כיצד למחזר מנועי אדמה נדירים פיתוח איכותי של כרייה עירונית

המשמעות של פיתוח מכרה עירוני לשיפור האיכות במיחזור מוטורי של כדור הארץ נדיר

בעוד שהמשאבים הטבעיים של כדור הארץ הולכים ומתדלדלים, ה"משאב" הייחודי של הפסולת העירונית ממשיך לגדול, והערים הפכו למקומות עתירי המשאבים הגדולים ביותר בחברה האנושית. משאבים המופקים מהקרקע מכוונים בערים בצורת מגוון רחב של מוצרים מיוצרים, והשאריות הקיימות בסוף תהליך הצריכה הפכו את הערים לסוג אחר של "מכרה". על פי הנתונים שפורסם על ידי המכון הגיאולוגי של ארה"ב (USGS) בשנת 2023, עתודות אדמה נדירות בסין היוו 35.2% מהעולם, הכרייה היוותה 58% מהעולם, וצריכת אדמה נדירה היוותה 65% מהעולם, בדירוג הראשון בעולם בכל שלושת ההיבטים. סין היא היצרנית, היצואנית והאפליקטורה הגדולה בעולם של אדמה נדירה, כשהיא תופסת עמדה דומיננטית. מספר רב של מוצרי אדמה נדירים חדרו לכל היבט של יישומים תעשייתיים. נתונים ממכון Huajing למחקר תעשייתי מראים כי חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה היוו יותר מ-42% מצריכת האדמה הנדירה של סין בשנת 2023, כאשר הרוב המכריע של החומרים הללו יושמו על כלי רכב אנרגיה חדשים וכלי דו-גלגלי חשמליים.

למכרות העירוניים יש סוגים שונים, מקורות בשפע, שמורות נרחבות ודרגות גבוהות שלא ניתן להשוות למכרות טבעיים. על פי דו"ח "גילוי פסולת אלקטרונית גלובלית 2020" של האו"ם, סך הפסולת האלקטרונית העולמית הגיעה ל-53.6 מיליון טון בשנת 2019, כאשר 82.6% הושלכו או נשרפו ללא מיחזור. ההערכות הן כי הפסולת האלקטרונית העולמית בשנת 2030 תגיע ל-74.7 מיליון טון. פסולת מנועי האדמה הנדירים ברכבי אנרגיה חדשים ובכלי רכב דו-גלגליים חשמליים (כולל אופנועים חשמליים, אופניים חשמליים, קורקינטים חשמליים) מכילים חומרי גלם בעלי טוהר גבוה העשירים במוצרי עפרות, כיתה ואפרפרות נדירות, המשתווים לאדמת אדמה נדירה. הם מייצגים מכרות עיר אדמה נדירה אמיתית. כדורי אדמה נדירים, כמשאב שאינו מתחדש, הם בעלי חשיבות אסטרטגית משמעותית להתאוששות ומיחזור יעילים של הפיתוח הכלכלי העולמי.

לפי EVTank, ארגון מחקרי שוק, המשלוח העולמי הכולל של דו-גלגלי חשמלי הגיע ל-67.4 מיליון יחידות בשנת 2023. סין אחראית ל-81.9% מהמכירות העולמיות של דו-גלגלי חשמלי, אירופה ל-9.2% ואזורים אחרים ל-8.9 %. עד סוף 2023, הבעלות של סין על כלי רכב דו-גלגליים חשמליים הגיעה לכ-400 מיליון, כאשר גם למדינות מתפתחות כמו וייטנאם, הודו ואינדונזיה יש בעלות משמעותית על רכב דו-גלגלי חשמלי. רכבי האנרגיה החדשים העולמיים חוו בשנתיים האחרונות, עם מכירות שהגיעו לכ-10 מיליון יחידות ב-2022 ו-14.653 מיליון יחידות ב-2023. צפוי שהמכירות העולמיות יעלו על 20 מיליון יחידות ב-2024, כאשר סין תתרום 60% ל- המכירות העולמיות. הבעלות העולמית על רכבי אנרגיה חדשים בשנת 2023 הגיעה לכ-400 מיליון יחידות, כאשר 40 מיליון יחידות הן רכבי אנרגיה חדשים. הוא צפוי לצמוח בקצב שנתי ממוצע של 23% בין 2023 ל-2035, להגיע ל-245 מיליון יחידות ב-2030 ולעלות עוד יותר ל-505 מיליון יחידות ב-2035. תנופת הצמיחה מהירה. על פי איגוד יצרני הרכב האירופי (EAMA), בשנת 2023, נרשמו 3.009 מיליון מכוניות נוסעים חדשות באנרגיה ב-31 מדינות אירופיות, המציגות עלייה משנה לשנה של 16.2%, עם שיעור חדירת רכבי אנרגיה חדשים של 23.4% . ה-Alliance for Automotive Innovation (AAI) דיווחה כי המכירות של רכבי אנרגיה קלים חדשים בארה"ב בשלושת הרבעונים הראשונים של 2023 הסתכמו ב-1.038 מיליון יחידות, עלייה של 59% משנה לשנה. נתוני ה-Start Point Research Institute (SPIR) צופים כי שיעור החדירה הממוצע העולמי של רכבי אנרגיה חדשים יגיע ל-56.2% בשנת 2030, כאשר שיעור חדירת רכבי האנרגיה החדשים של סין יגיע ל-78%, ל-70% באירופה, ל-52% בארה"ב ולמדינות אחרות. ' 30%. יש ערים עם מוקשים עירוניים שלא ימוצו, ולפיתוח של מוקשים עירוניים של אדמה נדירה יש משמעות ארוכת טווח לייעול הסביבה האקולוגית, השגת כוח תמחור כדור הארץ נדיר עולמי וקידום הפיתוח האיכותי של הכלכלה העולמית. .

בעולם, לשוק המיחזור של מנועי אדמה נדירים משומשים יש פוטנציאל משמעותי. לפי ארגון מחקרי השוק SNE Research, מספר רכבי האנרגיה החדשים שנגרטו ברחבי העולם צפוי לגדול מ-560,000 ב-2025 ל-4.11 מיליון ב-2030, 17.84 מיליון ב-2035 ו-42.77 מיליון ב-2040.

(1) האצת המעבר לירוק, מעגלי ודל פחמן.

ניצול משאבים מסורתי כרוך בזרימה חד-כיוונית של משאבים מתהליך הייצור לקשר הצריכה ובסופו של דבר לפסולת. התיאוריה של כלכלה מעגלית מציגה גישה חדשה לניצול משאבים על ידי המרת זרימה חד-כיוונית זו למחזור דו-כיווני. פיתוח מכרה עירוני מאתגר את השיטה המסורתית של רכישת משאבים ומייצג מחזור דו-כיווני טיפוסי. על ידי מיחזור פסולת, זה לא רק מפחית את הפסולת ומגדיל את המשאבים אלא גם מייצר הזדמנויות חדשות לפיתוח עירוני באמצעות תהליך של הפחתה ושיפור.

מכרות טבעיים מייצרים כמות משמעותית של פסולת בשל משאבים מוגבלים ולחץ סביבתי. לעומת זאת, הפיתוח של מכרות עירוניים שצומחים במהירות, בטוהר גבוה ובעלות נמוכה לא רק מבטל את הצורך בחיפושים, כרייה ושיקום קרקעות, אלא גם מפחית באופן משמעותי את ייצור הפסולת. שינוי זה משנה את מודל הצמיחה הליניארי המסורתי של "כרייה-התכה-ייצור-פסולת" למודל פיתוח מעגלי של "משאבים-מוצרים-פסולת-משאבים מתחדשים". הנפח ההולך וגובר של מכוניות חשמליות שנגררות וכלי רכב דו-גלגליים חשמליים תורם מדי שנה לצמיחת עתודות מוקשים עירוניים נדירים. מיחזור מכרות אדמה נדירים אלה עולה בקנה אחד עם עקרונות פיתוח ירוק, כגון שימור משאבים, צריכת אנרגיה מופחתת ושמירה על הסביבה.

(2) מיחזור לשימור משאבים אסטרטגיים

כיצד לממש את המיחזור של משאבי מינרלים אסטרטגיים יש השפעה על ההתפתחות ארוכת הטווח של הכלכלה העולמית. דרגת המתכות, מתכות יקרות נדירות ומשאבי אדמה נדירים במכרות עירוניים גבוהה בעשרות או אפילו מאות מונים מזו של עפרות טבעיות. מוצרי אדמה נדירים המתקבלים ממכרות עירוניים חוסכים את שלבי הכרייה, ההטבה, ההתכה וההפרדה של עפרות אדמה נדירות גולמיות. תהליך ההיתוך המסורתי של אדמה נדירה דורש מיומנויות ועלויות גבוהות. פיתוח מכרות עירוניים להפקת אדמה נדירה ומוצרי פלדה מגנטיים של אדמה נדירה מרכבי אנרגיה חדשים ומרכבים דו-גלגליים חשמליים בעלויות נמוכות הוא חשוב מבחינה אסטרטגית להגנה על משאבי מכרות אדמה נדירים עולמיים ושמירה על פיתוח כלכלי בינלאומי.

מנוע חשמלי דו-גלגלי ממוצע של מכונית דורש 0.4-2 ק"ג של מגנטים נדירים של אדמה נדירה ו-0.1-0.6 ק"ג של יסודות פרסאודימיום. סין מוציאה מדי שנה למעלה מ-60 מיליון כלי רכב דו-גלגליים חשמליים, מהם ניתן לשחזר כ-25,000 טון של מגנטים נדירים של אדמה, בשווי של כ-10 מיליארד יואן. ההתאוששות כוללת גם 7,000 טון של יסודות פרסאודימיום וניאודימיום נדירים, בשווי של 2.66 מיליארד יואן (בהתבסס על מחיר תחמוצת פרסאודימיום-נאודימיום ב-38 מיליון יואן/טון נכון ל-1 ביולי 2024). כל מנוע הנעה חדש של רכב אנרגיה צריך בדרך כלל כ-25 ק"ג של מגנטים של אדמה נדירה, 6.25 ק"ג של פרסאודימיום ונאודימיום ו-0.5 ק"ג של דיספרוזיום. 560,000 רכבי האנרגיה החדשים המתוכננים לצאת משימוש ב-2025, יכילו 12,500 טון של מגנטים של אדמה נדירה, 3,500 טון של פרסאודימיום ונאודימיום, בשווי של 1.33 מיליארד יואן, ו-250 טון דיספרוזיום, בשווי של 5 מיליון של 467. תחמוצת דיספרוזיום ב-1.87 מיליון יואן נכון ל-1 ביולי 2024). זה מייצג את הכמות הגדולה ביותר של מגנטי אדמה נדירים בעולם. בשנת 2023, סין קבעה יעד שליטה כולל של כריית אדמה נדירה של 255,000 טון, עם פוטנציאל לפרק ולשחזר 30-40% ממרכיבי אדמה נדירים מכלי רכב דו-גלגלי חשמליים ורכבי אנרגיה חדשים, שווה ערך לנפח הכרייה הנוכחי של סין. מכרות אדמה נדירים.

צפוי כי 42.77 מיליון רכבי האנרגיה החדשים שנגרטו בשנת 2040 יכילו 1.07 מיליון טון של מגנטים של אדמה נדירה, 267,000 טון של יסודות פרסאודימיום-נאודימיום ו-21,400 טון של יסודות דיספרוזיום. כמות זו גבוהה משמעותית מכלל מוצרי אדמה נדירים המבודדים מנפח הכרייה של מכרות אדמה נדירים בעולם. פיתוח זה ישיג באופן מקיף את המטרה של שימור משאבים אסטרטגיים שאינם מתחדשים.

(1) שיפור בריאותם ורווחתם של אנשים

העיר הידידותית לטבע היא מודל של שימור אקולוגי דל פחמן. עם זאת, מציאות האשפה המקיפה את העיר ופינוי מכוניות חשמליות משומשות, המכילות חומרים מזיקים לסביבה ולגוף האדם, נותרה מטרידה. נושא זה משפיע על איכות החיים של אנשים. פיתוח מכרה עירוני לא רק מבטל את מפגעי הפסולת לסביבה ולגוף האדם, אלא גם מבטיח את הבריאות והבטיחות של האקולוגיה העירונית. יתר על כן, הוא מאיץ את מימוש הדו-קיום הרמוני בין האדם לטבע.

2. דילמות מול פיתוח מכרה עירוני

הירוק והפחתת הפחמן של פיתוח כלכלי וחברתי הם היבטי מפתח של פיתוח באיכות גבוהה. סין גיבשה מדיניות ואמצעים רבים לפיתוח מוקשים עירוניים. הוא גם שיפר את הניהול של פסולת עירונית מוצקה ומזהמים חדשים באופן מקיף ובערוצים שונים על ידי ארגון ירידי מכרות עירוניים ואירועים אחרים. סין קידמה את המיחזור הנרחב של מכרות עירוניים של אדמה נדירה, כמו גם הפחתה כמותית וניצול משאבים. עם זאת, יש עדיין אתגרים רבים ליישום אסטרטגיית שימור מקיפה ולקידום ניצול חסכוני ואינטנסיבי של משאבים.

(1) תשומת לב לא מספקת לפיתוח כרייה עירונית

כרייה קונבנציונלית מתבצעת על ידי חברות כרייה באזורי כרייה ספציפיים, וחלוקת המשאבים במכרות עירוניים מבוזרת בצורה ניכרת. אינרציה הובילה את רוב החברות להתמקד במספר ההולך ומתמעט של מכרות טבעיים ולהשקיע במחקר ופיתוח יקרים של טכנולוגיות חדשות. רוב המשאבים המינרלים השימושיים בעולם אינם עוד מתחת לאדמה אלא נערמים על פני השטח בצורה של "קברי מכוניות", "קברי פלדה", "אשפה אלקטרונית ופסולת אחרת. מכרות עירוניים ומכרות מסורתיים הם צורות שונות מאוד של כרייה. הכרייה אינה עוסקת יותר בפירי מכרות תת קרקעיים ובחפירה, אלא בריסוק מוצרי פסולת, סיווג והפקת מתכות, פלסטיק וחומרים אחרים הניתנים למחזור הכורים החדשים צריכים רק לסווג את האשפה כדי להשלים את האיסוף הראשוני של המשאבים נמצא בהישג יד, אך הכרה בערך הכרייה בפועל ובמשמעות הכרייה יכולה להוביל לניצול מקיף של מפעלים צריך להיות הבסיס האידיאולוגי לפיתוח איכותי של כלכלת העולם.

● רשתות שינוע וסילוק לא נאותות

ערי כרייה מכרות ללא אישור ממשלתי להגדיר את היקף ומשך הכרייה. כתוצאה מכך, האיסוף, הסיווג, ההובלה והסילוק של הפסולת משפיעים ישירות על יציבות אספקת חומרי הגלם של המיזם. טכנולוגיית פירוק לא מספקת מובילה לעסקים להזניח את המיחזור של פסולת מוצרי מנוע. חלק מהאזרחים פונים למכירת פסולת אופניים חשמליים לספקים ניידים עקב היעדר ערוצי מיחזור רשמיים, וכתוצאה מכך קונים פרטיים הופכים לאספנים העיקריים. יתרה מכך, מחזור פסולת מוצרי חשמל, שבעה סוגי פסולת ופירוק ומיחזור גרוטאות מכוניות מצריכים כישורים מתאימים בשל הסתמכותם הרבה על טכנולוגיות חדשות. ניכר כי הגברת המודעות הציבורית, שיפור מערך המיחזור ושיפור התקינה הארגונית חיוניים לטיפול בסוגיית גופי המיחזור המפוזרים.

3. רעיונות חדשניים לפיתוח מכרה עירוני

הערך של פיתוח מכרה עירוני תלוי הן במלאי הפסולת הנוכחי והן בגידול ובקצב הצמיחה העתידי. עד סוף 2021 יהיו בעולם 17 ערים עם אוכלוסייה של יותר מ-10 מיליון, 113 ערים בסין עם אוכלוסיה של יותר ממיליון. מלאי רכבי האנרגיה החדשים וכמות הרכבים הגרוטאים יגדלו בו זמנית. לכן, חיוני להמשיך ולחקור ולחדש לחיזוק פיתוח מוקשים עירוניים ולקידום פיתוח איכותי.

● תמיכה במדיניות וניהול מדעי

סין, כצרכנית של רכבי אנרגיה חדשים וכלי רכב דו-גלגליים חשמליים, מממשת את המטרה של פיתוח מכרות עירוניים כדי לשרת את החברה, התעשייה והמין האנושי. הישג זה אינו נפרד מתמיכת מדיניות ברמה הלאומית, מערכת מקיפה של חוקים ותקנות ומההכרח בניהול מדעי. בשנת 1976, ארצות הברית פיתחה וחוקקה את חוק סילוק פסולת מוצקה, ובשנת 1989 העבירה קליפורניה את פקודת ניהול הפסולת המקיפה. באמצעות מדיניות וצעדים רגולטוריים מחמירים, ערך התפוקה של תעשיית האנרגיה המתחדשת בארה"ב התקרב לזה של תעשיית הרכב. הפקת לקחים מניסיונם של אחרים ואימוץ תפיסות ניהול מתקדמות יכולים להגביר את המוטיבציה הארגונית. מדיניות חיובית יכולה לתמרץ חדשנות טכנולוגית, שימוש בחומרים חדשים בעיצוב מוצרים ידידותיים לסביבה, ובסופו של דבר להשיג הפחתת מקור. יש חשיבות מכרעת להגביר את מסעות המודעות לציבור, לקדם שיטות צריכה חסכונית ולשפר את שיעורי מיחזור הפסולת. בנוסף, הגדלת ההשקעה במחקר ופיתוח טכנולוגי לפינוי פסולת, עידוד השקעות פרטיות וזרות, ויישום צעדים שונים יכולים להאיץ את הפיתוח של מכרות עירוניים, מרכיב חיוני בפיתוח בר קיימא.

(2) תפיסת הפיתוח הירוק מנחה את הפיתוח של טכנולוגיות חדשות.

גישת הפיתוח הירוק מייצגת שינוי משמעותי בפרדיגמת הפיתוח, שבה משאבים, הגנה על הסביבה ואילוצים אחרים משמשים ככוחות המניעים החדשניים לכרייה עירונית. כמו כן, הוא רואה בחומרים נדירים, קשים לחידוד ובעלי ערך גבוה הן הזדמנויות והן אתגרים. חדשנות עצמאית של ארגונים היא המפתח להשגת פיתוח באיכות גבוהה, שכן הם מאמצים את תפיסת החדשנות של משאבים מוגבלים ומיחזור בלתי מוגבל. על ידי התמודדות עם אתגרי מיחזור ומינוף חידושים טכנולוגיים, ציוד ותהליכים, ארגונים יכולים לנצל את הפוטנציאל של יסודות אדמה נדירים וייצור מחדש מעודן. גישה זו מפיחה חיים חדשים בחומרי פסולת באמצעות מחזורים מרובים של שימוש חוזר, מטפחת התקדמות מדעית וטכנולוגית בתעשייה ומחזקת את התחרותיות המרכזית.

(3) פיתוח מחזור חיים מלא, שרשרת תעשייה שלמה

הפיתוח של מכרות עירוניים קשור קשר הדוק למחזור החיים של הפסולת. מוצרים בציוויליזציה התעשייתית אינם יכולים להימנע מהגורל של "מהעריסה לקבר, השלמת מחזור החיים ממשאבי כרייה, ייצור מוצרים, מכירה, שימוש וסילוק כמוצרי פסולת. בתקופת הציוויליזציה האקולוגית, פיתוח המיחזור הירוק יכול להפוך ריקבון לטרנספורמציה מופלאה באמצעות שיטת ניתוח זרימת החומר של פלט חומר קלט פנימי וחיצוני, ניתן לשנות את כיוון הזרימה של הפסולת מ"הקבר" ל"עריסה". הגורל "מעריסה לקבר" "מהעריסה לעריסה מולדות מרובות. באמצעות פלטפורמת "אינטרנט + מיחזור" ניתן להגיע לחיבור יעיל של שלושת הקישורים המרכזיים של ייצור פסולת, איסוף פסולת ומיחזור פסולת. על ידי פיתוח כל מחזור החיים של עיצוב ירוק, ייצור ירוק, מכירה ירוקה, מיחזור ירוק וטיפול, היא מממשת את החדשנות של כל הרשת התעשייתית, לרבות מיון ופירוק, טיפול מקדים ועיבוד, מיחזור חומרים וייצור מחדש.

(4) משחק תפקיד של מנהיג מודל

פיתוח של מכרות עירוניים נדירים עשוי לקדם את פירוק הקיבולת והפיתוח הירוק של המשק כולו בהיבטים שונים, כגון הגנת הסביבה ושימוש חוזר במשאבים. זה גם יכול לקדם פיתוח באיכות גבוהה באמצעות רפורמה מבנית בצד ההיצע. להדגמה והובלה חיובית יש חשיבות משמעותית בטיפוח הרשת של מערך המיחזור, רציונליזציה של השרשרת התעשייתית, הגדלה של ניצול המשאבים, הובלת טכנולוגיה וציוד, שיתוף תשתיות, ריכוז הטיפול בשמירה על איכות הסביבה וסטנדרטיזציה של תפעול וניהול. ארגונים מובילים יכולים לנווט את כל תעשיית הכרייה העירונית לעבר שיטות עבודה איכותיות, אינטליגנטיות, בטוחות במשאבים, נקיות ויעילות.

(מאמר זה הושלם על ידי קבוצת המומחים של סצ'ואן יואנלאי שון New Rare Earth Materials Co., Ltd., Zeng Zheng, ו- Song Donghui, תוך ציטוט המאמר "כיצד להפוך את פיתוח המכרה העירוני לאיכותי מאת ג'ו יאן ולי שומיי מבית הספר לאיכות הסביבה באוניברסיטת רנמין בסין.)