مع التوسع المتسارع في استخدام البطاريات القابلة لإعادة الشحن على مستوى العالم، سواء في المركبات الكهربائية أو أنظمة تخزين الطاقة المتجددة أو الأجهزة الإلكترونية، أصبحت الحاجة إلى حلول مستدامة لإدارة دورة حياة هذه البطاريات أكثر إلحاحًا من أي وقت مضى. يعتمد تصنيع البطاريات، لا سيما بطاريات الليثيوم أيون، على مجموعة من المعادن النادرة والحيوية مثل الليثيوم، والكوبالت، والنيكل، التي تواجه تحديات كبيرة في سلسلة التوريد، من حيث التوافر الجغرافي، والتكلفة، والأثر البيئي لاستخراجها. وفي ظل هذا الواقع، تبرز إعادة تدوير البطاريات كأداة استراتيجية للمساهمة في تأمين إمدادات المواد الخام، وتقليل الاعتماد على التعدين الأولي، والحد من الآثار البيئية المصاحبة للتخلص العشوائي من البطاريات المستعملة. لذا، فإن تطوير تقنيات إعادة التدوير وتوسيع نطاق تطبيقها يُعدّ خطوة محورية نحو بناء اقتصاد دائري مستدام في قطاع الطاقة.
الوضع العالمي لإعادة تدوير البطاريات: تقنيات متطورة وسوق يزداد زخماً
مع تسارع التحول العالمي نحو الطاقة النظيفة، تبرز إعادة تدوير البطاريات كحل جوهري لدعم استدامة قطاع الطاقة، من خلال استعادة المواد الحيوية، وتقليل التأثيرات البيئية، وتمكين الاقتصاد الدائري. وفي هذا السياق، تشهد تقنيات وأسواق إعادة التدوير تطورات لافتة، مدفوعة بتنوع كيميائيات البطاريات والنمو المتسارع في الطلب على المواد الخام الحيوية.
تقنيات إعادة التدوير الحالية: تكامل بين الميكانيكا والكيمياء
تشمل أبرز تقنيات إعادة التدوير ثلاثة مسارات رئيسية:
- الميكانيكية: وتُستخدم كمرحلة أولى لتفكيك البطاريات عبر التمزيق والفرز الهوائي والمغناطيسي.
- الحرارية: (Pyrometallurgy) تعتمد على درجات حرارة عالية لفصل المعادن مثل النيكل والكوبالت، لكنها أقل كفاءة في استعادة الليثيوم ولها بصمة بيئية مرتفعة.
- الكيميائية (Hydrometallurgy): : تستخدم محاليل حمضية أو قلوية لاستخلاص المعادن بدقة، وتُعد الأكثر تطوراً من حيث الكفاءة والجدوى البيئية.
تُظهر هذه الأساليب تحديات تشغيلية واقتصادية، ما دفع إلى تطوير حلول هجينة وأكثر كفاءة، مثل دمج المعالجة الحرارية والكيميائية، إلى جانب بروز تقنيات ناشئة مثل:
- إعادة التدوير الكهروكيميائي (Electrochemical Recycling) بأسلوب أقل اعتماداً على الكواشف الكيميائية.
- إعادة التدوير المباشر: (Direct Recycling) تهدف لإعادة استخدام المواد النشطة دون تفكيكها كيميائياً، ما يقلل من استهلاك الطاقة والانبعاثات.
مشهد السوق العالمي: الصين في الصدارة
بحسب بيانات وكالة الطاقة الدولية (IEA)، بلغت قدرة المعالجة الأولية عالميًا في 2023 نحو 2,700 كيلوطن، بينما وصلت قدرة استعادة المواد إلى 2,100 كيلوطن، بزيادة بلغت 50% عن العام السابق.
- الصين تهيمن على أكثر من 80% من السوق.
- أوروبا وأمريكا الشمالية لا تتعدى مساهمتهما 10% من القدرة على المعالجة الأولية.
- أما كوريا الجنوبية، فتمتلك 5% تقريباً من القدرة العالمية لاستعادة المواد بحلول 2030.
ولا تزال معظم الشركات الكبرى العاملة في القطاع صينية بالكامل، مع حصة مجمعة تقارب 20% من سوق استعادة المواد.
كيمياء البطاريات: تحديات جديدة وفرص مبتكرة
الانتشار المتزايد لبطاريات فوسفات الحديد والليثيوم (LFP)، رغم كلفتها المنخفضة واستقرارها، يشكل تحديًا في عمليات إعادة التدوير بسبب غياب عناصر عالية القيمة مثل النيكل والكوبالت.
وهذا ما يدفع إلى اعتماد نماذج التدوير التعاقدي Tolling كمقاربة اقتصادية فعالة.
وتشهد أوروبا والولايات المتحدة اعتمادًا متزايدًا لـ LFP، بينما تظهر كيميائيات أخرى مثل الكاثودات الغنية بالمنغنيز وبطاريات الصوديوم-أيون بتحديات مشابهة من حيث انخفاض العائد المعدني.
لكن في المقابل، تحفّز السياسات مثل ائتمان ضريبة 45X الأمريكي نمو الاستثمار في تقنيات أكثر كفاءة، خصوصاً لاستعادة الجرافيت.
📈 توقعات 2030 وما بعد: طفرات في القدرات وحلول أكثر توطيناً
بحلول عام 2030، من المتوقع أن تصل القدرة العالمية لإعادة التدوير إلى 10 مليون طن من معادل الخلايا، رغم استمرار هيمنة الصين بـ:
- أكثر من 80% من المعالجة الأولية.
- وأكثر من 75% من استعادة المواد.
فيما تسعى شركات مثل Redwood Materials الأمريكية، بالتعاون مع Tesla-Panasonic، إلى تقليل تكاليف النقل عبر بناء منشآت إعادة التدوير بجوار مصانع البطاريات.
وبعد عام 2035، ومع بدء مركبات الكهرباء في بلوغ نهاية عمرها التشغيلي على نطاق واسع، يُتوقع ظهور مراكز إعادة تدوير أكثر توزيعًا جغرافيًا، لتلبية احتياجات الأسواق الإقليمية وتقليل التكاليف اللوجستية.
خلاصة:
إعادة تدوير البطاريات لم تعد خيارًا بيئيًا فقط، بل أصبحت ضرورة استراتيجية لتأمين سلاسل الإمداد، وخفض الانبعاثات، وتحقيق أهداف الاقتصاد الدائري. ويتطلب تحقيق هذا الهدف:
- استثمارات ضخمة في البنية التحتية،
- ابتكارًا تكنولوجيًا مستمرًا،
- وتعاونًا عالميًا متعدد الأطراف.
بقيادة الصين، ودخول متسارع لأوروبا وأمريكا الشمالية على خط المنافسة، سيكون العقد المقبل حاسمًا في رسم مستقبل هذا القطاع الحيوي.
