سند امکان سنجی اقتصادی و فناوری صنایع پایین دستی و جانبی مس

مس پس از طلا و نقره به عنوان رساناترین فلز شناخته می شود. به دلیل همین خاصیت رسانایی بالا و قیمت مناسب نسبت به سایر رساناها، این فلز کاربرد فراوان در صنایع گوناگون پیدا کرده و از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در سال 2021 ایران با تولید حدود 303‌ هزار تن «کاتد» رتبه هجدهم تولید مس پالایش‌شده در دنیا را دارا بوده، به طوری که سهم تولید مس ایران در دنیا در این سال 1.2‌درصد بوده است. همچنین در منطقه آسیا طی سال 2021 ایران رتبه هفتم تولید مس پالایش‌شده را در اختیار داشته، به‌طوری که سهم تولید مس ایران از این منطقه در سال مذکور 2.1 ‌درصد بوده است. این آمار، با توجه به ذخایر عظیم مس در کشور، نشان دهنده جایگاه نامطلوب ایران در زمینه تولید مس پالایش شده است.

ضرورت و اهداف پژوهش

گستره سرزمینی بزرگی از ایران، سرشار و غنی از منابع معدنی بکر و بعضا اکتشاف و استحصال نشده است. «ذخایر رتبه دار» ایران در حوزه مس، سنگ آهن، طلا، سرب و روی، منگنز و سنگ های تزئینی منجر به توسعه زنجیره های ارزش بزرگ و صنایع معدنی گسترده ای در کشور شده است. تنوع مواد اولیه و محصولات، بازار با چشم انداز مثبت، شناخته شدگی فناوری ها و فرآیندهای تولید و فرصت های صادراتی متنوع، به معادن و صنایع معدنی ایران ویژگی های خاصی بخشیده است و آن را برای ورود بنگاه های اقتصادی بزرگ جذاب کرده است. در میان مواد معدنی، مس جایگاه ویژه ای دارد. فلز مس یکی از قدیمی ترین فلزاتی است که در شکل گیری تمدن بشری نقش داشته و در ساخت ظروف، ابزار کشاورزی و جنگ مورد استفاده قرار گرفته است. این فلز امروزه به دلیل خواص ویژه و مصارف گسترده ای در صنایع الکترونیک، ماشین آلات مهندسی، صنایع شیمیایی و متالورژیکی داشته و از فلزات مهم صنعتی به شمار می رود. تدوین استراتژی جهت ورود به صنایع پایین دست، با توجه به منابع موجود، می تواند اهمیت فروانی برای کشور داشته باشد. از این رو این پژوهش با هدف اولویت بندی صنایع پایین دست مس، به بررسی ابعاد مختلف این زنجیره پرداخته است.

شناسایی صنایع پایین دستی مس و حوزه های کاربرد

مس به عنوان یک رسانای الکتریکی و حرارتی کارآمد، تقریبا بی رقیب است و به همین دلیل یکی از مهم ترین مواد معدنی برای انتقال انرژی خواهد بود. تغییر خواص این فلز، از جمله خواص فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی، با افزودن عناصر مختلف و ساخت آلیاژهای متنوع امکان پذیر است. با توجه به تنوع خواص و آلیاژها، مس بازار بسیار متنوعی دارد. به طور کلی کاربردهای مس در چندین، بخش شامل صنایع ساختمان، تجهیزات صنعتی، لوازم الکترونیکی و الکتریکی، حمل و نقل و لوازم مصرفی طبقه بندی می شود:

• ساختمان: از فلز مس در سیم کشی برق، تلفن، آنتن و دیتای سازه ها، سیستم سرمایش و گرمایش، لوله کشی و عایق بندی لوله ها، نمای خارجی ساختمان معماری و طراحی داخلی، یراق آلات، شیرآلات، دستگیره های مسی آب، پاش سقف مسی و … استفاده می شود. در سال های اخیر برای جایگزینی این فلز در سیم کشی و برخی مبدل های حرارتی با آلومینیوم و جانشین کردن آلیاژهای آن در لوله کشی با انواع پلیمرها قدم هایی برداشته شده است؛
• سیستم های الکتریکی و الکترونیکی: لوازم الکترونیکی، مصرفی موبایل کامپیوترها، روشنایی و عملا هر وسیله ای با کلید روشن و خاموش برق کار می کند، حاوی مس است؛
• لوازم صنعتی: فلز مس در موتورهای الکتریکی، ترانسفورماتورها، ژنراتورها، یاتاقان ها، پره ها، مبدل های حرارتی و … کاربرد دارد. موتورها و ژنراتورهای با هسته های مسی، به شدت به خلوص مس مصرفی حساس هستند؛ به طوری که وجود ناخالصی جزئی می تواند خسارت قابل توجهی را به صورت افت بازده انرژی ایجاد کند.

وضعیت صنعت مس درکشور

ایران از دیرباز به دلیل قرارگیری بر روی کمربند فلززایی مهم مس جهان (آند و آلپ – هیمالیا) به عنوان یکی از بهترین مناطق دارای ذخایر مس پورفیری در دنیا شناخته شده است. اکثر کانسارهای مس کشور به لحاظ چگونگی تشکیل دارای منشا ماگمایی و یا هیدروترمالی-ماگمایی بوده و مناطقی از ایران از نظر کانه زایی مس در بهترین شرایط متالوژنی قرار گرفته اند. بررسی ها نشان دهنده این امر هستند که ایجاد ارزش افزوده از فلز مس در ایران هیچ نسبتی با ظرفیت های خدادادی آن ندارد. کشور ایران در جهان بیشتر به عنوان تامین کننده مواد اولیه صنعت مس شناخته می شود و مصرف مس چندانی ندارد. در قانون هوای پاک، قانون رفع موانع تولید رقابت پذیر، قانون هدفمندی یارانه ها و … به حمایت از تولید برق با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر اشاره شده است که هر کدام از این قوانین به صورت جداگانه، در صورت اجرا می توانند محرکی در راستای استفاده بیشتر از محصولات واجد فناوری بالا از مس باشند.

سناریوهای موجود در خصوص مصرف مس کشور در سال های آینده

اهداف جهانی تعریف شده در حوزه حذف انتشار کربن تا سال 2050 مهم ترین روندی است که مصرف فلز مس در سال های پیشارو را تحت تاثیر قرار می دهد. بنا بر بررسی های صورت گرفته، فناوری های نوین مورد نیاز برای گذار از انرژی های فسیلی به مس بسیار بیشتری نسبت به همتایان متداول خود که مبتنی بر سوخت های فسیلی هستند، نیاز دارند. از سوی دیگر سرمایه گذاری های عمده در شبکه برق برای حمایت از برق رسانی، این روند را بیشتر تقویت می کند. در نتیجه می توان انتظار داشت که رشد حاصل از فرآیند گذار و همچنین رشد ناشی از کاربردهای متداول، در مجموع تا سال 2050 منجر به بیش از دو برابر شدن تقاضای مس می شود. مهم ترین هدف گذاری انجام شده در حوزه حذف انتشار کربن در کشور در سند «تراز تولید و مصرف گاز طبیعی در کشور بر اساس اعمال سیاست های بهینه سازی (قیمتی و غیرقیمتی) در ماه های سرد و عادی سال تا افق 1420 (مصوب شورای عالی انرژی)» به این صورت بیان شده است: «افزایش ظرفیت نیروگاه های تجدیدپذیر تا سال 1400 به 1800 مگاوات، افزایش ظرفیت سالانه 1000 مگاوات تا سال 1405 و 1200 مگاوات سالانه تا سال 1420 و دستیابی به ظرفیت حدود 25000 مگاوات تا سال 1420». رسیدن به ظرفیت 25 هزارمگاوات برق تجدیدپذیر به منظور مقابله با کسری تراز تولید و مصرف گاز می تواند محرک مناسبی جهت تولید محصولات واجد فناوری بالا از فلز مس باشد. تغییر به سمت فناوری هایی مانند صفحات خورشیدی و انرژی باد که نسبت به فناوری های سنتی تولید برق مانند زغال سنگ یا گاز طبیعی 2 و 5 برابر بیشتر مس در هر مگاوات ظرفیت نصب شده مصرف می کنند، باعث افزایش تقاضای مس خواهد شد.

بررسی فرصت های موجود در سرمایه گذاری پایین دست مس

برخی از فرصت های موجود در سرمایه گذاری پایین دست مس عبارتند از:

محصولات پایین دستی مس با غنای بالاتر

تولید مس های با خلوص بسیار بالا، به شدت وابسته به فناوری های پیشرفته هستند و تبدیل مس با خلوص 99.99 به محصولی با خلوص 99.99 درصد ارزش افزوده بالایی دارد و محصول نهایی را به قیمت بین 151 تا 251 دلار در کیلوگرم تبدیل می کند. ضمن اینکه کاربرد این محصولات خالص مسی، در صنایعی با رشد بالا یا با اهمیت استراتژیک مانند حوزه هوا فضا، مخابراتی و نظامی، آینده تقاضای آن را در قیمت جذاب و رقابتی تضمین می کند.

محصولات زنجیره اسید سولفوریک

عمده فلز مس تولید شده در جهان از کانسنگ سولفیدی صورت می گیرد. لذا تولید گاز اکسید گوگرد در فرآیند استحصال مس اجتناب ناپذیر خواهد بود. فرآیند تبدیل این گاز به اسید سولفوریک چندان پیچیده نیست و تولید این محصول می تواند علاوه بر جنبه های اقتصادی، از آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری کند. در سال های اخیر تولید اسید سولفوریک شرکت ملی مس به حدود 5 میلیون تن در سال رسیده است که در کنار تولید میلیون ها تن گوگرد حاصل شیرین سازی گاز طبیعی، به چالشی بزرگ برای صنعت و محیط زیست کشور تبدیل شده است. شایان ذکر است که اسید سولفوریک به دلیل قیمت پایین و سختی در جابجایی به عنوان یک کالای تجاری شناخته نمی شود.

نمک های مس

تولید نمک های مسی در ظرفیت های کوچک و فناوری های موجود در کشور امکان پذیر است. هیدروکسید مس، اکسید مس و کلرید مس از جمله این نمک ها هستند. میزان تقاضای برخی از این نمک ها که در صنایع واجد فناوری بالا قابل استفاده اند، میزان قابل توجهی نیست؛ لذا پیشنهاد می شود محصولاتی نظیر کلرید مس در اولویت فعالیت قرار نگیرند؛ اما اکسید/هیدروکسید مس و سولفات مس (کات کبود) با توجه به بازار بین المللی و داخلی، مناسب ارزیابی می شود.

جمع بندی

امروزه فلز مس به دلیل خواص ویژه و مصارف گسترده ای در صنایع الکترونیک، ماشین آلات مهندسی، صنایع شیمیایی و متالورژیکی داشته و از فلزات مهم صنعتی به شمار می رود. تدوین استراتژی جهت ورود به صنایع پایین دست، با توجه به منابع موجود، می تواند اهمیت فروانی برای کشور داشته باشد. از این رو این پژوهش با هدف اولویت بندی صنایع پایین دست مس، به بررسی ابعاد مختلف این زنجیره پرداخت. کشور ایران از دیرباز به دلیل قرارگیری بر روی کمربند فلززایی مس جهان به عنوان یکی از بهترین مناطق دارای ذخایر مس در دنیا شناخته شده است. بررسی ها نشان دهنده این امر هستند که ایجاد ارزش افزوده از فلز مس در ایران هیچ نسبتی با ظرفیت های خدادادی آن ندارد. پژوهش حاضر به بررسی فرصت های موجود در سرمایه گذاری پایین دست مس پرداخت که عبارتند از تولید محصولات پایین دستی مس با غنای بالاتر، تولید محصولات زنجیره اسید فسفریک و تولید نمک های مس.

این مطالعه در اندیشکده راهبردی معادن ایران با همکاری محمدحسین پیروی و امیرعلی مددی در سال 1401 انجام شده ‌است.