בעוד שמִחזור מתכות מתמקד בחילוץ מתכות אחרות כמו ברזל, אלומיניום ונחושת, רק אחוז אחד מהמתכות הנדירות ממוחזר בעולם. צילום: unsplah
טלפונים, מחשבים, מכוניות חשמליות ואפילו טכנולוגיות צבאיות לניווט ולאיתור איומים – כולם מכילים, בין היתר, כמה סוגים של מתכות נדירות. אומנם המתכות הללו לא מרכיבות חלק גדול מהמוצר אבל הן חסרות תחליף. אלא שהייצור והעיבוד שלהן נמצא תחת מונופול של סין. לנוכח הירידות והעליות ביחסים המתוחים של ארצות הברית-סין, כנראה שכדאי למערב לחשוב על מקורות חדשים למתכות הנדירות. מחקר בדק כיצד אפשר למחזר רכיבים במכוניות חשמליות ולהפיק מהם את המתכות הנדירות במטרה להשתמש בהן שוב. כך, אפשר להוריד את התלות במדינות אחרות, להפחית את היקף הכרייה של המתכות, לייצר פחות פסולת ולשמור יותר על הסביבה. האם נמצא הפתרון המושלם למִחזור אוצרות הטבע?
השוס של מתכת נדירה
"חלק מהמתכות הנדירות מאפשרות להרכיב מגנטים קטנים וחזקים", אומר ד"ר דניאל מדר, חוקר ויועץ בתחום מדעי הסביבה בחברת SP Interface. "אנחנו תלויים בהן כי השימוש בחומרים אחרים יגרום למגנטים ברכיבים כמו מנועים להיות גדולים יותר ומבזבזי אנרגיה. שימוש בחומרים אחרים יחייב סוללות גדולות פי 10 ויותר. זה לא יתאים לרחפנים ולמכוניות למשל", מסביר מדר. לדבריו, נעשים ניסיונות למצוא תחליפים, אך גם במקרים שבהם הגיעו לפתרון אפשרי הוא עדיין מוגבל בהיקפו, לא זמין באופן מיידי ולא משתלם כלכלית.
לדברי מדר, ב-50 השנים האחרונות, התפתח המונופול הסיני כתוצאה ממהלך כלכלי מכוון של המערב שוויתר על הפקה ועל עיבוד של המתכות בשטחו. "המערב ובראשו ארצות הברית קידמו את העברת העיבוד והייצור התעשייתי לסין הקומוניסטית לשם הוזלת הייצור (כוח האדם בסין זול יותר) וגם מתוך מחשבה לפגוע בברית המועצות הקומוניסטית לשעבר (אויבת המערב במהלך המלחמה הקרה) באמצעות הידוק היחסים עם סין", הוא מסביר.
"המהלך הזה הביא בהמשך לצמצום זיהום תעשייתי במערב, כי רגולציה סביבתית מחמירה במערב הקשתה על המשך קיום תעשיה מזהמת במערב, בעוד רגולציה סביבתית שלא [הייתה] קיימת בסין (עד לפני כ-15 שנים) עודדה הקמת תעשייה שם". הוא אומר. בחודש אפריל, בתגובה למכסים שהטיל טראמפ על ייבוא סחורות לארצות הברית, הכריזה סין על מגבלות ייצוא חומרים שמכילים מתכות כמו סמאריום, גדוליניום, טרביום, דיספרוזיום, לוטטיום, סקנדיום ואיטריום. מאז, הפשירו היחסים בין ארצות הברית וסין.
מגבלה כמו זו שהוכרזה באפריל היא דוגמה לאתגרים שניצבים בפני אורח החיים המודרני שהפך תלוי בשרשראות אספקה בין-לאומיות מורכבות. "בשנים האחרונות, בעיקר מאז הקורונה, הבינו במערב שיש בעיה אסטרטגית בהסתמכות היתרה על סין", אומר מדר. כולנו ראינו איך היציבות של אספקת מוצרים מתערערת בזמנים של משברים פוליטיים, ביטחוניים, כלכליים ובריאותיים. למרות זאת, ולנוכח משבר האקלים והצורך במעבר לאנרגיה מתחדשת שתזין יותר ויותר מכשירים חשמליים, יש צורך במקור קבוע של המתכות החיוניות הללו. במסגרת הניסיון לצמצם את התלות הזו, מדינות שונות פתחו מחדש מכרות שנסגרו או הקימו בשטחן מתקנים לעיבוד מתכות.
היכולת לחלץ מתכות נדירות מפסולת מתפתחת בקצב מהיר. צילום: unsplash
מִחזור מכוניות
אפשרות נוספת היא למחזר את החומרים שכבר נמצאים ברשות הצרכנים וברשות המדינות ולהשתמש בהם באופן חופשי. צוות מחקר מאוניברסיטת בולוניה פרסם מאמר שעוסק באפשרות למחזר את המתכות הללו מתוך רכיבים שנמצאים ברכבים חשמליים שיצאו משימוש.
על פי המאמר, היכולת לחלץ מתכות נדירות מפסולת מתפתחת בקצב מהיר: עד 2050, שלושה רבעים מאספקת המתכות של אירופה צפויה להגיע בדרך זו. אולם, עד כה מתכות חשובות אלה כמעט נשכחו בתעשיית המִחזור העולמית. בעוד שמִחזור מתכות מתמקד בחילוץ מתכות אחרות כמו ברזל, אלומיניום ונחושת, רק אחוז אחד מהמתכות הנדירות ממוחזר בעולם.
הסוכנות הבין-לאומית לאנרגיה צופה עלייה בשימוש במכוניות חשמליות מכ-30 מיליון רכבים ב-2022 ל-250 מיליון ב-2030. בעקבות העלייה יגדל הצורך במגנטי "ניאו", שמורכבים מהיסודות הכימיים ברזל, בור והמתכת הנדירה ניאודיום. למגנטים הללו יכולות מגנטיות חזקות שטובות לעיצוב מנועים קטנים ויעילים יותר. על פי הסוכנות, כשהשימוש במכוניות חשמליות גדל ומספר המכוניות שמסיימות את חייהן עולה, זה בלתי נמנע שסוגיית שיפור וקידום היכולת לחלץ את המגנטים ממנועים חשמליים תעמוד על הפרק.
פירוק רכבים
במחקר נבדק הפוטנציאל המעשי והכלכלי של מִחזור מתכות ומגנטים מתוך רכיבים שונים כמו מנוע חשמלי, מזגן, הגה כוח ותיבת הילוכים בכלי רכב שונים. הבדיקה נעשתה במתקני טיפול ומִחזור מתכות באיטליה וכללה רכבים שמייצגים סוגי מכוניות שונים. פיאט 500 חשמלית ייצגה רכב קטן, פיאט דוקאטו חשמלית ייצגה רכבי ואן, ג'יפ קומפאס היברידי ייצג רכב היברידי. בכל מכונית נלקח בחשבון משך זמן העבודה הנדרש לפירוק כל רכיב וכמות החומרים הנדירים שניתן למחזר ממנו. לאחר מכן, השווה הצוות בין שווי המתכות שהצליחו לחלץ לבין עלות העבודה הנדרשת להשגתן, במטרה לכמת את הכדאיות הכלכלית של המִחזור.
במנועים החשמליים של שני סוגי מכוניות הפיאט הוצאו למעלה מ-300 גרם מהמתכת הנדירה ניאודיום, וברכב הג'יפ ההיברידי נמצאו עוד עשרות גרמים של המתכת. סך הכול, ממכוניות הפיאט החשמליות ניתן להפיק מתכות נדירות בשווי של כ-60–90 אירו ומהג'יפ בשווי כ-30 אירו. זה נשמע מעט ביחס לעלות של רכב, אבל הוא תלוי בהן כדי לנסוע.
מכך עולה שבשלב זה מִחזור החומרים ההכרחיים מתוך המכוניות החשמליות אינו יעיל מבחינה כלכלית בנוגע לרכיבים רבים. כלומר, עלות העבודה שמושקעת בפירוק המכונית לרכיבים ובאיתור המתכות והמגנטים עולה על ערך המתכות שמופקות. "זה אומר שאם ירצו למחזר את המתכות, יהיה צורך בסבסוד חלקי", אומר מדר. לכן צוות המחקר מציע להכניס את אפשרות המִחזור לשיקולים עיצוביים. כלומר, בשלב תכנון הרכבים יש לקחת בחשבון שהרכיבים בעלי פוטנציאל מִחזור ימוקמו במיקום נגיש לעובדי מתקני המִחזור. למשל, שהרכיבים יהיו בחיבוריות נמוכה עם שאר מבנה הרכב ושלא יהיו חסומים בידי להבים או פלטות פלדה. כך, הנגישות אל הרכיבים תגדל וזמן העבודה שיוקדש לפירוק הרכיב מהמכונית יתקצר ועלויות המִחזור ירדו.
לנסוע לעתיד
מדר מבהיר שפתרון כזה יצריך זמן רב ובינתיים העולם ימשיך להסתמך על כריית מתכות או שימציאו חומרים וטכנולוגיות אחרות שיצמצמו את הצורך במתכות הנדירות. "אולי בטווח של 20 שנה רעיון כזה יצליח לבסס שרשרת אספקה יציבה של החומרים הללו וליצור כלכלה מעגלית", הוא אומר. כיום אומנם נכנסים לשוק רכבים חשמליים, אבל רוב הרכבים שמסיימים את חייהם אינם חשמליים, ולכן המִחזור של מתכת כמו ניאודיום הוא עדיין חלק שולי מהשוק.
בכל אופן, לדברי מדר, נדרש מחקר נוסף כדי להבין טוב יותר את הנושא. "המחקר התמקד במתכות וברכבים ספציפיים. אם רוצים לבדוק כמה שווה למחזר מתכות נדירות מבחינה כלכלית אז צריך לבדוק יותר מתכות ויותר מוצרים", הוא מסכם.
