در این مقاله سعی داریم بر مزیتها و فرصتهای فلز قلع در آیندهی توسعهی فناوریهای مختلف نگاهی گذرا داشته باشیم. همانطور که در اکثر مقالات آینده پژوهی فناوری مورد بحث قرار گرفته شده است، در حال حاضر دو جریان اصلی در اقتصاد جهانی در حال شکلگیری میباشد. اولی انقلاب صنعتی چهارم است که مرتبط با تکنولوژی ارتباطات بوده به گونهای که در آیندهی نزدیک همه چیز از طریق شبکههای ارتباطی با یکدیگر متصل خواهند بود. البته این مطلب خبر خوبی برای این فلز محسوب میشود چرا که قلع به عنوان لحیم در صنایع ارتباطات کاربرد فراوان داشته و از این لحاظ این مطلب فرصت فوق العادهای برای عنصر قلع برای افزایش بازار میباشد.
انقلاب دوم مربوط به انقلاب صنعتی سبز در جهان میباشد. همانطور که میدانیم گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی به شدت جامعه بشری را نگران ساخته و نیروی محرکهی عظیمی برای صنایع مختلف به منظور کاهش تولید گازهای گلخانهای، تولید سبز و بازیابی محصولات و مواد مصرفی ایجاد کرده است. علاوه بر این نگرانیهای زیستمحیطی لزوم توجه بیشتر به اقتصاد مبتنی بر الکترونیک را نمایان ساخته است. البته در این رابطه نیز فلز قلع از پتانسیل قابل توجهی برخوردار میباشد زیرا که علاوه بر قابلیت بازیابی مناسب فلز قلع، این فلز عمدتاً در اکثر تکنولوژیهای نوظهور سبز از قبیل انرژیهای تجدیدپذیر، خودروهای الکتریک، باتریهای ذخیره انرژی و … حضور فعال و چشمگیر دارد که در ادامه این مقاله به بعضی از این تکنولوژی ها اشاره خواهیم کرد.
پیشبینی میشود میزان تقاضا برای فلز قلع تا سال 2025 به رقمی معادل 420 هزار تن در سال افزایش خواهد یافت که چیزی در حدود 40 هزار تن بیشتر از میزان تقاضای فعلی برای این فلز میباشد.
البته علاوه بر دو جریان اصلی اقتصاد جهانی که قاعدتاٌ اقتصاد فلز قلع را نیز متاثر خواهد ساخت، دو تغییر اساسی دیگر نیز در صنایع مرتبط با فلز قلع در حال وقوع میباشد. تغییر اساسی اول مربوط به تحول و جریان مینیاتوری شدن تجهیزات الکترونیکی میباشد که در سالهای اخیر ضریب میزان مصرف انواع لحیمهای قلع را در محصولات نهایی صنایع الکترونیکی کاهش داده است:
همانطور که شکل فوق ملاحظه میشود، علیرغم افزایش تولید و مبادله نیمههادیها و محصولات الکترونیک، میزان مصرف فلز قلع به عنوان محصولات لحیم تقریباً ثابت باقیمانده است. البته با توجه به افقی شدن ضریب میزان مصرف لحیمهای قلع در محصولات الکترونیک پس از سال 2018 به نظر میرسد که در سالهای آتی بایستی انتظار رشد مصرف فلز قلع همگام با مصرف سایر محصولات الکترونیک را داشته باشیم.
دومین تغییر اساسی تکنولوژیکی که در صنایع مرتبط با فلز قلع در حال وقوع میباشد، متاثر از وضع قوانین جدید و محدودیتهای اعمال شده برای توقف استفاده از لحیمهای حاوی عنصر سرب میباشد. همانطور که در شکل زیر ملاحظه میشود در سالهای اخیر به طور متوسط حدود 65 درصد از انواع محصولات لحیم استفاده شده در بازار از نوع آلیاژهای لحیم بدون سرب بوده است، این عدد در سال 2020 به عدد 74 درصد افزایش یافته است. اما پیشبینی میشود که تا سال 2030 بیش از 90 درصد از لحیمهای مصرفی در صنایع الکترونیک از نوع عاری از عنصر سرب باشد:
همانطور که عنوان شد یکی از فرصتهای تکنولوژیکی فلز قلع توسعهی خودروهای الکتریکی میباشد. پیشبینی شده است که تا سال 2030 سهم خودروهای الکتریکی از کل بازار خودرو تا 30 درصد افزایش خواهد یافت. از طرف دیگر میزان مصرف متوسط فلز قلع در خودروهای فسیلی فعلی در حدود 400 گرم میباشد که بنابر برآوردهای انجام شده این مقدار در حدود پنج برابر برای خودروهای الکتریکی افزایش خواهد یافت. لذا از این جهت افزایش تقاضای قابل توجهی برای مصنوعات فلز قلع قابل تصور خواهد بود. از دیگر تحولات حائز اهمیت که میزان تقاضا برای فلز قلع را به طور ویژه افزایش خواهد داد میتوان به توسعه اینترنت نسل پنجم اشاره کرد. همانطور که در نمودار زیر ملاحظه میشود برای راهاندازی تجهیزات و توسعه تکنولوژی اینترنت نسل پنجم سالانه به حدود ده هزار تن فلز قلع تا سال 2025 نیاز خواهد بود:
علاوه بر افزایش مستقیم مصرف فلز قلع به دلیل راهاندازی اینترنت نسل پنجم در سالهای آتی، توسعه مراکز دادهها برای انجام محاسبات، تجهیزات سیستمهای هوش مصنوعی و همچنین ملزومات توسعه اینترنت اشیا مبتنی بر تکنولوژی اینترنت نسل پنجم نیز نیاز به محصولات لحیم قلع را بیش از این مقدار افزایش خواهد داد. اما فرصتهای تکنولوژیکی این فلز تنها محدود به خودروهای الکتریکی و اینترنت نسل پنجم نمیشود و بازهی وسیعی از انواع فناوریهای جدید را شامل میشود که از جملهی آنها میتوان به نسل جدید باتریهای لیتیمی، پیلهای سوختی هیدورژنی، زیرساختهای توسعهی انرژیهای بادی و خورشید، تجهیزات ایستگاههای شارژ ماشینهای الکتریکی، کاتالیستهای جذب کربن و فناوریهای جدید تسویه آب اشاره کرد. تمام این فناوریهای جدید نیازمند فلز قلع به اشکال مختلف بوده و بنابراین در سالهای آتی رشد تقاضای این فلز ارزشمند را باعث میشوند. با بررسی آمار مصرف فلز قلع میتوان دریافت که این صنعت در جهان در ده سال گذشته رشد دو درصدی را تجربه کرده است که عمدتاً متاثر از رشد تقاضا در کشور چین بوده است. هر چند متغییرهای زیادی در افزایش رشد تقاضا برای فلز قلع تاثیرگذار بوده و پیشبینیها در این رابطه عمدتاً با درصدی خطا و عدم قطعیت همراه میباشد، اما با در نظر گرفتن فرصتهای تکنولوژیکی پیشروی این صنعت که در این مقاله نیز به برخی از آنها اشاره شده است، برای ده سال آینده رشد 4 درصدی برای صنعت قلع پیشبینی میشود:
البته همانطور که عنوان شد بخش قابل توجه از این رشد تقاضا در حوزهی محصولات لحیم قلع برای صنعت الکترونیک خواهد بود. بنابر آمار موجود میزان مصرف جهانی فلز قلع در سال 2013 تقریباً 350 هزار تن در سال بوده است که در حدود 46 درصد از این میزان مربوط به مصرف این فلز به شکل آلیاژهای لحیم برای صنایع الکترونیک میباشد. پس از آن حدود 15.6 درصد قلع در صنایع مربوط به ورقهای فولادی قلع اندود، 15.5 درصد از قلع در صنایع شیمیایی، 5.3 درصد در صنایع برنج و برنز و در نهایت 5.1 درصد به صورت آلیاژهای لحیم برای صنایع غیر از الکترونیک استفاده میشود. این آمار به وضوح اهمیت توسعه صنایع الکترونیک در افزایش مصرف فلز قلع را نشان میدهد. بنابراین با توجه به رشد فناوریهای مرتبط با صنایع الکترونیک میتوان پیشبینی کرد که در ده سال آینده نیاز به آلیاژهای لحیم عاری از سرب به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.
مراجع:
– بر گرفته شده از سمینار “قلع برای آینده” سال 2020 – لندن
– نقشه راه توسعه آلیاژهای لحیم (Solders Technology Roadmap)
