يعد الألمنيوم ثاني أكثر المعادن استخدامًا على مستوى العالم بعد الصلب ، وهو أمر ضروري في كل شيء بدءًا من التطبيقات الطيران والتطبيقات البحرية إلى السيارات الكهربائية ، مع توقع ارتفاع الاستخدام مع انخفاض الدول في جهودها للكهربة.
ومع ذلك ، فإن إنتاجه هو واحد من أكثر الطاقة كثيفة ، ويتألف من ثلاث خطوات ؛ التعدين البوكسيت ، والتكرير للألومينا والصهر لصنع الألومنيوم ، يتطلب كل منها كميات هائلة من الكهرباء. وفقًا لمجلس الألمنيوم الأسترالي ، فإن البلاد هي سادس أكبر منتج للألمنيوم في العالم وأكبر مصدر للألومينا ، حيث تم تحديد الصناعة كفرصة نمو رئيسية لأستراليا مع ارتفاع الطلب العالمي.
تم تقديم العديد من الحوافز الحكومية للانبعاثات المستهدفة في هذا القطاع ؛ في الآونة الأخيرة ، منحة بقيمة 750 مليون دولار (467.27 مليون دولار) في مارس / آذار لتكنولوجيات المعادن الخضراء ، وسياسة جديدة تم إطلاقها في يناير لتمويل شركات التعدين باستخدام الطاقة المتجددة في عملية صهر الألومنيوم
ومع ذلك ، فإن إزالة الكربون من صناعة الألومنيوم هي مهمة ضخمة. التقدم التكنولوجي ، وكذلك الدعم الحكومي المتسق ، مطلوب في جميع أنحاء سلسلة التوريد إذا كانت الصناعة هي رؤية تحول حقيقي.
خيارات إزالة الكربون الألومنيوم
حددت الحكومة الأسترالية أربع تقنيات كربون رئيسية لتنظيف الألومنيوم ومساعدة أستراليا على طريقها إلى انبعاثات صافية الصفر بحلول عام 2050.
عند الجمع ، يُقال إن التقنيات – إعادة ضغط البخار الميكانيكي (MVR) ، والغلايات الكهربائية ، والتكتل الكهربائي وتكلس الهيدروجين – لديها القدرة على تقليل الانبعاثات من مصافي الألومينا الستة في أستراليا بنسبة تصل إلى 98 ٪.
على الرغم من إمكاناتها ، فإن تطوير هذه الأدوات في مراحل مختلفة من الاستحقاق التكنولوجي والتجاري ، وتم تسليط الضوء على نطاق كبير في الاستثمار والتكيف التكنولوجي باعتباره أمرًا بالغ الأهمية.
يقول كريستوفر هتشينسون ، أستاذ العلوم المادية والهندسة بجامعة موناش ، إن إزالة الكربون يمكن معالجتها بطريقتين. الخيار الأول هو الحفاظ على عمليات مماثلة لتلك المستخدمة حاليًا ولكن استبدال الوقود الأحفوري بمصادر الطاقة المتجددة حيثما كان ذلك ممكنًا (كما هو موضح في نهج MVR). الخيار الثاني هو تغيير الطريقة التي يتم بها تحسين الألومنيوم.
إن صعوبة كلاهما ، كما أوضحت Alcoa في تقريرها المرحلي على مشروع لدمج MVR ، المدعوم من الطاقة المتجددة في مصفاة Pinjarra Alumina ، هي الحاجة إلى إصلاح البنية التحتية الحالية.
وجد التقرير ، الذي نشر في نوفمبر الماضي ، أن المشروع يحتاج إلى تطوير بنية تحتية أكثر مما كان يعتقد سابقًا. كما حدد الافتقار إلى مهارات الهندسة الكهربائية الرئيسية وأشار إلى الحاجة إلى تعاون أكبر مع المقاولين لتصميم معدات جديدة.
صعوبات إزالة الكربون
يقول هاتشينسون: “ليس الأمر بسيطًا مثل تبديل الشعلات التي تسخن محلول الكهرباء”. “عليك إعادة تصميم الطريقة التي تقوم بها بتكرير. إنه ليس تعديلًا بسيطًا ، ولكنه تغيير كبير.”
وبالمثل ، يوضح أليكس فيليبس ، محلل الطاقة في Globaldata ، أن إعادة صياغة الصراخ القائمة أو بناء مرافق جديدة يمكن أن يكون مكلفًا للغاية.
ويضيف: “علاوة على ذلك ، قد يؤثر سلبًا على شبكة الكهرباء”. “يبلغ الحد الأدنى من متطلبات الكهرباء النظرية للصهر مع أنود الكربون 5.99 كيلو واط ساعة (كيلوواط) لكل كيلوغرام (كيلوغرام) من الألمنيوم ، بينما بالنسبة إلى الأنودات الخاملة ، فإنه 9.03 كيلو واط ساعة/كيلوغرام من الألومنيوم. مواصلات.”
ومع ذلك ، على الرغم من هذه العقبات ، فإن الألومنيوم هو موقع جيد بشكل خاص لتحقيق أقصى استفادة من الطاقة المتجددة.
يقول Duttatreya Das ، محلل Decarbonisation الصناعي في Think Tank Ember: “بالنسبة لصناعة مثل الألومنيوم ، يأتي 90 ٪ من إجمالي استهلاك الطاقة من الكهرباء ، و 10 ٪ من مصدر حراري”. “لهذا السبب يسميها الناس الفاكهة المنخفضة إلى decbarbonise.”
ومع ذلك ، نظرًا لأن مرافق الألومنيوم تتطلب طاقة 24/7 لكل من عمليات التكرير والصهر ، فإن مصادر الطاقة لملء فجوات العرض أمرون بالغ الأهمية.
تم تحديد الطاقة الكهرومائية كوسيلة محتملة لتعزيز الكهرباء اللازمة لصهر الألومنيوم. على الرغم من وجود بعض الأمثلة التي شوهدت بالفعل في أستراليا – مثل مواقع Bell Bay Smelter التابعة لشركة Tasmania – فإن المواقع المناسبة لسلطة الكهرومائية محدودة ومصادر الطاقة المتجددة الأخرى تواجه مشكلات متقطعة.
تعتبر إمدادات الطاقة النسبية ضرورية ، على الرغم من أن قابلية التوسع مشكلة مرة أخرى ، حيث لا يمكن استخدام تقنيات البطارية الحالية على نطاق صناعي.
يقول هتشينسون: “في الوقت الحالي ، ليست البطاريات كبيرة بما يكفي لتوفير الكهرباء اللازمة”. “إن تقنية البطارية في الوقت الحالي أمر رائع بالنسبة للمركبات وحتى المنازل ، لكن كمية الكهرباء اللازمة للعمليات الصناعية تعني أن استخدامها لهذه الأغراض ليست عملية حاليًا.”
وبالتالي ، فإن الحوافز الحكومية لتوسيع نطاق هذه الأدوات تعتبر ضرورية لتطوير كل من الألمنيوم الأخضر ، والمعادن الخضراء بشكل عام.
فرصة الألومنيوم الخضراء في أستراليا
أستراليا هي واحدة من الدول القليلة التي لديها صناعة الألومنيوم من طرف إلى طرف ، مما يعني أن دورها في القطاع هو واحد من أهم ، وواحد من أصعب التغيير. لتحقيق أقصى استفادة من صناعة البلاد حقًا وتحفيز التغيير الحقيقي ، تم تسليط الضوء على إجراءات حكومية ثابتة كمحرك رئيسي.
“لا أستطيع أن أتخيل كيف يمكننا إزالة الكربون هذه وعمليات الإنتاج ونصنعها [aluminium] يقول هتشينسون: “أرخص مما هو عليه اليوم بدون اتخاذ إجراءات حكومية”.
تُرى الحاجة إلى الدعم الحكومي المناسب في جميع أنحاء صناعة الألومنيوم العالمية ، وليس فقط أستراليا.
ويضيف فيليبس: “إن الحاجة إلى مزيد من السياسات الحكومية والحوافز المالية هي بالتأكيد العقبة الرئيسية لعدم الكربون على نطاق واسع من الألمنيوم”. “في حين أن توفير حوافز للإنتاج هو أحد شرب للقيام بذلك ، هناك حاجة إلى نظرة أوسع على عملية إزالة الكربون الألمنيوم.”
يقول فيليبز إن الاستثمار الحكومي في الطاقة المتجددة وحلول تخزين الطاقة التكميلية “ضرورة” إذا أرادت تلبية متطلبات الطاقة في صناعة الألومنيوم ، مع تلبية الطلب المتزايد للقطاعات الأخرى. “سيساعد ذلك أيضًا في تحفيز الاستثمار الخاص ، لأن التكاليف المسبقة لتطوير البنية التحتية لن تنخفض جميعها على الشركات الخاصة.”
في الواقع ، في سياق عالمي ، يتم تعيين حوافز للشركات للتبديل إلى أساليب الإنتاج النظيفة على زيادة – ليس فقط للألمنيوم ولكن أيضًا من الصلب والمعادن الحرجة الأخرى – حيث تواجه الحكومات مسألة كيفية تحفيز الصناعات على إزالة الكربون.
النظر إلى ما وراء الإعانات
“أحد الأشياء التي من المحتمل أن نراها هو الاتحاد الأوروبي الذي يتطلب تقريرًا عن بصمة الكربون للمعادن التي يستوردها ، وحتى إدخال ضريبة إضافية بناءً على بصمة الكربون” ، يقترح هاتشينسون.
يمكن أن تثبت الاعتمادات الضريبية أو الإعانات على كل من المستوى الدولي والمحلي أنها الدافع اللازم للمزيد من الشركات للغوص في أدوات إزالة الكربون وتعيين الصناعة على طريقها الجديد نحو الألمنيوم الأخضر ، على الرغم من أن DAS يسلط الضوء على الحاجة إلى إطار عمل للابتكار لتوجيه التمويل.
يقول داس: “يجب أن تتجاوز الإعانات”. “إن إلقاء الأموال على المشكلة لن يحقق الكثير ؛ يجب أن يكون لديك إطار عمل لوضع الأموال نحو الأشياء الصحيحة. أنت بحاجة إلى هيئات تنظيمية وربما لاعبين من القطاع الخاص الذين يشاركون مع مقدمي التكنولوجيا لإنشاء نظام بيئي للابتكار.”
في الوقت الحالي ، تعتقد DAS أن اهتمام الحكومة يجب أن يركز على الهدف قصير الأجل المتمثل في زيادة القوة المتجددة بينما يعمل المبتكرون على التقدم التكنولوجي على المدى الطويل.
يقول: “الكثير من التقنيات ليست على مستوى الاستعداد”. “ما نعرفه الآن هو أنه خلال السنوات الخمس المقبلة ، حتى عام 2030 ، يجب أن تركز الحكومات على استبدال مصادر الطاقة بمصادر الطاقة المتجددة … في الوقت نفسه ، يعمل المبتكرون على التقنيات الجديدة التي يمكن أن توفر تغييرًا جذريًا داخل الصناعة ، ولكن قد يستغرق الأمر بعض الوقت للتطوير.”
الوفرة الطبيعية في أستراليا لكل من مصادر الطاقة المتجددة والبوكسيت تعني أنها في وضع رئيسي لقيادة تطور الألمنيوم الأخضر. ومع ذلك ، تُظهر شعور الصناعة أن العديد من التحديات لا تزال قائمة ، مع التعاون بين الحكومة والصناعة أمرًا ضروريًا لجعلها حقيقة واقعة.
“نحن لا ننظر فقط إلى إزالة الكربون الطاقة المستخدمة في معالجة الألومنيوم” ، يؤكد هتشينسون. “نحن ننظر إلى العملية برمتها التي تحتاج إلى تغيير. سيكون الأمر مثل إعادة اختراع الصناعة بأكملها.
“ومع ذلك ، شيء واحد مؤكد هو [that] سنرى الكثير من التغييرات في كيفية إنتاج الألومنيوم على مدار العشرين عامًا القادمة. “
<!– –>
