اقتصاد الموارد الطبيعية

صرح هاريسون براون وزملاؤه أن الإنسانية ستقوم بمعالجة «خام» الدرجة الأدنى والأدنى. سيأتي الحديد من مواد حاملة للحديد منخفضة الجودة مثل الصخور الخام من أي مكان في تكوين الحديد، ولا يختلف كثيرًا عن المدخلات المستخدمة في صنع حبيبات التاكونيت في أمريكا الشمالية وأماكن أخرى اليوم. مع انخفاض احتياطيات فحم الكوك، سيستخدم إنتاج الحديد والفولاذ الخالي من العمليات التي لا تستخدم فحم الكوك (أي الفولاذ الكهربائي). يمكن أن تتحول صناعة الألومنيوم من استخدام البوكسيت إلى استخدام أنورثوسيت والطين. سيزيد استهلاك معدن المغنيسيوم والمغنيسيوم (أي في الحراريات)، الذي يتم الحصول عليه حاليًا من مياه البحر. سيتم الحصول على الكبريت من البيريت، ثم الجبس أو الأنهيدريت. سيتم الحصول على المعادن مثل النحاس والزنك والنيكل والرصاص من عقيدات المنجنيز أو تكوين الفسفوريا (كذا!). يمكن أن تحدث هذه التغييرات بشكل غير منتظم في أجزاء مختلفة من العالم. في حين أن أوروبا وأمريكا الشمالية قد تستخدمان أنثوسايت أو طين كمواد خام للألمنيوم، فإن أجزاء أخرى من العالم قد تستخدم البوكسيت، بينما قد تستخدم أمريكا الشمالية التاكونيت، قد تستخدم البرازيل خام الحديد. ستظهر مواد جديدة (لاحظ: لديهم)، نتيجة للتطورات التكنولوجية، وبعضها يعمل كبدائل والبعض الآخر بخصائص جديدة. ستصبح إعادة التدوير أكثر شيوعًا وأكثر فاعلية (ملاحظة: تحتوي على!). في نهاية المطاف، سيتم الحصول على المعادن والمعادن عن طريق معالجة الصخور «المتوسطة». الصخر، 100 طن من الصخور البركانية «المتوسطة»، سوف ينتج ثمانية أطنان من الألومنيوم، وخمسة أطنان من الحديد، و 0.6 طن من التيتانيوم.[16] [17]

يتم تطبيق نموذج U S G S استنادًا إلى بيانات الوفرة القشرية وعلاقة الوفرة الاحتياطية لماكلفي، على العديد من المعادن في قشرة الأرض (في جميع أنحاء العالم) وفي القشرة الأمريكية. إن الموارد التي يمكن استردادها حاليًا (التكنولوجيا الحالية، والاقتصاد) والتي هي الأقرب إلى علاقة M c K e l v e y هي الموارد التي تم البحث عنها لأطول وقت، مثل النحاس والزنك والرصاص والفضة والذهب والموليبدينوم. المعادن التي لا تتبع علاقة M c K e l v e y هي تلك المنتجات الثانوية (للمعادن الرئيسية) أو التي لم تكن حيوية للاقتصاد حتى وقت قريب (التيتانيوم والألومنيوم بدرجة أقل). البزموت هو مثال على المعادن الثانوية التي لا تتبع العلاقة بشكل جيد للغاية؛ إن احتياطيات الرصاص بنسبة 3٪ في غرب الولايات المتحدة لن تحتوي إلا على 100 جزء من المليون جزء من البزموت، ومن الواضح أن هذه الدرجة منخفضة للغاية بالنسبة لاحتياطي البزموت. وتبلغ إمكانات الموارد القابلة للاسترداد في العالم 2120 مليون طن للنحاس و 2,590 مليون طن للنيكل و 3400 مليون طن للزنك و 3519 مليار طن للألمنيوم و 2035 مليار طن للحديد.[18]

المؤلفين المتنوعين لديهم المزيد من المساهمات. يعتقد البعض أن عدد البدائل غير محدود تقريبًا، لا سيما مع تدفق مواد جديدة من الصناعة الكيميائية؛ يمكن أن تكون المنتجات النهائية متطابقة من مواد مختلفة ونقاط البداية. يمكن أن يكون البلاستيك الموصلات الكهربائية جيدة. نظرًا لأن جميع المواد أضعف 100 مرة مما ينبغي نظريًا، فيجب أن يكون من الممكن القضاء على مناطق الخلع وتعزيزها بدرجة كبيرة، مما يتيح استخدام كميات أقل. لتلخيص، سيكون لشركات «التعدين» المزيد والمزيد من المنتجات المتنوعة، فالاقتصاد العالمي يتحرك بعيداً عن المواد نحو الخدمات، ويبدو أن السكان بدأوا في التسوية ، وكل ذلك يعني تقليل نمو الطلب على المواد ؛ سيتم استرداد الكثير من المواد من الصخور غير المألوفة إلى حد ما ، وسيكون هناك المزيد من المنتجات الثانوية والمنتجات الثانوية من عملية معينة ، والمزيد من التجارة في المعادن والمواد.[19]

نظرًا لأن التكنولوجيا الجديدة الجذرية تؤثر على المواد والمعادن في العالم أكثر وأكثر قوة ، فإن المواد المستخدمة تزداد على الأرجح مواردها الدائمة. هناك بالفعل المزيد والمزيد من المواد التي لديها موارد دائمة وأقل وأقل المواد التي لديها موارد غير قابلة للتجديد أو المواد الاستراتيجية والحرجة. تم ذكر بعض المواد التي تحتوي على موارد دائمة مثل الملح والحجر والمغنيسيوم والطين العادي سابقًا. بفضل التكنولوجيا الجديدة ، تم إضافة الماس الصناعي إلى قائمة الموارد الدائمة ، حيث يمكن تصنيعها بسهولة من كتلة من شكل آخر من الكربون. يصنع الجرافيت الصناعي بكميات كبيرة (أقطاب الجرافيت وألياف الجرافيت) من سلائف الكربون مثل فحم الكوك أو الألياف النسيجية. تستخدم شركة تُدعى معدن سائل Technologies، Inc. إزالة الاختلالات في مادة باستخدام تقنية تتغلب على قيود الأداء التي تسببها نقاط الضعف الكامنة في البنية الذرية الذرية. إنه يصنع سبائك معدنية غير متبلورة، والتي تحتفظ بهيكل ذري عشوائي عندما يصلب المعدن الساخن ، بدلاً من التركيب الذري البلوري (مع الإزاحة) التي تتشكل عادةً عندما تصلب المعدن الساخن. هذه السبائك غير المتبلورة لها خصائص أداء أفضل بكثير من المعتاد ؛ على سبيل المثال ، سبائك الزركونيوم والتيتانيوم معدن سائل هي أقوى بنسبة 250 ٪ من سبائك التيتانيوم القياسية. يمكن للسبائك معدن سائل أن تحل محل العديد من السبائك عالية الأداء.[20]

كشف استكشاف قاع المحيط في الخمسين سنة الماضية عن عقيدات المنغنيز وعقيدات الفوسفات في العديد من المواقع. في الآونة الأخيرة ، تم اكتشاف رواسب الكبريتيدات المؤلفة من عدة معادن ، ويتم ترسيب «الطين الأسود» الكبريتيد المتعدد المعادن حاليًا من «المدخنين السود» [21] أصبح لحالة ندرة الكوبالت في عام 1978 خيار جديد الآن: استعادته من عقيدات المنغنيز. تخطط شركة كورية للبدء في تطوير عملية لاستعادة العقيدات المنغنيزية في عام 2010 ؛ ستتراوح العقيدات المنجنيزية المستردة من 27٪ إلى 30٪ من المنجنيز، 1.25٪ إلى 1.5٪ نيكل ، 1٪ إلى 1.4٪ نحاس ، و 0.2٪ إلى 0.25٪ كوبالت (درجة تجارية) [22] تخطط Nautilus Minerals Ltd. المواد الصفية التي يبلغ متوسطها 29.9٪ من الزنك و 2.3٪ من الرصاص و 0.5٪ من النحاس من رواسب كبريتيد المعادن المتعددة القاع في المحيطات باستخدام جهاز يشبه المكنسة الكهربائية تحت الماء يجمع بين بعض التقنيات الحالية بطريقة جديدة. الشراكة مع Nautilus هما Tech C o m i n c o Ltd. و Anglo-American Ltd. الشركات العالمية الرائدة في العالم.[23]

هناك أيضًا تقنيات أخرى لتعدين الروبوت يمكن تطبيقها تحت المحيط. تستخدم R i o T i n t o وصلات الأقمار الصناعية للسماح للعمال على بعد 1500 كيلومتر من تشغيل منصات الحفر ، وشحن البضائع ، وحفر الخام وتفريغها على سيور النقل ، ووضع المتفجرات في وقت لاحق لتفجير الصخور والأرض. يمكن للشركة أن تبقي العمال بعيدا عن الخطر بهذه الطريقة ، وكذلك استخدام عدد أقل من العمال. هذه التكنولوجيا تقلل التكاليف وتعوض الانخفاضات في المحتوى المعدني لاحتياطيات الخام.[24] وبالتالي يمكن الحصول على مجموعة متنوعة من المعادن والمعادن من مصادر غير تقليدية مع الموارد المتاحة بكميات ضخمة.

أخيرًا ، ما هو المورد الدائم؟ تعريف A S T M لمورد دائم هو «تعريف لا ينضب فعليًا على نطاق زمني بشري». تشمل الأمثلة المقدمة الطاقة الشمسية وطاقة المد والجزر وطاقة الرياح ، [25] التي يجب أن تضاف إليها الملح والحجر والمغنيسيوم والماس وغيرها من المواد المذكورة أعلاه. توصلت دراسة عن الجوانب الجيوفيزيائية الحيوية للاستدامة إلى قاعدة من الممارسات الحكيمة التي مفادها أن مخزون الموارد يجب أن يدوم 700 عام لتحقيق الاستدامة أو أن يصبح مورداً دائماً ، أو في حالة أسوأ ، 350 سنة.[26]

إذا كان مورد يدوم 700 سنة أو أكثر دائمًا ، فيمكن أن يطلق على مورد يدوم من 350 إلى 700 عامًا موردًا وفيرًا ، ويتم تعريفه هنا. يعتمد طول المدة التي يمكن خلالها استرداد المادة من موردها على حاجة الإنسان والتغيرات في التكنولوجيا من الاستخراج إلى دورة حياة المنتج إلى التخلص النهائي ، بالإضافة إلى إعادة تدوير المواد وتوافر بدائل مرضية. على وجه التحديد ، يدل هذا على أن الاستنفاد لا يحدث حتى تضعف هذه العوامل وتتلاشى: توفر البدائل ، ومدى إعادة التدوير وجدواه ، وتصنيع أكثر كفاءة للمنتج الاستهلاكي النهائي ، ومنتجات استهلاكية أكثر دواما وطويلة الأمد ، وحتى عدد من العوامل الأخرى.

يتم تغطية أحدث معلومات الموارد والتوجيهات حول أنواع الموارد التي يجب مراعاتها في تحديث دليل الموارد

يمكن أن تتحول الموارد الدائمة إلى مصدر قديم. مصدر الضوء هو أحد المصادر التي لديها طلب ضئيل أو معدوم على المادة المستخرجة منه ؛ مادة قديمة ، لم يعد البشر بحاجة إليها. مصدر p a l e o r e s الكلاسيكي هو مورد فلينت ذو رأس السهم. لم يعد أحد يصنع رؤوس سهام أو رؤوس حربية فلينت - مما يجعل قطعة شحذ من الصلب الخردة واستخدامه أبسط بكثير. وتشمل المنتجات الزائل علب الصفيح، القصدير، والمدرسة ائحة السبورة، والراديوم في التكنولوجيا الطبية. تم استبدال الراديوم بكوبالت 60 أرخص بكثير والنظائر المشعة الأخرى في العلاج الإشعاعي. الرصاص بدون تآكل كغطاء للكابلات تم استبداله بالبلاستيك.

بنسلفانيا أنثراسايت هو مادة أخرى حيث يمكن أن تظهر الاتجاه نحو التقادم ويصبح p a l e o r e s o u r c e إحصائيا. بلغ إنتاج أنثراسايت 70.4 مليون طن في عام 1905، و 49.8 مليون طن في عام 1945، و 13.5 مليون طن في عام 1965، و 4.3 مليون طن في 1985، و 1.5 مليون طن في عام 2005. الكمية المستخدمة للشخص الواحد كانت 84   كجم للشخص الواحد في عام 1905، 7.1   كجم في عام 1965، و 0.8   كجم في عام 2005.[27] قارن ذلك باحتياطي أنثراسايت من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية البالغ 18.6 مليار طن وإجمالي الموارد 79 مليار طن ؛ [28] انخفض الطلب على أنثراسايت إلى حد أن هذه الموارد أكثر من دائمة.

نظرًا لأن موارد أنثراسايت تدخل في نطاق الموارد الدائمة وقد انخفض الطلب على أنثراسايت حتى الآن ، فهل من الممكن أن نرى كيف يمكن أن تصبح أنثراسايت مصدرًا قديمًا؟ ربما بسبب استمرار العملاء في الاختفاء (أي التحويل إلى أنواع أخرى من الطاقة لتسخين الفضاء)، فإن ضمور شبكة الإمداد حيث لا يستطيع تجار فحم أنثراسيت الاحتفاظ بما يكفي من الأعمال لتغطية التكاليف والإغلاق ، والمناجم التي تحتوي على حجم صغير جدًا بحيث لا تغطي التكاليف أيضًا أغلق. هذه عملية يعزز بعضها بعضًا: يتحول العملاء إلى أشكال أخرى من الطاقة النظيفة التي تنتج كمية أقل من التلوث وثاني أكسيد الكربون ، ثم يتعين على تاجر الفحم إغلاق بسبب نقص حجم المبيعات الكافي لتغطية التكاليف. ثم يضطر عملاء تاجر الفحم الآخرين إلى التحويل ما لم يتمكنوا من العثور على تاجر فحم قريب آخر. أخيرًا يغلق منجم أنثراسيت لأنه لا يحتوي على حجم مبيعات كافٍ لتغطية تكاليفه.