ندا اظهری، مترجم: روز جمعه ولادیمیر زلنسکی، رئیس‌جمهور اوکراین برای امضای قرارداد معدنی حیاتی بین این کشور و ایالات متحده، وارد آمریکا شد تا بر سر بهره‌برداری از موادمعدنی و خاک‌های کمیاب این منطقه با ترامپ مذاکره کند که از قرار معلوم به نتیجه نرسید. دو رئیس‌جمهور قرار بود بر سر قراردادی با یکدیگر به تفاهم برسند که ماحصل آن، حمایت آمریکا از اوکراین در برابر حملات روسیه و مناقشات جنگی در قبال حق بهره‌برداری آمریکا از معادن حاوی موادمعدنی در این کشور بود. ترامپ عنوان کرده بود که ما منابع کمیاب را استخراج کرده و برای فناوری‌های هوش مصنوعی و نیز تسلیحات نظامی از آن‌ها بهره‌مند خواهیم شد. اما ویدئویی که از تنش لفظی دو رئیس‌جمهور در شبکه‌های اجتماعی وایرال شد، نشان داد که در نهایت ترامپ و زلنسکی با یکدیگر به توافق نرسیدند. آمریکا از اوکراین خواسته بود که بر سر این توافق صلح کنند در غیر این صورت آمریکا به اوکراین کمک نخواهد کرد و کنار می‌کشد. در این دعوای لفظی، ترامپ با لحن تندی خطاب به زلنسکی عنوان کرد که «یا توافق کن یا روی کمک ما حساب نکن!» به دنبال این تنش‌ها و درگیری‌های لفظی، علاوه بر امضای قرارداد معدنی بین آمریکا و زلنسکی، کنفرانس خبری میان این دو نیز لغو شد. آنچه در پس‌زمینه عدم‌تفاهم بین دو کشور در این زمینه وجود دارد، اهمیت موادمعدنی موجود در اوکراین است که به لحاظ کاربرد در فناوری‌های نوین امروزی می‌تواند بسیار استراتژیک عمل کند. در ادامه به اهمیت این مواد معدنی اشاره کرده‌ایم.

   تلاش برای استخراج موادمعدنی مورد نیاز فناوری‌ها
تلاش دونالد ترامپ برای یافتن موادمعدنی حیاتی او را از گرینلند به اوکراین کشانده است. البته به نظر می‌رسد او تنها کسی نیست که برای یافتن فلزات گرانبها برای تولید فناوری‌های مختلف، از افزایش برق گرفته تا مراکز داده بیشتر و بزرگ‌تر هوش مصنوعی و شبکه‌های برق قوی‌تر موردنیازش تلاش می‌کند. آمار‌ها حکایت از آن دارد که حدود یک‌پنجم از مواد معدنی که تصور می‌شود تا سال 2035 در تولید فناوری‌های نوین موردنیاز باشند، هنوز کشف نشده‌اند. در این میان تاکنون میلیارد‌ها دلار درتلاش برای یافتن ذخایر جدید سرمایه‌گذاری شده است اما معمولاً اطلاعات عمومی از محل اکتشاف این فلزات وجود ندارد. مشکلاتی که پیش روی پروژه‌های اکتشافاتی فلزات گرانبها و باارزش در دنیا وجود دارد، تنها به بدتر شدن اوضاع منجر می‌شود. کیفیت سنگ معدن که مقدار فلز باارزش در یک نمونه سنگ را نشان می‌دهد، رو به کاهش بوده و این امر، معدنچیان را مجبور کرده برای یافتن سنگ‌های معدنی ارزشمند حفاری‌های عمیق‌تری را انجام دهند. البته این تنها یکی از مشکلات است؛ علاوه بر آن، یکی از دشوارترین شرایط پیش روی اکتشاف فلزات گرانبها و معدنی، نهایی شدن مجوز‌های استخراج است که ممکن است سال‌ها یا حتی چنددهه به‌طول بینجامد. یکی از معدنکاران مس که در آسیای مرکزی کار می‌کند، در گردهمایی اخیر رؤسای صنعت در ریاض سخنرانی و در آن عنوان کرد شرکت‌های معدنی به‌دنبال فناوری‌های جدید به منظور تقویت فرایند تولید خودند. مدیران این شرکت‌ها تاکنون درنظر داشته‌اند از فناوری‌های جدیدی چون مته‌های بهتر و کاربردی‌تر و سیستم‌های قدرتمند گرفته تا استفاده هوشمندانه از داده‌ها و هوش مصنوعی با هدف مقابله با مبرم‌ترین مشکلات استفاده کنند.

   فناوری‌های جدید و تسریع فرایند اکتشافات معدنی
مجموعه‌ای از نوآوری‌ها و عملیات‌هایی که به طور روزانه در معادن انجام می‌شوند، حفاری و فرآوری سنگ‌های معدنی را در بر می‌گیرد. معدنچیان از صنعت نفت و گاز وام می‌گیرند که در دهه‌های اخیر با ظهور شکست هیدرولیکی، انقلابی را در این صنعت تجربه کردند. این امر با کاهش میزان قبوض مصرف‌کنندگان و اتکای این کشور به انرژی‌های خارجی، دستاورد‌های بزرگی را برای اقتصاد آمریکا به همراه داشت. با در نظر گرفتن این موضوع، محققان یک دستگاه حفاری اقتباس‌شده از دستگاه‌های مورد استفاده شرکت‌های بزرگ نفتی را موسوم به XMT توسعه داده‌اند. هنگامی که معادن وارد فاز عملیاتی می‌شوند، حفاری‌ها، پرهزینه‌ترین و زمان‌برترین بخش را برای معدن‌کاران به‌خود اختصاص می‌دهند. دکل XMT از یک لوله سیم‌پیچ، شامل یک لوله فلزی بلند، بدون درز و منعطف با موتوری تشکیل شده است که توسط جریان متناوب (AC) به منظور حفاری‌های مداوم، دقیق‌تر و سریع‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه را می‌توان جایگزین حفاری چرخشی سنتی‌تر کرد؛ فرایندی با نیروی هیدرولیک که از حرکت چرخشی و چکشی برای سوراخ کردن حفره‌ها استفاده کرده و حدود 60 سال است که در صنعت از آن استفاده می‌شود. مته XMT می‌تواند به معدنچیان کمک کند تا 50 درصد نفوذ خود را به عمیق زمین افزایش داده و 20 درصد سوخت کمتری در این فرایند مصرف کنند؛ چراکه موتور‌های AC بسیار کارآمدتر از نمونه‌های هیدرولیکند.

   تأمین برق برای حفاری‌ها
برق، چالش دیگری است که می‌تواند به‌عنوان مانعی در مسیر اکتشافات موادمعدنی در معادن مطرح شود. معادن به انرژی پیچیده در مناطق دورافتاده نیاز دارند که اغلب به دیزل ژنراتور‌هایی وابسته می‌شوند که گران‌قیمت بوده و به‌سختی نسبت به ذخیره جدید شارژ می‌شوند. فقدان تأمین پایدار برق و انرژی و اتصال به شبکه نیز ماینر‌ها را دربرابر برق متناوب آسیب‌پذیر می‌کند. هواوی که یکی از معروف‌ترین شرکت‌های چینی است، ریزشبکه معدن هوشمند FusionSolar را توسعه داده که یک نیروگاه مستقل متشکل از باتری، پنل‌های خورشیدی و اینورترهاست که با کمک یک سیستم مدیریت انرژی هوشمند که به استخراج‌کنندگان این امکان را می‌دهد تا به همان اندازه یا کمتر، از انرژی موردنیاز برای اجرای عملیات خود، با فرکانس و ولتاژ پایدار استفاده کنند. نسخه 6 مگاوات بر ساعت این فناوری در ارتفاع بیش از 4200 متری در معدن «آفگرید» در آرژانتین نصب شده است. یک سیستم 90 مگاوات بر ساعت در مغولستان مستقر شده که در آن، دما می‌تواند تا منفی 40 درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. ریزشبکه همچنین از هوش مصنوعی برای بررسی سلامت باتری، پیش‌بینی هرگونه نقص در سیستم و آزاد کردن مقدار مناسب انرژی در صورت نیاز استفاده می‌کند. یکی از مدیران هواوی معتقد است تمام این‌ها به کاهش حدود یک‌سومی هزینه‌های عملیاتی ماینر‌ها منجر می‌شود.

   استخراج موادمعدنی با روش‌های مختلف
با بالا رفتن سن معادن، شرکت‌ها نیز به‌دنبال راهکار‌های بهتری برای به‌دست آوردن ارزش بیشتر از خاکی‌اند که استخراج می‌کنند. BHP به‌عنوان بزرگ‌ترین شرکت معدنی و Rio Tinto به‌عنوان دومین شرکت بزرگ دنیا، درحال آزمایش روی روش‌های جدید سنگ‌شویی‌اند که در این فرایند شیمیایی، استخراج فلزات (بیشتر مس) از یک سنگ معدنی، بیشتر انجام می‌شود. از آنجا که فلزات به اشکال مختلف در زمین یافت می‌شوند، اکسید‌ها، سولفید‌ها، مخلوط با هم یا در قالب پسماند، معدنچیان مجبورند از روش‌های مختلفی برای استخراج آن‌ها استفاده کنند. در این میان، اکسید‌ها نیاز به اسید و سولفید‌ها برای حل کردن مواد اضافی یا اکسید کردن موادمعدنی به یک جزء باکتریایی نیاز دارند. به‌عنوان مثال، «اسیدیتیوباسیلوس فرواکسیدانس» برای اکسید کردن آهن و گوگرد به کار می‌رود. همچنین، شرکت Rio Tinto، Nuton را توسعه داده که فرایند تزریق سنگ خردشده با افزودنی‌های اختصاصی و میکروارگانیسم‌های کشت شده که به ایجاد مس با خلوص بالا منجر می‌شود.

   نقش جمع‌آوری داده در تسریع فرایند اکتشافات معدنی
گروه دوم نوآوری‌ها بر جمع‌آوری بهتر داده‌ها برای تسریع اکتشافات موادمعدنی تمرکز دارد. این به معنای یافتن سنگ معدن‌هایی با عیار بالاتر و ارزیابی و نقشه‌برداری بهتر ذخایر است. شرکت چینی Daoyun Tech نرم‌افزاری تولید کرده است که به شرکت‌ها اجازه می‌دهد داده‌های زمین‌شناسی یک سایت حفاری احتمالی را از طریق پهپاد جمع‌آوری و مناطق معدنی را بررسی کنند و طرح‌های سه‌بعدی را ارائه دهند. همچنین Ivanhoe Electric به‌عنوان یک شرکت اکتشافاتی متمرکز بر فناوری، از جریان‌های الکتریکی استفاده می‌کند که آن‌ها را تا عمق 1.5 کیلومتر زیر زمین کاهش می‌دهد تا ذخایر را بررسی کرده، مناطق زیرسطحی را نقشه‌برداری و کانی‌های سولفیدی حاوی مس، نیکل، طلا و نقره را شناسایی کند. دقت سیستم که در میان سایر شرکت‌ها توسط BHP مورد استفاده قرار می‌گیرد، به این معنی است که قبل از قرار گرفتن رسوبات، حفاری کمتری موردنیاز است. همچنین به این معنی است که آسیب کمتری به زمین‌های اطراف وارد می‌شود. شرکت Freeport-McMoRan که در زمینه معدن کاری در حوزه مس فعالیت می‌کند، از حسگر‌های نصب‌شده روی کامیون‌ها، بیل‌ها و ماشین‌آلات برای جمع‌آوری اطلاعات در زمان واقعی نه‌تنها در مورد اطمینان از کیفیت سنگ معدن درحال حفاری، بلکه در مورد بالا بردن سرعت عملیات و عملکرد تجهیزات استفاده می‌کند. مدیر ارشد نوآوری این شرکت معتقد است این اطلاعات سپس به مدل‌های هوش مصنوعی داده می‌شود که ماشین‌آلات این شرکت را با دقت و اثربخشی بیشتری هدایت می‌کند. در عملیات Freeport در اندونزی، مدل‌های هوش مصنوعی همچنین به پیش‌بینی نشت گل‌های مرطوب کمک می‌کنند، جایی که آب مخلوط با سنگ معدن می‌تواند به معادن سرازیر شده و تجهیزات و افراد را به خطر بیندازد. نرم‌افزار این شرکت، داده‌های ویدئویی و حسگر را در مورد محتوای آب، بارندگی و توزیع رسوبات گلی و اندازه ذرات گل در داخل و اطراف معدن به تکه‌های کوچک‌تر تبدیل می‌کند تا الگوریتم‌های پیش‌بینی‌کننده خطر را ایجاد کند.

   چرا معادن اوکراین برای آمریکا مهم شد؟
شرکت‌های معدنی تنها شرکت‌هایی نیستند که تلاش‌های اکتشافی را از طریق فناوری افزایش می‌دهند. سازمان زمین‌شناسی آمریکا (USGS) و آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا (دارپا) در ماه ژانویه، پروژه‌ای را برای توسعه ابزار‌های مبتنی بر هوش مصنوعی به منظور جمع‌آوری و ارزیابی کیفیت داده‌های معدنی حیاتی راه‌اندازی کرد. این طرح شامل استخراج داده‌های مکانی از منابع گسترده‌ای مانند 100 هزار نقشه قدیمی و بررسی‌های زمین‌شناسی است و نقشه‌برداری مواد معدنی با ارجاع جغرافیایی، یک تکنیک کارتوگرافی است که برای همسو کردن داده‌های نقشه طول و عرض جغرافیایی با دنیای واقعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تنها یک‌دهم کاتالوگ سازمان زمین‌شناسی آمریکا به لحاظ جغرافیایی مشخص شده‌اند و مابقی به‌صورت تصاویر اسکن شده از نقشه‌ها هستند. گمانه‌زنی‌ها حاکی است که شاید فقدان چنین داده‌های داخلی، ترامپ را بر آن داشته تا به جست‌وجوی موادمعدنی ارزشمند در دل اوکراین باشد. تمام این فرایند‌ها، روند نقشه‌برداری زمین‌شناسی را که ممکن است سال‌ها به‌طول بینجامد و اغلب به‌طور دستی انجام می‌شوند، سرعت بخشیده است. پس از جمع‌آوری، ادغام و سازمان‌دهی مجموعه‌های مختلف داده‌های زمین‌شناسی، محققان تکنیک‌های یادگیری ماشینی را برای استخراج الگو‌ها، پیش‌گویی و پیش‌بینی محل دفن موادمعدنی در سراسر آمریکا به کار می‌گیرند.
با وجود این مشخص نیست شرکت‌های معدنی و حفاری‌ها با چه سرعتی در تمام این فناوری‌های جدید سرمایه‌گذاری خواهند کرد. در حال حاضر آن‌ها تحت‌فشار افزایش هزینه‌های نیروی کار، مشکلات در دسترسی به برق و تأخیر‌های طولانی در صدور مجوزند، همچنین مشکلات غیرمنتظره‌ای وجود دارد، به عنوان مثال، هزینه‌ها در شرکت McKinsey برای معادنی که ارزش آن‌ها بیش از یک میلیارد دلار است، 80 درصد بیشتر از برآورد‌های اولیه است و این چالش می‌تواند روند حفاری‌ها را با مشکل مواجه کند.

   ذخایر حیاتی مواد معدنی استراتژیک در اوکراین
اوکراین ذخایر قابل‌توجهی از خاک‌های کمیاب را در اختیار دارد. در سال 2022، یک سرویس روسی‌زبان از سازمان ملل گزارش داد که ذخایر خاکی کمیابی که در اوکراین وجود دارد، تقریباً 5 درصد از ذخایر کل جهان را تشکیل می‌دهد. این مواد در تولید دستگاه‌ها و ماشین‌آلاتی به‌منظور توسعه انرژی‌های سبز کلیدی‌اند که شامل موادی چون لیتیوم، کبالت، اسکاندیم، گرافیت، تانتالیم و نیوبیم می‌شوند. حدود 5 درصد از کل مواد خام حیاتی در جهان در اوکراین قرار دارد که تنها 0.4 درصد از سطح زمین را اشغال کرده‌اند. این شامل حدود 19 میلیون تن ذخایر اثبات‌شده گرافیت است که این کشور را به یکی از پنج کشور پیشرو در تأمین این ماده معدنی تبدیل کرده است. از گرافیت برای ساخت باتری‌های خودرو‌های الکتریکی استفاده می‌شود. اوکراین همچنین 7 درصد از ذخایر تیتانیوم اروپا را در خود جای داده است؛ فلزی سبک‌وزن که در ساخت همه‌چیز، از هواپیما گرفته تا نیروگاه‌ها استفاده می‌شود. همچنین یک‌سوم از کل ذخایر لیتیوم اروپا که جزء کلیدی باتری‌های فعلی است، در اوکراین وجود دارد. عناصر دیگری که در این کشور یافت می‌شود، شامل بریلیم و اورانیومند که هر دو برای ساخت سلاح‌های هسته‌ای و راکتور‌ها حیاتی‌اند. ذخایر مس، سرب، روی، نقره، نیکل، کبالت و منگنز نیز جزء اساسی‌ترین موادمعدنی اوکراین به‌شمار ‌می‌روند. علاوه بر این، اوکراین دارای ذخایر قابل‌توجهی از فلزات خاکی کمیاب است که گروهی از 17 عنصرند که برای تولید سلاح، توربین‌های بادی، صنایع الکترونیک و سایر محصولات حیاتی در دنیای مدرن استفاده می‌شوند. معاون وزیر حفاظت از محیط زیست و منابع طبیعی اوکراین در سال 2022 اشاره کرد که این کشور یک گنجینه واقعی برای ماده لیتیوم است. طبق گزارش آکادمی ملی علوم اوکراین، ذخایر این ماده معدنی که از نظر منابع انرژی‌های تجدیدپذیر اهمیت بالایی دارد، حدود 500 هزار تن است.

   پیش‌بینی افزایش 3 برابری نیاز به مواد معدنی کمیاب تا 2030
لیتیوم به‌دلیل ذخیره انرژی کارآمد در هر واحد وزن، عملاً در تولید باتری خودرو‌های الکتریکی ضروری است. معاون وزیر حفاظت از محیط زیست و منابع طبیعی اوکراین در سال 2022 عنوان کرد حمایت و همکاری در عدم اشتغال بیشتر زمین‌های اوکراین، دسترسی این کشور و شرکای آن را به مواد خام اوکراین تسریع و گسترش می‌دهد. سازمان جهانی هواشناسی (WMO) تخمین می‌زند سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر باید سه‌برابر شود تا جهان تا سال 2050 به خط سیر انتشار خالص صفر برسد. یک هیئت تخصصی متشکل از کارشناسان که توسط گوترش در سال 2024 برگزار شد، گزارش داد که انتقال انرژی از منابع فسیلی به فناوری‌های پاک، نیاز به مس، لیتیوم، نیکل، کبالت و سایر مواد را تا سال 2030 حدود سه‌برابر خواهد کرد. علاوه بر این انتظار می‌رود طی دودهه آینده، تقاضا برای موادمعدنی مس و خاک‌های کمیاب بیش از 40 درصد، نیکل و کبالت 60 تا 70 درصد و لیتیوم حدود 90 درصد افزایش یابد.  به‌گفته آژانس بین‌المللی انرژی، برای برآورده کردن تقاضای پیش‌بینی‌شده برای موادمعدنی ضروری تا سال 2030، به توسعه قابل‌توجهی در تولید نیاز است. برای دستیابی به اهداف انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و به صفر رساندن آن تا سال 2030، حدود 50 معدن لیتیوم، 60 معدن نیکل و 17 معدن کبالت اضافی باید به بهره‌برداری برسد.