یکی از پربسامدترین اخبار و تحولاتی که در زمینه معادن و صنایع معدنی منتشر می‌شود، موضوعات مربوط به تخطی این حوزه صنعتی، از اهداف و شاخص‌های توسعه پایدار است. اما در مقابل، موضوعاتی کمتر شنیده شده مبتنی بر دو کلان‌روند بسیار مهم و تأثیرگذار افزایش جمعیت و شهرنشینی است که باعث می‌شود توسعه پایدار در بخش معدن با چالش‌های قابل توجه و در ظاهر گریزناپذیری مواجه باشد. در نظر بگیرید که جمعیت جهان تا سال ۲۱۰۰، هرساله به اندازه جمعیت ایران (۸۰ میلیون نفر) افزایش پیدا خواهد کرد و شهرنشینان، بیش از ۹۰درصد جمعیت جهان را در انتهای قرن به خود اختصاص خواهند داد. این جمعیت به شدت نیازمند مواد معدنی است و استخراج بیشتر، به بحران پایداری در این صنعت دامن خواهد زد. به‌ویژه به عقیده سازمان ملل متحد، دستیابی به توسعه پایدار در سال ۲۰۴۵ کاملاً وابسته به تحقق توسعه پایدار شهری است.
به گزارش معدن مدیا و به نقل از پایش معدن هوشمند، بنابراین در یک سو، واقعیت‌های ملموس نشان از پیشران‌های غیرقابل‌اجتناب برای افزایش تقاضای پرشتاب مواد معدنی دارد و از سوی دیگر، بدون توسعه پایدار، زیست به‌سامان در زمین دشوار خواهد بود. خبر خوب آنکه، ابتکارات و توسعه مفاهیم منجر به تغییر پارادایم و ظهور مفهوم معدنکاری شهری /Urban mining/ یا در تعبیر جذاب‌تر در زبان فارسی «شهرکاوی»[۱] شده است که در ذیل موضوع اقتصاد چرخه‌ای، هم می‌تواند به تقاضای سیری‌ناپذیر جمعیت و شهرنشینان رو‌به‌افزایش پاسخ دهد و هم منجر به سلسله‌ای از فرصت‌های توسعه فناوری و سرمایه‌گذاری‌های جذاب مبتنی بر آینده شود. لذا در این مقاله توضیح خواهم داد که مسئله‌ای که با آن مواجه هستیم چه ابعادی دارد و دقیقاً با چه راهکارهایی می‌توانیم این مسئله را برطرف کنیم.
تا نیمه قرن، غول تقاضا چقدر اشتها دارد؟
جمعیت ۹ میلیاردی در سال ۲۰۵۰، اغلب در شهرها ساکن خواهند بود و نیاز به حجم گسترده‌ای از منابع معدنی خواهد داشت. برآوردها نشان می‌دهد در حال حاضر ساکنان زمین، منابع تجدیدپذیر را که زمین قادر به تولید آن‌ها طی یک سال است را به صورت ۱۵۰ درصدی مصرف می‌کنند و تا سال ۲۰۵۰، این میزان دوبرابر نیز می‌شود. علاوه‌براین، تولید ناخالص داخلی جهان در طی ۵۰ سال (مابین ۲۰۱۱ تا ۲۰۶۰) چهار برابر خواهد شد و به‌طور خاص کشورهای درحال‌توسعه، به شدت متقاضی کالا و خدمات و به تبع آن استخراج بیشتر مواد معدنی خواهند بود. به برآورد سازمان همکاری و توسعه اقتصادی[۲] در دهه‌های پیش‌رو، مصرف جهانی مواد از حدود ۸۰ گیگاتن به نزدیک ۳۵۰ گیگاتن؛ یعنی حدود چهار برابر خواهد رسید و حتی با لحاظ تغییرات ساختاری و فناورانه، نهایتاً دوبرابر خواهد شد (شکل ۱). علاوه‌براین، تولید فعلی پسماند در جهان (۲ میلیارد تن) تا سال ۲۰۵۰ به ۴/۳ میلیارد تن خواهد رسید و اغلب زباله تولیدی مختص کشورهای پردرآمد خواهد بود. ملاحظه می‌شود که رشد تولید زباله، حتی از رشد جمعیت نیز بیشتر است.
علاوه‌بر افزایش جمعیت، تأثیر کشورهای درحال‌توسعه و اقتصادهای نوظهور آسیایی و آمریکای جنوبی، بر افزایش تقاضای مواد به شدت مؤثر است. بخش قابل توجهی از استقرار در شهرها و افزایش نسبت شهرنشینی، در این نوع کشورها رخ خواهد داد و نیاز شدید به توسعه زیرساخت‌های شهری، منجر به تقاضای بیشتر این کشورها خواهد شد. برآوردها نشان می‌دهد که در سال ۲۰۱۷، نیمی از جمعیت جهان در شهرها ساکن بوده‌اند تا نیمه قرن، جمعیت شهرنشین از بیش‌از سه‌چهارم جمعیت کل جهان را تشکیل خواهد داد. تحقیقات سازمان ملل نیز ادعا دارد که با توجه به روند رشد جمعیت تا سال ۲۰۵۰، حدود ۵/۲ میلیارد نفر ممکن است به جمعیت شهرنشین افزوده شود که ۹۰ درصد آن‌ها ساکن آسیا و آفریقا خواهند بود. این شهرها، به شدت نیازمند منابع معدنی برای توسعه زیرساخت و مصارف شهروندان خواهند بود که تأمین آن‌ها معادل با استخراج و انرژی بیشتر، عمق بیشتر حفاری، انتشار دی‌اکسیدکربن، مصرف آب قابل توجه و به طورکلی حرکت در جهت خلاف توسعه پایدار خواهد بود. تلخ‌تر آنکه، در طی ۳۰ سال آینده، شهرها با اینکه دو‌سوم در اقتصاد جهان نقش دارند ولی بیش از ۸۰ درصد منابع طبیعی زمین و ۷۵ درصد از انرژی جهان را مصرف خواهند کرد. بنابراین، مدیریت و راهکاریابی پایدار برای اشتهای غول تقاضا تا نیمه قرن، اصلی‌ترین سرفصل مشترک توسعه پایدار و صنعت معدن و صنایع فلزی خواهد بود.
درک شهرکاوی در چارچوب اقتصاد چرخه‌ای و متابولیسم شهری
هرگونه محصول مستعمل و پسماندشده توسط انسان، ظرفیت معادن شهری را تشکیل می‌دهد. به‌عبارتی، انسان‌ها با مصرف مواد و پسماند‌کردن بخشی از آن، در حال ایجاد معادن شهری هستند. در سطح شهرها منابعی مانند زباله‌های شهری، دورریزهای الکترونیک و الکتریک، نخاله‌های ساختمانی، گورستان ماشین‌آلات، انواع پساب‌ها و فاضلاب‌های شهری و صنعتی، پسماندهای کارخانجات صنعتی و تمام موارد انسان‌پدید (به غیر از سوخت و غذا)، به معدن غنی و بزرگی به نام «شهر» معنا می‌بخشند. قابل توجه آنکه در این معدن، بخش مهمی از هزینه استخراج مواد، یک‌بار پرداخت شده است. به خصوص بیشترین مصرف آب و انرژی، در بخش استخراج و فراوری مواد معدنی است که در معدن شهری، چنین مصارفی برای بازیافت دوباره مواد، اندک است.
شهرکاوی را باید در اقتصاد چرخه‌ای فهمید. در اقتصاد چرخه‌ای، برخلاف اقتصاد خطی، تا جای ممکن مواد و محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرند و در نهایت «بازیافت» می‌شوند. بنا بر «اصل اینرسی» باید کالای قابل تعمیر باید ابتدا تعمیر شود و کالای قابل استفاده در کارکرد دیگر، باید دوباره استفاده شود و نهایتاً اگر قابل تعمیر و استفاده نبود، این کالا باید به مسیر بازیافت و معدن شهری برای استخراج مجدد مواد وارد شود. همان‌طور که در شکل ۲ ملاحظه می‌شود، معدنکاری مرسوم، خارج از اقتصاد چرخه‌ای است اما استفاده از باطله‌ها و پسماندهای معادن برای بازیابی مواد معدنی، جزئی از شهرکاوی است. همچنین کالای مستعمل غیرقابل تعمیر و غیرقابل استفاده و مدفن‌های زباله نیز، منابع شهرکاوی محسوب می‌شوند.
طول عمر محصول، به عنوان یک شاخص مهم در اقتصاد چرخه‌ای، مدت زمانی را نشان می‌دهد که محصول به هر طریقی در حال کار و استفاده است که قطعاً با عمر فنی محصول متفاوت است. لذا وقتی محصول به انتهای عمر خود از لحاظ اقتصاد چرخه‌ای می‌رسد، وارد معادن شهری برای بازیابی می‌شود. البته برخی محصولات مانند گوشی‌های همراه مستعمل یا تجهیزات الکترونیک در انباری خانه‌ها، در خواب زمستانی هستند و باوجود اینکه بعضاً عمر اقتصاد چرخه‌ای آن‌ها به پایان رسیده، ولی هنوز وارد معادن شهری نشده‌اند.
رویکرد دیگر برای فهم شهرکاوی، بررسی آن در چارچوب متابولیسم شهری است. متابولیسم شهری، به فرآیندهای تکنیکی، اجتماعی یا اقتصادی گفته می‌شود که در شهر رخ می‌دهد و در واقع جریان ورود، مصرف و پسماندشدن مواد در شهر را نشان می‌دهد و ابزار رایجی برای درک شهر به مثابه یک موجود زنده است. معدنکاری شهری، بخشی از متابولیسم شهری است، که مواد مصرف و پسماندشده، برای استفاده مجدد، دوباره به عنوان خوراک و ورودی در اختیار شهر، قرار می‌گیرد. در این دیدگاه، شهرکاوی کمک می‌کند تا متابولیسم یک شهر، پایدار و تا حدودی خودکفا شود.
ثروت نهفته در معادن شهری
در حال حاضر در جهان، سالانه حدود ۵۰ میلیون تن پسماند الکترونیکی با ارزش حدود ۶۰ میلیارد دلار (اغلب مربوط به مس، طلا، آهن) تولید می‌شود که تنها ۲۰ درصد آن بازیافت می‌شود و به عقیده سازمان ملل متحد، خطرناک‌ترین نوع پسماند است. برآورد شده است که تا سال ۲۰۳۰، این دورریزهای الکترونیکی به ۷۴ میلیون تن خواهد رسید. صرفاً، ارزش مواد خام پسماند الکترونیکی در آمریکا حدود ۵/۷ میلیارد دلار است. قابل توجه آنکه، بخشی از نیاز این تجهیزات به مجموعه از مواد معدنی به نام عناصر نادر خاکی باز می‌گردد که هم‌اکنون محل مناقشه چین (به عنوان استخراج‌کننده اصلی) و بلوک غربی (به‌عنوان مصرف‌کنندگان عمده) قرار دارد. در حال حاضر، بیش از ۹۰ درصد از عرضه عناصر نادر خاکی با حدود ۳هزار تن در سال در دست چین است و پیش‌بینی می‌شود تقاضا برای آن‌ها تا سال ۲۰۳۰ به میزان ۳۰۰ هزار برسد. به همین سبب این عناصر و مواد معدنی دیگری مانند لیتیم و کبالت، به سبب اهمیت اقتصادی و دشواری در تأمین، در دسته عناصر حیاتی آمریکا، اتحادیه اروپا، کانادا، ژاپن و کره جنوبی قرار گرفته‌اند. در مقابل، در گزارش‌های عناصر حیاتی این کشورها، امکان شهرکاوی و بازیافت این عناصر، به عنوان اصلی‌ترین راهکار و کاهش ریسک تأمین این عناصر، مطرح هستند. برای برخی از این عناصر، اصلی‌ترین کاربرد آن‌ها در تجهیزات الکتریک و الکترونیک است و لذا ماده معدنی مهمی برای بازیابی در شهرکاوی هستند. به‌طور مثال بیش از ۶۰ درصد از فلز ایندیوم در تلویزیون‌ها، نمایشگرها و رایانه‌ها کاربرد دارد.
زباله‌های شهری و قوطی‌های فلزی استفاده‌شده نیز، منبع جذابی برای شهرکاوی هستند. قابلیت بازیافت بسیار آلومینیوم و فولاد از یک‌سو و تفاوت قابل‌توجه میزان انرژی مصرفی برای بازیافت نسبت به استخراج این مواد از سوی دیگر، منجر به رشد این صنعت شده است. در حال حاضر نزدیک به ۲۰۰ میلیارد قوطی آلومینیوم در جهان مصرف می‌شود و انرژی مورد نیاز برای تولید ۴ قوطی فلزی نوشابه، معادل پرکردن آن با یک قوطی نوشابه بنزین است. در مقابل، آلومینیوم بازیافتی به‌صورت قابل‌توجهی، انرژی کمتری برای تولید نیاز دارد (کمتر از یک‌پنجم) که در صنعت انرژی‌بری مانند آلومینیوم، یک فرصت اقتصادی درخشان است. قوطی‌های فولادی نیز تا سال ۲۰۱۸، با نرخ ۷۰ درصدی بازیافت می‌شدند که این روند با بهبود فرآیندهای جمع‌آوری، رو به رشد است.
در فاضلاب‌های صنعتی و پساب‌های شهری نیز، گستره قابل توجهی از مواد معدنی وجود دارد. در فاضلاب‌های شهری به سبب استفاده شهرنشینان از مواد آرایشی و بهداشتی، مکمل‌های دارویی و کسب‌وکارهای کوچک شهری، این مواد معدنی وارد فاضلاب‌ها می‌شوند. تاکنون تمامی تلاش‌های محیط‌زیستی برای تصفیه آب یا جلوگیری از رسوخ فلزات سنگین به خاک متمرکز بوده است، لیکن در حال حاضر، مواد معدنی موجود در این پساب‌ها نیز، منبع جذاب اقتصادی برای بازیابی فلزات هستند. به‌گونه‌ای که برخی کسب‌وکارها با تصفیه رایگان آب، در مقابل مواد ته‌نشین شده در فیلترها را به عنوان دستمزد، طلب می‌کنند. تحقیقات متعدد به ویژه در چین و اتحادیه اروپا، به گستره‌ای از فلزات گران‌بها مانند طلا، پلاتین، پالادیوم، نقره، آنتیموان و ایندیوم در پساب‌ها و فاضلاب‌ها اشاره دارند که به منبعی برای شهرکاوی تبدیل شده‌اند. به‌عنوان نمونه، با برآوردی که در سال ۲۰۱۶ صورت گرفته، می‌توان حدود ۵ درصد از میزان تولید آلومینیوم در جهان را از طریق لجن فاضلاب‌ها و پساب‌ها استخراج نمود. همچنین می‌توان حدود ۳ میلیون تن را از همین طریق بازیابی کرد. لجنی حاوی این طلا، هر تن حدود ۲۰ دلار ارزش دارد.
علاوه بر موارد فوق، فرصت اقتصادی بسیار جذابی در بازیافت باتری و قطعات خودروهای برقی نهفته است که از طریق شهرکاوی حاصل می‌شود. سرعت رشد این خودروها و بعضاً مواد خاص مورد نیاز آن‌ها مانند لیتیم، کبالت، نیکل، برای شهرکاوی در آینده کلیدی است. این منابع معدنی در حال حاضر نیز با مشکل معدنکاری سیاه و غیرپایدار و کمبود منابع مواجه هستند و تحقق برنامه‌های جهانی برای گذار سبز و کربن صفر در افق ۲۰۵۰ به شدت نیازمند بازیافت و شهرکاوی این منابع برای توسعه ذخیره انرژی است. آژانس بین‌المللی انرژی برآورد کرده است که خودروهای برقی تا حوالی سال ۲۰۳۰، حدود ۲۰۰ میلیون خودرو خواهد بود و مقدار ضایعات آن‌ها به ده‌ها میلیون تن خواهد رسید. در حال حاضر یک خودرو برقی حدود ۱۱ کیلوگرم لیتیم، ۳۱ کیلوگرم کبالت و ۱۰۳ کیلوگرم نیکل مصرف می‌کند که هر سه عناصر ارزشمند و بحرانی (به تعبیر اغلب گزارش‌های مواد خام بحرانی جهان) هستند. عمر باتری این خودروها اغلب زیر ۱۰ سال بوده و عمر این خودروها نیز، کمتر از ۲۵ سال تخمین زده شده است، لذا با این پیش‌فرض‌ها، تا سال ۲۰۳۰ یک معدن شهری با ظرفیت ۲۰۰ میلیون تن از این دسته از فلزات، صرفاً ناشی از خودروهای برقی در اختیار خواهد بود.
برای شهرکاوی چه باید کرد؟
نخست و قبل از هر اندیشه و اقدامی، نباید از پسماندهای بیشتر برای منابع غنی‌تر شهرکاوی، خشنود شد. اصل «کاهش» به معنی استفاده از مواد کمتر و «بازاندیشی» برای جلوگیری از پسماندشدن کالاها، باید محور هر نوع اقدام و اندیشه‌ای باشد. لذا آنچه اقتصاد چرخه‌ای به ما می‌آموزد بر منافع شهرکاوی زودهنگام و ارسال پرشتاب کالای دورریز برای بازیافت، اولویت دارد. با لحاظ این نکته مهم، برای شهرکاوی می‌توان همان فعالیت‌های معدنکاری مرسوم را، با تغییر دیدگاه انجام داد.
برای معدنکاری مرسوم، زمین‌شناسی و اقدامات اکتشافی انجام می‌گیرد اما برای فعالیت‌های اکتشافی در شهرکاوی، باید مطالعات «آینده‌پژوهی» انجام شود. به ویژه، برای تخمین ذخایر در یک شهر باید متغیرهای اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی در هر شهر خاص را در کنار آینده‌پژوهی به‌کار گرفت تا بتوان نقشه مناسب از منابع شهری و نقاط تجمع و پرعیار از منابع معدنی پیدا کرد. در گام دوم به توسعه فناوری برای فرآوری و استحصال مواد معدنی نیاز است. معمولاً در معدنکاری مرسوم، فناوری‌ها تا حدودی مشخص و تثبیت‌شده هستند و می‌توان با اطلاعات در دسترس، مطالعات امکان‌سنجی را انجام داد. لیکن برای شهرکاوی، توسعه فناوری یک مرحله کلیدی و تا حدودی بدون‌سابقه است، زیرا همواره مواد جدید در محصولات در کمیت‌ها و ترکیبات مختلف استفاده می‌شوند و بازیافت آن‌ها نیاز به دانش و توسعه فناوری دارد. به خصوص برای مطالعات امکان‌سنجی در شهرکاوی، نیاز است که محصولات آینده و مواد اصلی آن‌ها پیش‌بینی شوند. علاوه براین، باید گام‌های فعالیت‌های آزمایشگاهی تا پایلوت برای نمونه‌های مختلف دورریزها و پسماندها طی شود. ویژه‌بودن این مطالعات از آن جهت است که باید هم‌زمان میزان منابع آتی، وضعیت مالکیت از لحاظ شرکت‌ها و افراد تولیدکننده پسماند، امکان جمع‌آوری، خردایش و بازیابی غیرمضرر و مواردی مانند آن، بررسی شود. ناگفته نماند که همین ویژگی‌ها، شهرکاوی را ظاهراً دشوار، ولی در عمل سودآور و از لحاظ اقتصادی و پایداری، جذاب کرده است.
سخن آخر
در حال حاضر و طبق شواهدی و تجارب دردسترس از نرخ بالای بازگشت سرمایه از شهرکاوی برخی منابع در ایران، حوزه‌های جذابی وجود دارد که هم نیاز به واردات و استخراج مواد معدنی را کاهش می‌دهد و هم در سطح دیگری مانع واردات برخی مواد معدنی حیاتی می‌گردد و باتوجه به جنبه جذاب این مواد برای اقتصاد جهانی، امکان صادرات آن‌ها با ارزش‌افزوده قابل توجه نیز فراهم است. مهم‌ترین مزیت‌شهرکاوی مبتنی بودن بر اقتصاد چرخه‌ای و در راستای توسعه پایدار بودن است که از استخراج بیشتر، صرف انرژی و آب قابل‌توجه و نابودی محیط‌زیست جلوگیری می‌کند. در مجموعه ما این اعتقاد و باور وجود دارد که راه درست، اقتصادی و پایدار برای آینده معدنکاری، شهرکاوی است و باید به این موضوع بیش‌ازپیش پرداخت و فرصت‌های بیشتری را چه در سطح سیاست‌گذاری و چه عملیات و سرمایه‌گذاری، برای کشور فراهم کرد. ما در این موضوع پیشگام شده‌ایم و از هر همراهی، برای آینده پایدار در ایران و هم‌زمان خلق منفعت اقتصادی قابل توجه، استقبال می‌کنیم.
[۱] شهرکاوی پیشنهاد تیم پژوهشی همکار من، به عنوان معادلی برای معدن‌شهرها /urban mining/ است که امید است از طریق کاربست بیشتر آن توسط اهل قلم و رسانه، جایگزین معدن‌شهرها شود.
[۲] Organization for Economic Co-operation and Development
نویسنده: طیبه صالحی، مدیرعامل شرکت نوآفرینان اکسیر
دفتر مرکزی:
کد پستی:
تماس با دفتر رسانه: