در این مقاله، قصد داریم نگاهی اجمالی به مزیت‌ها و فرصت‌های فلز قلع در توسعه‌ی آینده‌ی فناوری‌های مختلف داشته باشیم. همان‌طور که در بسیاری از مقالات آینده‌پژوهی فناوری مطرح شده است، در حال حاضر دو جریان اصلی در اقتصاد جهانی در حال شکل‌گیری است. نخست، انقلاب صنعتی چهارم که با فناوری‌های ارتباطی پیوند خورده است؛ به گونه‌ای که در آینده‌ی نزدیک، همه چیز از طریق شبکه‌های ارتباطی به یکدیگر متصل خواهند شد. این تحول، فرصت بسیار خوبی برای فلز قلع به شمار می‌رود، چرا که قلع به عنوان ماده‌ی اصلی لحیم‌کاری در صنایع ارتباطی کاربرد فراوانی دارد. از این رو، گسترش شبکه‌های ارتباطی، می‌تواند به افزایش تقاضا و بازار این فلز منجر شود.
انقلاب دوم به انقلاب صنعتی سبز در جهان مربوط می‌شود. همان‌طور که می‌دانیم، پدیده‌هایی مانند گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی، نگرانی‌های گسترده‌ای را برای جامعه بشری به‌وجود آورده و به نیروی محرکه‌ای بزرگ برای صنایع مختلف در جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، حرکت به سوی تولید سبز و بازیافت محصولات و مواد مصرفی تبدیل شده است. علاوه بر این، نگرانی‌های زیست‌محیطی، لزوم توجه بیشتر به توسعه اقتصاد مبتنی بر فناوری‌های الکترونیک را نیز برجسته ساخته است. در این میان، فلز قلع از پتانسیل قابل توجهی برخوردار است؛ چرا که علاوه بر قابلیت بازیافت مطلوب، در بسیاری از فناوری‌های نوظهور سبز مانند انرژی‌های تجدیدپذیر، خودروهای الکتریکی، باتری‌های ذخیره انرژی و … نقشی فعال و چشمگیر دارد. در ادامه این مقاله، به برخی از این فناوری‌ها اشاره خواهیم کرد.
پیشبینی می‌شود میزان تقاضا برای فلز قلع تا سال 2025 به حدود 420 هزار تن در سال افزایش یابد؛ این مقدار، حدود 40 هزار تن بیشتر از میزان تقاضای فعلی این فلز است.
علاوه بر دو جریان اصلی در اقتصاد جهانی که به طور طبیعی بر اقتصاد فلز قلع نیز تأثیرگذار خواهند بود، دو تغییر اساسی دیگر نیز در صنایع مرتبط با قلع در حال شکل‌گیری است. نخستین تغییر عمده، روند مینیاتوری شدن تجهیزات الکترونیکی است که در سال‌های اخیر سبب کاهش نسبت مصرف انواع لحیم‌های قلع در محصولات نهایی صنایع الکترونیک شده است:
همان‌طور که در شکل فوق مشاهده می‌شود، علیرغم افزایش تولید و مبادلات نیمه‌هادی‌ها و محصولات الکترونیکی، میزان مصرف فلز قلع به‌عنوان ماده اولیه در تولید محصولات لحیم تقریباً ثابت باقی مانده است. با این حال، با توجه به هموار شدن روند مصرف لحیم‌های قلع در محصولات الکترونیکی پس از سال ۲۰۱۸، به نظر می‌رسد در سال‌های آینده باید انتظار داشته باشیم که مصرف فلز قلع بار دیگر همگام با رشد مصرف سایر محصولات الکترونیکی افزایش یابد.
دومین تغییر اساسی فناورانه که در صنایع مرتبط با فلز قلع در حال وقوع است، تحت تأثیر تصویب قوانین و اعمال محدودیت‌های جدید به منظور توقف استفاده از لحیم‌های حاوی سرب شکل گرفته است. همان‌طور که در شکل زیر مشاهده می‌شود، در سال‌های اخیر به طور متوسط حدود ۶۵ درصد از انواع لحیم‌های مورد استفاده در بازار، از نوع آلیاژهای بدون سرب بوده‌اند و این نسبت در سال ۲۰۲۰ به ۷۴ درصد افزایش یافته است. با این وجود، پیشبینی می‌شود که تا سال ۲۰۳۰ بیش از ۹۰ درصد لحیم‌های مصرفی در صنایع الکترونیک، از نوع عاری از عنصر سرب باشند:
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، یکی از فرصت‌های تکنولوژیکی شاخص برای فلز قلع، توسعه‌ی خودروهای الکتریکی است. پیشبینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰، سهم خودروهای الکتریکی از کل بازار خودرو به حدود ۳۰ درصد افزایش یابد. از سوی دیگر، میزان مصرف متوسط فلز قلع در خودروهای سوخت فسیلی فعلی حدود ۴۰۰ گرم است، در حالی که برآوردها نشان می‌دهد این مقدار در خودروهای الکتریکی تقریباً پنج برابر خواهد شد. در نتیجه، می‌توان انتظار داشت که تقاضا برای محصولات مبتنی بر فلز قلع به طور قابل توجهی افزایش یابد.
از دیگر تحولات مهم که به افزایش تقاضا برای قلع منجر خواهند شد، می‌توان به توسعه فناوری اینترنت نسل پنجم (5G) اشاره کرد. همان‌طور که در نمودار زیر مشاهده می‌شود، راه‌اندازی تجهیزات و گسترش فناوری نسل پنجم اینترنت، نیاز سالانه‌ای معادل حدود ۱۰ هزار تن فلز قلع تا سال ۲۰۲۵ ایجاد خواهد کرد:
علاوه بر افزایش مستقیم مصرف فلز قلع به دلیل راه‌اندازی اینترنت نسل پنجم در سال‌های آینده، توسعه مراکز داده برای پردازش‌های پیشرفته، تجهیز سامانه‌های هوش مصنوعی، و همچنین نیازهای مرتبط با توسعه اینترنت اشیا مبتنی بر فناوری 5G، موجب خواهد شد که تقاضا برای محصولات لحیم قلع حتی بیش از این مقدار افزایش یابد. با این حال، فرصت‌های فناورانه مرتبط با فلز قلع صرفاً به خودروهای الکتریکی و اینترنت نسل پنجم محدود نمی‌شود، بلکه دامنه گسترده‌ای از فناوری‌های نوین را نیز شامل می‌گردد؛ از جمله می‌توان به نسل جدید باتری‌های لیتیمی، پیل‌های سوختی هیدروژنی، زیرساخت‌های توسعه انرژی‌های بادی و خورشیدی، تجهیزات ایستگاه‌های شارژ وسایل نقلیه الکتریکی، کاتالیست‌های جذب کربن و فناوری‌های نوین تصفیه آب اشاره کرد. تمام این فناوری‌های جدید، به نوعی به فلز قلع نیاز دارند و لذا انتظار می‌رود در سال‌های آینده، روند رشد تقاضا برای این فلز ارزشمند همچنان ادامه یابد.
بررسی آمار مصرف فلز قلع نشان می‌دهد که این صنعت در دهه گذشته، به طور متوسط رشد سالانه ۲ درصدی را تجربه کرده که عمدتاً ناشی از افزایش تقاضا در کشور چین بوده است. اگرچه متغیرهای متعددی در رشد تقاضا برای فلز قلع نقش‌آفرین هستند و پیش‌بینی‌ها نیز همواره با درصدی عدم قطعیت همراه است، اما با توجه به فرصت‌های فناورانه پیشِ‌رو ـ که در این مقاله به برخی از آن‌ها اشاره شده است ـ رشد سالانه ۴ درصدی برای صنعت قلع در ده سال آینده پیشبینی می‌شود:
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، بخش قابل توجهی از رشد تقاضای فلز قلع به حوزه محصولات لحیم قلع برای صنعت الکترونیک اختصاص دارد. بنابر آمارهای موجود، میزان مصرف جهانی فلز قلع در سال ۲۰۱۳ حدود ۳۵۰ هزار تن بوده است که از این مقدار، نزدیک به ۴۶ درصد به مصرف قلع در قالب آلیاژهای لحیم مورد استفاده در صنایع الکترونیکی اختصاص یافته است. پس از آن، حدود ۱۵.۶ درصد از قلع در صنایع ورق‌های فولادی قلع‌اندود، ۱۵.۵ درصد در صنایع شیمیایی، ۵.۳ درصد در صنایع برنج و برنز و در نهایت ۵.۱ درصد به صورت آلیاژهای لحیم در صنایعی غیر از الکترونیک مورد استفاده قرار گرفته است.
این آمار به‌روشنی اهمیت توسعه صنایع الکترونیکی در افزایش مصرف جهانی فلز قلع را نشان می‌دهد. بنابراین، با توجه به روند رو به رشد فناوری‌های مرتبط با صنعت الکترونیک، می‌توان پیشبینی کرد که در دهه آینده، نیاز به آلیاژهای لحیم عاری از سرب به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت.
چالش‌ها و تهدیدهای پیش‌رو
در کنار فرصت‌های گسترده، صنعت قلع با چالش‌ها و تهدیدهایی نیز روبه‌رو است؛ که در ادامه به آن پرداخته شده است:
نوسانات قیمت جهانی: تغییرات عرضه و تقاضا، تحولات سیاسی و اقتصادی می‌تواند موجب نوسانات شدید قیمت قلع شود.
محدودیت منابع طبیعی: بخش زیادی از تولید جهانی قلع متمرکز در کشورهای معدود است و این مسئله وابستگی بازار جهانی را بالا برده است.
چالش‌های زیست‌محیطی: استخراج و فرآوری قلع ممکن است مشکلات زیست‌محیطی و آلایندگی ایجاد کند که نیازمند تدوین راهکارهای پایدار است.
رقابت با فناوری‌های جایگزین: رشد آلیاژها و مواد جدید ممکن است تقاضا برای قلع را در برخی حوزه‌ها کاهش دهد.
با توجه به این چالش‌ها، سرمایه‌گذاری در توسعه فناوری‌های بازیافت، بهبود کارایی استخراج و گسترش همکاری‌های بین‌المللی می‌تواند زمینه‌ساز رشد پایدار این صنعت گردد.
جمع‌بندی
در مجموع، شواهد و روندهای ذکر شده در این مقاله نشان می‌دهد که فلز قلع نقش کلیدی در توسعه فناوری‌های نوین خواهد داشت؛ چه در قالب لحیم‌های عاری از سرب در صنایع الکترونیک، چه به عنوان جزئی حیاتی در خودروهای الکتریکی و زیرساخت‌های ارتباطی پیشرفته. با توجه به افزایش تقاضای جهانی و رشد بازارهای نوظهور، آینده‌ای روشن برای این فلز پیشبینی می‌شود؛ هرچند تحقق این پتانسیل نیازمند مدیریت صحیح چالش‌ها و برنامه‌ریزی دقیق است.
– بر گرفته شده از سمینار “قلع برای آینده” سال 2020 – لندن
– نقشه راه توسعه آلیاژهای لحیم (Solders Technology Roadmap)