כריית מינרלים | צילום: Pexels / Vlad Chețan
העולם נמצא בעיצומו של מעבר מואץ לאנרגיה ירוקה ולטרנספורמציה דיגיטלית. לשם כך כלי רכב חשמליים וטכנולוגיות להפקה ולאגירה של אנרגיה דורשים כמויות גדולות של ליתיום, ניקל, קובלט, גרפיט ומתכות נדירות. מינרלים אלה נקראים "מינרלים חיוניים" ויש להם חשיבות קריטית לכלכלה ולתעשייה. אלא שהאספקה שלהם עלולה להיות בסיכון עקב נדירותם, ריכוזם הגיאוגרפי או היעדר חלופות נגישות.
הבעיה המרכזית היא שבעשור האחרון רוב המינרלים האלה מרוכזים בידי מדינות בודדות כמו סין, רוסיה, דרום אפריקה וקונגו. התלות העולמית הזו בייצור הריכוזי מגבירה את הסיכון לשיבושים באספקה בגלל משברים פנימיים ועימותים גיאופוליטיים. הפער בין הביקוש הגואה למינרלים לבין ההיצע המוגבל דחף ממשלות בעולם כמו ארצות הברית והאיחוד האירופי לגבש מדיניות ותמריצים לייצור ולמחזור של אותם המינרלים. מחקר חדש שפורסם בכתב העת "אקולוגיה וסביבה", בחן האם כדאי למחזר את המינרלים החיוניים גם בישראל?
מכרה עירוני: כיצד הופכת פסולת אלקטרונית למקור למינרלים חיוניים?
אחת האסטרטגיות המרכזיות להבטחת הזמינות של מינרלים חיוניים היא הפקתם באמצעות מחזור פסולת אלקטרונית. מדובר בפסולת שמורכבת ממכשירים חשמליים שסיימו את חייהם ושנחשבת "מכרה עירוני" עשיר במינרלים חיוניים. היא מכילה שפע של מתכות יקרות כמו זהב וכסף, מתכות בסיס כמו נחושת וברזל, ומינרלים נדירים בריכוזים משמעותיים. בעוד שמתכות בסיסיות כבר מופקות כיום ממחזור, המינרלים החיוניים לרוב לא ממוחזרים באופן שיטתי בגלל ריכוזם הנמוך בפסולת הכללית והצורך בתהליכים כימיים מורכבים.
אולם המצב שונה כשמדובר בסוללות, ובפרט בסוללות יוני ליתיום שנמצאות ברכבים חשמליים. בסוללות האלה ריכוז המינרלים גבוה וקבוע: כ-5–20 אחוז ממשקל הסוללות הם מינרלים חיוניים כמו קובלט, ניקל ומנגן, ועוד כ-5–7 אחוזים הם ליתיום. ממחקרים עולה שבמתקני מחזור מובילים אפשר להגיע לשיעורי השבה של למעלה מ-95 אחוז מן המינרלים העיקריים שנמצאים בסוללות יוני ליתיום. בשל כך, סוללות יוני ליתיום הן הכדאיות ביותר למחזור מבחינת המינרלים שאפשר להשיב לתעשייה.
נכון להיום, תעשיית מחזור הסוללות בישראל נמצאת רק בראשיתה. התהליך כיום כולל פירוק ראשוני והשבה של המתכות הבסיסיות (נחושת ואלומיניום), והמינרלים החיוניים הנמצאים באלקטרודות נטחנים לאבקה המכונה "מסה שחורה". האבקה הזו מיוצאת מישראל למדינות אחרות שבהן קיימים מפעלים שמסוגלים למצות ממנה את המינרלים לרמה תעשייתית.
המחקר, שנערך על ידי צוות מחקר מהתוכנית לכלכלת חברה וסביבה עבור מנהל תעשיות הכלכלה במשרד הכלכלה, בחן את ההיתכנות להקמת מפעל להפקת מינרלים ממסה שחורה כאן בישראל. צוות המחקר התאים מודל טכנו-כלכלי לתנאי המשק הישראלי, תוך שימוש בתחזיות משרד האנרגיה לכניסת כלי רכב חשמליים לישראל עד 2050.
התוצאות מראות כי רווחיות המפעל תלויה במשתנים רבים: קצב חדירת הרכבים החשמליים, סוגי הסוללות, משך חייהן ומחירי המינרלים בשוק העולמי. בתרחישים שמרניים המפעל נמצא הפסדי, אך בתרחישים אופטימיים הוא הופך לרווחי. עם זאת, צוות המחקר מדגיש כי המפעל נהנה מיתרון לגודל – ככל שקיבולת המחזור גדלה כך הרווחיות עולה.
מהם היתרונות הסביבתיים של מחזור מינרלים לעומת כרייה רגילה מהאדמה?
לבניית יכולת מחזור מקומית יש ערך מוסף חיובי ברוב התרחישים כמו הכנסות לעובדים, ליזמים ולממשלה. נוסף על כך, הקמת מפעל מקומי מבטיחה זרימה קבועה של מינרלים חיוניים למשק הישראלי ומפחיתה את התלות ביבוא.
התועלת הסביבתית היא אולי הנתון המרשים ביותר במחקר. בהשוואה לכרייה רגילה של מינרלים מהאדמה, הפקתם באמצעות מחזור מסה שחורה צורכת כ-80 אחוז פחות מים ודורשת כ-80 אחוז פחות אנרגיה. נוסף על כך, התהליך פולט כ-60–80 אחוז פחות פחמן דו-חמצני.
כדי שמיזם כזה יקום ויהיה רווחי בטווח זמן סביר, צוות המחקר טוען כי יש צורך בתמיכה ממשלתית. על פי המודל, מענק הקמה בגובה של 100–200 מיליון ש"ח יאפשר תשואה משתלמת גם בתרחישים שמרניים.
צעדים נוספים שהוצעו למען הבטחת הקמת המפעל כוללים איסור על יצוא מסה שחורה מישראל, סובסידיות, הלוואות ממשלתיות בריבית נמוכה או יצירת שיתוף פעולה ציבורי-פרטי שבו המדינה תהיה שותפה בבעלות על המיזם. יישום משולב של צעדים אלה יוכל להבטיח את שיפור תהליכי השימור והשימוש במשאבי הטבע בעידן של שינוי אקלימי וטכנולוגי.
