فرصت‌سوزی در بازار لیتیوم

بهعنوان یک تولیدکننده مواد معدنی موردنیاز باتری، ذخایر ایران میتوانند بهطور سودآور برای منافع اقتصادی مورد بهرهبرداری قرار گیرند و از این طریق میتواند یکی از محورهای زنجیره تامین باتری باشد اما تاکنون این فرصتهای تولید با ارزشافزوده را از دست دادهاست.

بهنظر میرسد که زمان برای رقابت در تولید باتری، بخشی از زنجیره ارزش که بیشتر فرصتهای ایجاد ارزش و اقتصاد کلان را در اختیار دارد، رو به اتمام است، از اینرو ایران اگر قصد ورود به این حوزه مهم و با ارزشافزوده بالا را دارد، باید شروع به سیاستگذاری و اقدام کند.

صنعت باتریهای لیتیوم یونی نقش مهمی در حفظ محیطزیست و کربنزدایی از طریق خودروهای الکتریکی و امکان انتقال از سوخت فسیلی به تولید انرژی تجدیدپذیر بهعنوان منبع قابل توزیع برق دارد. این صنعت میتواند انتشار گازهای گلخانهای را در بخشهای حملونقل و نیرو که در حالحاضر تقریبا ٤٠درصد از انتشار گازهای گلخانهای جهانی را تشکیل میدهند، کاهش دهد. در عین حال این صنعت ارزشافزوده بسیار کلانی در بازار جهانی ایجاد میکند که بههمراه آن مشاغل خصوصی و اشغال متنوعی ایجاد خواهد شد.

زنجیره ارزش باتریهای لیتیوم یونی مراحل مختلفی از اکتشاف و استخراج مواد معدنی، فرآیندهای پالایش، تولید الکترود،سلولها و باتری را بهصورت زنجیرگون شامل میشود و در هرکدام از مراحل این فرآیند ارزشافزوده جدیدی خلق میشود.

پیشبینی میشود تا سال٢٠٣٠ ارزشافزوده این صنعت به بیش از ٤٠٠میلیارد دلار برسد. در این فرآیند، فرآوری مواد معدنی و سایر مراحل تولید باتری در اختیار بازیگران متفاوتی است. استرالیا، شیلی و آرژانتین سه بازیگر اصلی در قسمت ابتدای زنجیر هستند و چین بازیگر اصلی در سمت میانی تا مرحله نهایی زنجیره ارزش است. ژاپن و کرهجنوبی و آمریکا،غولهای الکترونیک نیز در بخش نهایی زنجیره ارزش، یعنی تولید سلول و باتری هستند. تنها بهعنوان یک تخمین ساده میتوان گفت در یک سناریو جمعیت ایران در حالحاضر بیش از یکدرصد جمعیت جهان است و اگر تنها به اندازه یکدرصد از بازار باتریهای لیتیومی را در سال٢٠٣٠ نصیب خود کند، میتواند ارزشافزوده ٤میلیارد دلاری را برای اقتصاد کشور بههمراه داشتهباشد.

ارزشافزودهای که به واسطه طی زنجیره رستهها و شغلهای مختلف، بخشخصوصی و نیروی کار ماهر را درگیر فرآیند تولید میکند و از اینرو ارزشافزودهای درونزا و ماندگار خواهد بود.

این در حالی است که توسعه روزافزون تولید و استفاده از ماشینهای برقی در کنار تقاضای برق آسای استفاده از گوشیهای تلفنهمراه، تبلت، لپ تاپ، دوربین که نیازمند منبع ذخیره انرژی بهویژه از نوع لیتیومی هستند در کنار ضرورت کاهش انتشار گازهای گلخانهای و حرکت به سمت انرژیهای پایدار، اهمیت عنصر لیتیوم را روز بهروز افزایش دادهاست.

تقاضای فزاینده برای باتریهای لیتیومی در کاربردهای مختلف آن همچون ذخیرهسازی برق و مهمتر از همه وسایل نقلیه، تقاضا برای مواد معدنی ساخت این باتریها را بهشدت افزایش داده و باعث شدهاست که قیمت محصولات فرآوریشده از آن بهشدت افزایش یابد که این افزایش تقاضا میتواند یک تغییر بازی در توسعه اقتصادی کشورهای دارای ذخایر این مواد معدنی باشد.

آمارها و پیشبینیها همگی حکایت از دوبرابرشدن تقاضا برای لیتیوم تا سال٢٠٢٥ دارند. برای درک اهمیت لیتیوم و ارزش اقتصادی آن برای ایجاد دستاوردهای بهتر در آینده، ورود به زنجیرههای ارزش باتریهای لیتیوم یونی در مراحل مختلف از اکتشاف و استخراج مواد معدنی، فرآیندهای پالایش، تولید الکترود،سلولها و باتری، ضرورت مییابد.

با نگاهی به ظرفیتهای ایران به لحاظ منابع طبیعی و ظرفیتهای اکتشافشده معادن لیتیوم، در کنار ذخایر معدنی سایر مواد اولیه موردنیاز در چرخه تولید باتریهای لیتیوم یونی از جمله کبالت، مس، آلومینیوم، آهن، نیکل، منگنز و فسفات، میتوان چشماندازی برای ورود ایران به این زنجیره ارزش گسترده، ترسیم کرد، لذا نظر به ضرورت اقتصادی و محیطزیستی باتریهای لیتیوم یونی برای آینده و منابع معدنی موجود، امکان توسعه زنجیره ارزش آن وجود دارد و میتوان با پیوستن به این زنجیره، ارزشافزوده بالایی برای رشد و توسعه کشور ایجاد کرد. معاونت بررسیهای اقتصادی اتاق بازرگانی تهران در گزارشی با عنوان «بررسی زنجیره ارزش لیتیوم در جهان؛ چالشها و ظرفیتهای ایران برای مشارکت در آن» ضمن بررسی زنجیره ارزش جهانی لیتیوم، ظرفیتهای کشور، با تمرکز برجایگاه ایران در این چرخه مورد بررسی قرارگرفته و در نهایت توصیههای سیاستی برای توسعه این زنجیره در کشور ارائه شدهاست.

زنجیره ارزش باتریهای لیتیوم یونی

زنجیره ارزش باتریهای لیتیوم یونی مراحل مختلف از اکتشاف و استخراج مواد معدنی، فرآیندهای پالایش، تولید الکترود،سلولها و باتری را بهصورت زنجیرگون شامل میشود و در هرکدام از مراحل این فرآیند، ارزشافزوده جدیدی خلق میشود. در این فرآیند، فرآوری مواد معدنی و سایر مراحل تولید باتری در اختیار بازیگران متفاوتی است. استرالیا، شیلی و آرژانتین سه بازیگر اصلی در قسمت ابتدای زنجیره هستند و چین بازیگر اصلی در سمت میانی تا مرحله نهایی زنجیره ارزش است. ژاپن و کرهجنوبی،غولهای الکترونیک نیز در بخش نهایی زنجیره ارزش، یعنی تولید سلول و باتری هستند.

ایران کشوری است که از یکسو واردکننده لیتیوم و همینطور باتریهای لیتیومی است و از سوی دیگر به لحاظ منابع طبیعی دارای مزیت است؛ بهخصوص در مواد اولیه موردنیاز در چرخه تولید باتریهای لیتیوم یونی شامل لیتیوم، کبالت، مس، آلومینیوم، آهن، نیکل، منگنز و فسفات دارای ذخایر معدنی است. این واقعیت، پله اول در نردبان زنجیره ارزش است، بنابراین بر اساس اهمیت اقتصادی و محیطزیستی باتریهای لیتیوم یونی برای آینده و منابع معدنی موجود، امکان توسعه زنجیره ارزش آن وجود دارد و با تکمیل آن، ارزشافزوده بالایی برای رشد و توسعه کشور ایجاد خواهد شد. بر این اساس در ادامه این گزارش تلاش میشود تا زنجیره ارزش جهانی لیتیوم بررسی شود و سپس بر اساس جایگاه ایران در این چرخه، توصیههای سیاستی برای توسعه این زنجیره ارائه خواهد شد.

زنجیره ارزش لیتیوم

لیتیوم دارای ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی منحصربهفردی است که آن را در بسیاری از پیشرفتهای فناورانه از جمله صنعت باتریهای قابل شارژ قابلاستفاده کردهاست.

یک فلز قلیایی سفید مایل به خاکستری با درخشندگی فلزی در حالت خام است، اما بسیار واکنشپذیر است، بهسرعت به رنگ خاکستری نقرهای مات و سپس در هوا به دلیل اکسیداسیون سیاه میشود؛ آنقدر واکنشپذیر است که هرگز به شکل عنصری آن یافت نمیشود. لیتیوم رسانایی الکتریکی بالایی دارد و یکی از فلزاتی است که دارای بیشترین الکترونگاتیوی است.

همچنین یک فلز بسیار سبک است که این خواص آن را برای استفاده در باتریهای سبک وزن مناسب میکند.

لیتیوم به دلیل انقلاب باتریهای لیتیوم یونی یکی از کالاهای مورد تقاضا در سراسر جهان است. (ANRC، ۲۰۲۱)مصرف لیتیوم برای باتریها در سالهای اخیر بهطور قابلتوجهی افزایش یافتهاست. زیرا باتریهای لیتیومی قابل شارژ بهطور گسترده در بازار روبهرشد خودروهای الکتریکی و دستگاههای الکترونیکی قابلحمل، ابزارهای الکتریکی و ذخیرهسازی استفاده میشوند. بر اساس مطالعات سازمان زمینشناسی ایالاتمتحده، موارد مصرف به شرح زیر برآورد شدند: باتری، ٨٠درصد؛ سرامیک و شیشه ٧درصد؛ گریسهای روانکننده، ٤درصد؛ پودرهای شار قالب ریختهگری، ٢درصد؛ تصفیه هوا، یکدرصد؛ پزشکی، یکدرصد و موارد دیگر، ٥درصد؛ این در حالی است که در سال٢٠١٦، ٣٥درصد لیتیوم در باتریسازی، ٣٢درصد در صنعت سرامیک و شیشه و ٩درصد در گریس بهکار برده میشدند.

براساس زنجیره ارزش لیتیوم، مشخص است که اکثر مصرف این مادهمعدنی در صنعت باتریسازی استفاده میشود و این سهم بهخاطر تقاضای روبهرشد باتریها در حال افزایش است؛ در واقع میتوان گفت برای درک زنجیره ارزش لیتیوم و ارزش اقتصادی که میتواند در آینده تولید کند بهتر است زنجیره ارزش باتریهای لیتیوم یونی بررسی شود. میزان مصرف باتریهای لیتیوم یونی در جهان تا سال٢٠١٧ حدود ١٨٠ گیگا وات ساعت بوده ولی این میزان مصرف تا سال٢٠٢٢ حدود ٤برابر شده و به ٧٠٠گیگاوات ساعت رسیده است و پیشبینی میشود تا سال٢٠٢٥ به ١٧٠٠ و در سال٢٠٣٠ به ٤٧٠٠ برسد.

همچنین عمده مصرف باتریهای لیتیوم یونی در وسایل الکترونیکی، گوشیهای همراه و وسایل بازی بودهاست اما پیشبینی میشود در کنار رشد تقاضای این وسایل، سهم وسایل نقلیه الکتریکی به بیش از ٥٠درصد برسد. زنجیره ارزش باتریهای لیتیوم یونی با اکتشاف مواد معدنی و سپس استخراج از معدن آغاز میشود. سنگ معدن پس از استخراج و خردکردن از طریق فرآیندهای پالایش میشود و سپس طی سپریکردن مراحل تولید الکترود،سلولها و نهایتا باتریهای مختلف تولید میشوند. این زنجیره را میتوان به پنج مرحله تقسیم کرد:

١- انتهای بالادستی زنجیره ارزش شامل اکتشاف، استخراج و بهرهبرداری است که محصولات اصلی آن کنسانتره معدنی لیتیوم و کبالت و سایر کنسانترههای معدنی است که بخشی از یک جزء باتری را تشکیل میدهند.

٢-بخش میانی شامل فرآیندهای هیدرومتالورژیکی برای تولید کربنات لیتیوم و سایر فرآیندهای متالورژیکی برای سایر اجزای معدنی است. کبالت که محصول جانبی فلزات دیگر است، بسته به نوع فرآیند کانی اصلی، مسیر پردازش متفاوتی دارد. هر مسیری که دنبال شود، نتیجه هیدروکسیدکبالت، کربنات لیتیوم یا هیدروکسیدلیتیوم است.

٣- محصولات مرحله ٢ مادهخام برای ساخت الکترودها را تشکیل میدهند.

٤- الکترودها در یک سلول جمع میشوند که سادهترین واحد باتری است.

٥- مرحله پنج با بستههای سلولی متفاوت بسته به استفاده و مصرف نهایی، برای مصرفکننده طراحی میشود.

فرآوری مواد معدنی و سایر مراحل تولید باتری در اختیار بازیگران متفاوتی است. استرالیا، شیلی و آرژانتین سه بازیگر اصلی در قسمت ابتدای زنجیره هستند و چین بازیگر اصلی در سمت میانی تا مرحله نهایی زنجیره ارزش (شامل پالایش، تولید الکتروشیمیایی و تولید سلولی) است. ژاپن و کرهجنوبی،غولهای الکترونیک نیز در بخش نهایی زنجیره ارزش، یعنی تولید سلول و باتری هستند.

وضعیت ایران در ذخایر لیتیوم

گرچه لیتیوم، کبالت، منگنز، نیکل، آلومینیوم، گرافیت، آهن، مس و فسفات عناصر تولید باتریهای لیتیوم یونی هستند، اما سه عنصر لیتیوم، کبالت و نیکل در این فرآیند از همه گرانتر و با ارزشترند.کشورهای استرالیا، آرژانتین، شیلی، چین و آمریکا کشورهای ترازاولی هستندکه ذخایر لیتیوم را در اختیار دارند. کنگو، استرالیا، کوبا و کانادا در ذخایر کبالت و استرالیا، برزیل و کانادا نیز در نیکل رتبههای بالایی دارند.

ایران نیز طبق گفته مقامات رسمی کشور جزو معدود کشورهای است که ذخایر لیتیوم کشفشده دارد و گواهی کشف از وزارت صنعت، معدن و تجارت گرفتهاست و ذخایر فلز در فازنیمه استحصال صنعتی قرار دارند. در سال١٣٩٧ به نقل از مدیر اکتشافات سازمان ایمیدرو، محدودههایی در شرق کشور (نخستین محدوده لیتیوم ایران) کشف شدهاست.

درحالحاضر اقدامات اکتشافی در زمینه استحصال این فلز با ارزش، با همکاری یک شرکت خارجی در سازمان مذکور در حال انجام است. هرچند این اقدامات بهویژه در سالیان اخیر شتاب بیشتری بهخود گرفتهاست، اما کماکان نیاز به سرمایهگذاری و تخصیص منابع مالی از طرف نهادهای تصمیمگیرنده جهت اکتشاف این فلز با ارزش برای سالیان پیشرو بهشدت ضروری است.

همچنین در سالیان اخیر مطالعاتی جهت استحصال لیتیوم از منابع شورابهای داخل کشور انجام شدهاست. نتایج این بررسیها نشان میدهد که استخراج فسفات لیتیم و کربنات لیتیوم امکانپذیر است. علاوه بر لیتیوم بهعنوان مهمترین عنصر در تولید باتریهای لیتیوم یونی، ایران هماکنون ذخایرکبالت، منگنز، نیکل، آلومینیوم، آهن، مس و فسفات دارد که این مزیت باعث میشود تولید این باتریها با هزینه بسیار کمی انجام شود.

با وجود اینکه مطالعات آماری مشخصی از میزان مصرف لیتیوم در داخل کشور وجود ندارد، اما روند روبه رشد تعداد شرکتهای تولیدکننده تجهیزات الکترونیکی قابلحمل، شرکتهای تولیدکننده وسایل نقلیه الکتریکی و سیستمهای ذخیره ساز انرژی در کشور حاکی از مصرف قابلتوجه این فلز در صنایع مذکور است.

از طرفی صنایع نظامی کشور بهعنوان قطب محرک و اثرگذار صنایع دیگر نیز در سالیان اخیر مطالعات زیادی در حوزه تولید باتریهای لیتیومی و همچنین بازیافت منابع آن انجام دادهاند، هرچند کماکان بحث واردات مادهاولیه لیتیوم از کشورهای خارجی بهویژه چین، مهمترین معضل شرکتهای مذکور است.

توصیههای سیاستی برای ایران

معاونت بررسیهای اقتصادی اتاق بازرگانی تهران در ادامه توصیههای سیاستی برای کشور کردهاست. براین اساس با توجه با توجه به اینکه ایران هنوز منابع لیتیوم خود را استخراج نکرده است، بنابراین پیش از هر اقدامی لازم است که مطالعه دقیق و جامع زمینشناسی در مورد اکتشاف و شناسایی مناطق مستعد داخل کشور انجام شود.

انجام مطالعات پیش امکانسنجی برای استخراج لیتیوم: گرچه ایران پتانسیل قابلتوجهی در منابع معدنی برای رقابت در مقیاس جهانی دارد، با این حال توسعه منابع معدنی باید مبتنی بر مدلهای تجاری باشد که حداکثر سود را برای کشور فراهم کند.

مطالعات زنجیره ارزش تولید باتری در ایران بر اساس قیمت استخراج مواد اولیه و قیمتهای جهانی: با توجه به اینکه ایران مواد تشکیلدهنده برای نمونه مختلف تولید باتری لیتیوم یونی را دارد و در حالحاضر تولید این باتریها به شکل محدودی انجام میشود، با این حال بهمنظور شناسایی موانع و گلوگاههای عدمتوسعه این باتریها، باید یک مطالعه تحلیل فنی برای ارزیابی آمادگی کشور و نحوه بهرهمندی آن از بخشهای مختلف زنجیره ارزش انجام شود؛ این مطالعه آمادگی کشور را بر اساس معیارهایی مانند نوآوری، افزایش سرمایه، تولید، انرژی و حاکمیت ارزیابی خواهد کرد؛ در واقع در این مطالعه علاوهبر فرآیند اصلی استخراج تا فروش محصول نهایی، نیاز است قوانین و مقررات، توسعه نهادها، آموزش و زیرساختهای موردنیاز نیز بررسی شوند.

ضرورت آموزش نیروهای متخصص: پس از مطالعات زنجیره ارزش و شناسایی نیازهای مختلف بخش صنعت در مراحل مختلف استخراج و تولید تا بازاریابی و فروش، ایران اگر قصد ورود به این حوزه را دارد باید از هماکنون روی آموزش نیروهای تخصصی سرمایهگذاری کند بهخصوص در رشتههای الکتروشیمی و سایر رشتههای مرتبط با آن.

ارتقای ارتباط با سایر بخشهای اقتصادی برای توسعه زنجیره ارزش باتریهای لیتیوم یونی: تعامل بین بخشهای مختلف اقتصاد و توسعه زنجیره ارزش باتری تنها در صورتی امکانپذیر است که کارکردهای نهادی دولت ارتقا یابند؛ شامل توسعه حکمرانی، سیاستهای پولی و مالی، توسعه زیرساختها و لجستیک، شفافیت، آموزش و ارتباطات. اگر هریک از این عملکردهای دولتی ضعیف باشند، فرآیند توسعه زنجیره ارزش ضعیف خواهند بود؛ در واقع کشور نیاز به پیادهسازی سیستمهایی دارد که از توسعه اقتصادی از سطح حکمرانی خوب شروع میشود.

ترویج سرمایهگذاری مشترک با شرکتهای خارجی برای توسعه ذخایر و زنجیره ارزش: از آنجاکه این زنجیره ارزش نیازمند سرمایهگذاری، دانش و تکنولوژی بالاست لذا علاوهبر توسعه موسسات مالی داخلی با قابلیت تامین مالی پروژههای عظیم، کشور باید از منابع خود برای ایجاد همافزایی با تولیدکنندگان عمده باتری استفاده کند. دولت باید کارآفرینان محلی خود را تشویق کند تا با شرکتهای باتجربه، سرمایهگذاری مشترک انجام دهند. حمایت مالی، قانونی و مالیاتی از توسعه واحدهای تولید لیتیوم در داخل کشور نیز پیشنهاد شدهاست.