اندازه ۲۰ سال گذشته به ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر خواهد افزود.همه اینها به معنای تولید باتری بیشتر است که از آنها هم برای به حرکت درآوردن خودروها و هم برای ذخیره انرژی از نیروگاه‌های تجدیدپذیر استفاده می‌شود. تقاضا برای مواد معدنی که این باتری‌ها از آنها ساخته می‌شود همزمان در حال افزایش است به ویژه کمبود نیکل در این میان به وضوح مشهود است. این عنصر در کاتد باتری‌های خودروهای الکتریکی با کارآیی بالا برای افزایش ظرفیت و کاهش وزن استفاده می‌شود. آژانس بین‌المللی انرژی محاسبه می‌کند که اگر بخواهد به اهداف کربن زدایی خود دست یابد، جهان تا سال ۲۰۴۰ باید سالانه ۴۸ میلیون تن از این ماده را تولید کند که حدود ۱۹ برابر بیش از آن چیزی است که امروز در اختیار داریم. در مجموع بین ۳۰۰ تا ۴۰۰ میلیون تن فلز از هم اکنون تا آن زمان می‌توان استخراج کرد.

در طول پنج سال گذشته، بخش عمده‌ای از تقاضا توسط اندونزی تامین شده است، که جنگل‌های بارانی را برای به دست آوردن سنگ معدن به زیر بولدوزر برده است. به گفته شرکت تحقیقاتی فلزات CRU، در سال ۲۰۱۷، این کشور تنها ۱۷ درصد از نیکل جهان را تولید می‌کرد اما امروز مسئول تولید ۵۴ درصد از کل حجم تولید نیکل در جهان یا معادل ۱.۶ میلیون تن در سال است و این میزان همچنان رو به افزایش است. شرکت تحقیقاتی فلزات بر این باور است که این کشور ۸۵ درصد از رشد تولید جهانی را از هم اکنون تا سال ۲۰۲۷ به خود اختصاص خواهد داد. با افزایش تولید نیکل در اندونزی، انتظار می‌رود که جایگزین تولید روغن پالم به عنوان عامل اصلی جنگل زدایی در این کشور شود.

اما یک جایگزین وجود دارد. همانطور که در تصویر زیر می‌بینید تکه‌ای از بستر اقیانوس آرام به نام منطقه کلاریون – کلیپرتون CCZ با تریلیون‌ها توده نیکل، کبالت، منگنز و مس به اندازه یک دانه سیب زمینی پر شده که همگی مورد توجه تولیدکنندگان باتری هستند. در مجموع ندول‌ها به تنهایی ۳۴۰ میلیون تن نیکل دارند که بیش از سه برابر تخمین سازمان زمین شناسی ایالات متحده از ذخایر زمینی جهان است. چندین سال است که شرکت‌ها مشتاق استخراج آن بوده‌اند. با انقضای یک مهلت بوروکراتیک بین‌المللی در نهم جولای، این چشم‌انداز محتمل‌تر از همیشه به نظر می‌رسد.

اولویت با نقاط پر از رطوبت است

این تاریخ دو سال از زمانی است که کشور جزیره‌ای نائورو، به نمایندگی از یک شرکت معدنی که حامی مالی آن به نام شرکت فلزات TMC است، به سازمان بین‌المللی بستر دریا ISA که وابسته به سازمان ملل است، اعلام کرد که می‌خواهد استخراج معدنی را در بخشی از کلاریون کلیپرتون که به آنها اجازه دسترسی داده شده، آغاز کند. این امر باعث شد که سازمان بین‌المللی بستر دریا قوانینی برای کنترل بهره‌برداری تجاری از ذخایر ایجاد کند. اگر این مقررات تا نهم جولای آماده نشود – و به نظر می‌رسد که آماده نخواهد شد – سازمان بین‌المللی بستر دریا موظف است طبق قانون درخواست شرکت فلزات را «در نظر گرفته و موقتا تایید کند.»

طرح شرکت فلزات به همان اندازه ساده است که استخراج از زیر آب می‌تواند ساده باشد. اولین هدف آن قطعه‌ای از کلاریون کلیپرتون به نام نوری – دی است که حدود ۲.۵ متر هکتار از بستر دریا (منطقه‌ای حدود ۲۰ درصد بزرگتر از ولز) را پوشش می‌دهد. جرارد بارون رییس شرکت فلزات تخمین می‌زند که حدود ۳.۸ میلیون تن نیکل در این منطقه وجود دارد. از آنجایی که گره‌ها به سادگی در کف اقیانوس قرار دارند، این شرکت قصد دارد یک ربات بزرگ را به بستر دریا ببرد تا ذخایر معدنی را به سطح برساند. سپس گره‌های جمع آوری شده از طریق یک لوله با فناوری پیشرفته، مشابه لوله‌های مورد استفاده در صنعت نفت و گاز، به یک کشتی پشتیبانی روی سطح مکیده می‌شوند.

کشتی پشتیبان هر گونه رسوب را می‌شوید، سپس گره‌ها را به کشتی دوم تخلیه می‌کند که آنها را برای فرآوری به ساحل می‌رساند. در همین حال، رسوب مازاد در عمق حدود ۱۵۰۰ متری، بسیار پایین‌تر از بیشتر موجودات اقیانوسی به دریا بازگردانده می‌شود. همچنین شرکت فلزات تنها شرکت علاقمند به استخراج دریایی نیست. یک شرکت بلژیکی به نام منابع معدنی دریاهای جهانی یکی از شرکت‌های تابعه  دم Deme، غول لایروبی نیز به انجام این کار مشتاق است و یک ربات کف دریا و سیستم بالابر مشابه شرکت فلزات را آزمایش کرده است. سه شرکت چینی بازرگانی چین، پیشگامان پکن و فلزات معدنی چین نیز در حال چرخش به این سمت هستند، اگرچه به نظر می‌رسد از نظر فناوری نسبت به سایر شرکت‌ها عقب‌تر هستند.

معایب استخراج از بستر دریا

همانند استخراج معادن در زمین، استخراج نیکل از کف دریا هم به اکوسیستم اطراف آسیب می‌رساند. اگرچه کلاریون کلیپرتون عمیق، تاریک و سرد است اما بی جان نیست. ربات شرکت فلزات تمامی موجودات زنده در بستر دریا را که از آن عبور می‌کند و همچنین موجوداتی را که روی گره‌ها زندگی می‌کنند، نابود می‌کند. همچنین توده‌های رسوبی که برخی از آنها روی ارگانیسم‌های مجاور فرو می‌روند و آنها را از بین می‌برد ( اگرچه تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد که این توده‌ها بیش از دو متر از بستر دریا بلند نمی‌شوند.) آدریان گلاور زیست شناس دریایی در موزه تاریخ طبیعی لندن، اشاره می‌کند که چون حیات ابتدا در اقیانوس‌ها تکامل یافت و سپس به خشکی منتقل شد، اکثریت تنوع ژنتیکی روی این سیاره هنوز در زیر آب یافت می‌شود.

دکتر گلاور می‌گوید: اگرچه کف اعماق اقیانوس تاریک و فاقد مواد مغذی است، با این وجود هزاران گونه منحصر به فرد را پشتیبانی می‌کند. بیشتر موجودات زنده کف دریا میکروب‌ها هستند، اما کرم‌ها، اسفنج‌ها و سایر بی‌مهره‌گان نیز وجود دارند و تنوع زیستی در آنجا بسیار بالاست.

با این حال، از چندین جنبه، استخراج از بستر دریا نسبت به استخراج معادن در اندونزی سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد. محیط سخت در اعماق دریا به این معنی است که تنوع زیستی در آنجا فراوان نیست. مقاله‌ای که در سال ۲۰۱۶ در نیچر منتشر شد نشان داد که در هر یک متر مربع کلاریون کلیپرتون یک تا دو موجود زنده که حداکثر چند گرم وزن دارند، وجود درد. در مقابل، یک متر مربع از جنگل‌های بارانی اندونزی به تنهایی حاوی حدود ۳۰ هزار گرم زیست توده گیاهی است و اگر پستانداران، پرندگان، خزندگان و حشرات را نیز وزن کنید، میزان قابل توجهی به این وزن افزوده می‌شود. اما صرف وزن کردن زیست توده در هر اکوسیستم کافی نیست. میزان نیکل قابل تولید در هر هکتار نیز مرتبط است. انتظار می‌رود ۲.۵ میلیون هکتاری که شرکت فلزات امیدوار است از آن بهره‌برداری کند، حدود ۳.۸ میلیون تن نیکل یا حدود ۱.۵ تن در هکتار نیکل خواهد داشت. به دست آوردن ارقام سخت برای استخراج معادن زمینی دشوار است، چرا که شرکت‌هایی که این کار را انجام می‌دهند، نسبت به شرکت‌هایی که امیدوارند از بستر دریا برداشت کنند، شفافیت کمتری دارند. اما گزارش‌های تحقیقاتی مرکز پولیتزر – یک رسانه غیرانتفاعی – نشان می‌دهد که هر هکتار جنگل بارانی در سولاوسی، جزیره اندونزی در مرکز صنعت نیکل این کشور، حدود ۶۷۵ تن نیکل تولید خواهد کرد. (یکی از دلایلی که کانسارهای زمینی علیرغم کیفیت سنگین معدن نیکل بیشتری تولید می‌کنند این است که سنگ معدن بسیار زیر سطح است در حالی که گره‌ها فقط در بستر دریا وجود دارند. همه اینها یک مقایسه بسیار خشن را امکان پذیر می‌کند. به ازای هر تن کلاریون کلیپرتون نیکل استخراج شده، حدود ۱۳ کیلوگرم زیست توده از بین می‌رود. هر تن استخراج شده در سولاوسی به تنهایی حدود ۴۵۰ کیلوگرم گیاه را از بین می‌برد که باید به آن مقدار ناشناخته‌ای از زیست توده حیوانی را نیز اضافه کرد.

چرا استخراج از بستر دریا منطقی‌تر است؟

دلایل زیست محیطی دیگری به نفع استخراج از بستر دریا وجود دارد. گره‌ها حاوی غلظت بسیار بالاتری از فلز نسبت به رسوبات روی زمین هستند، که به این معنی است که انرژی کمتری برای پردازش آنها نیاز است. پیتر تام جونز مدیر موسسه فلزات و مواد پایدار کو لوون در بلژیک، بر این باور است که پردازش گره‌ها به فلزات مفید حدود ۴۰ درصد کمتر از گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کند.

از آنجایی که به هر حال گره‌ها باید برای پردازش برداشته شوند، شرکت‌هایی مانند شرکت فلزات را می‌توان تشویق کرد مکان‌هایی را انتخاب کنند که انرزی با انتشار کم تولید می‌شود. در مقابل، سنگ معدن نیکل اندونزی غیراقتصادی است مگر اینکه در نزدیکی معادنی که از آن استخراج شده فرآوری شود. این تقریبا همیشه به معنای استفاده از برق تولید شده توسط سوزاندن زغال‌سنگ یا حتی ژنراتورهای دیزلی است. الکس لاگرن، تحلیل‌گر شرکت تحقیقاتی فلزات بر این باور است که تولید نیکل اندونزی به ازای هر تن نیکل، حدود ۶۰ تن دی اکسید کربن گرم کننده سیاره را منتشر می‌کند. ممیزی برنامه‌های شرکت فلزات نشان می‌دهد که هر تن نیکل که از بستر دریا برداشت می‌شود، حدود شش تن دی اکسید کربن تولید می‌کند. در هر صورت، فلز جمع آوری شده از بستر دریا بعید است که به طور کامل جایگزین فلز استخراج شده از جنگل‌های بارانی شود. تولید باتری به قدری سریع در حال رشد است که احتمالا نیکل از هر کجا که اکتشاف شود بلافاصله استخراج خواهد شد. اما اگر بتوان گره‌های اقیانوس را با قیمتی مقرون به صرفه به بازار اورد، حجم انبوه فلز موجود ممکن است فشار بر جنگل‌های اندونزی را کاهش دهد و بعید است که چنین استدلال‌هایی برای مدت طولانی تئوری باقی بمانند. آقای بارون از شرکت فلزات قصد دارد تا پایان سال اینده تولید تجاری نیکل و سایر فلزات را از بستر دریا آغاز کند.