في الوقت الحالي، يعتمد جوهر التحول العالمي للطاقة النظيفة على فئة تبدو غير مرئية ولكنها مهمة من المواد - المغناطيسات الأرضية النادرة. سواء كان الأمر يتعلق بالمركبات الكهربائية أو توربينات الرياح البحرية أو الهواتف الذكية الحديثة أو أنظمة الدفاع المتقدمة، فكلها تعتمد على هذا المكون الحيوي. ومع ذلك، فإن سلسلة التوريد العالمية للمغناطيسات الأرضية النادرة ليست شديدة التركيز فحسب، ولكنها تأتي أيضًا بتكاليف بيئية باهظة وهي معرضة بشدة للتقلبات الجيوسياسية. واستجابة لهذا الوضع، يعمل فريق بحثي في جامعة أوبسالا في السويد على استكشاف بديل أكثر مراعاة للبيئة وأكثر مرونة.
وأشار مارتن سالبيرج، أستاذ كيمياء المواد في جامعة أوبسالا، بوضوح إلى أن توريد المغناطيسات الأرضية النادرة ليس مجرد مسألة فنية، ولكنه أيضًا قضية جيوسياسية عميقة. وفي الوقت الحالي، تحتل الصين موقعًا مهيمنًا في معالجة الأتربة النادرة وإنتاج المغناطيس. وهذه الدرجة العالية من الاعتماد تجعل أمن إمدادات الطاقة النظيفة والتصنيع المتقدم معرضاً بشكل كبير لمخاطر الاحتكاكات التجارية الدولية.
يواجه إنتاج الأتربة النادرة في حد ذاته تحديات بيئية خطيرة. أثناء عملية الاستخراج، غالبًا ما يتطلب فصل العناصر الأرضية النادرة استخدام كميات كبيرة من المواد الكيميائية شديدة السمية، وغالبًا ما ترتبط العناصر المشعة بالرواسب. غالبًا ما تسمى عملية الإنتاج "الصناعة القذرة". في الواقع، العناصر الأرضية النادرة ليست نادرة تمامًا في القشرة الأرضية. وتكمن الصعوبة الحقيقية في كيفية العثور على الرواسب المعدنية عالية الجودة وفصلها وصقلها بطريقة صديقة للبيئة.
وتتمتع السويد بإمكانات موارد كبيرة في هذا المجال. ومن المعلوم أنه تم اكتشاف رواسب أرضية نادرة في أماكن مثل كيرونا وبيرسلاجن في السويد ونورا شيل بالقرب من غرينا. وعلى وجه الخصوص، تم الاعتراف بمنطقة التعدين بير جيير في منطقة كيرونا من قبل شركة التعدين العملاقة LKAB باعتبارها أكبر مستودع معروف لأكسيد الأرض النادرة في أوروبا، مع احتياطيات تقدر بأكثر من 1.3 مليون طن. ويعتقد سالبيرج أن السويد تتمتع بظروف تنافسية دولية ممتازة في مجال استخراج الموارد الأرضية النادرة.
ومن أجل كسر النمط الحالي المتمثل في الاعتماد على مصدر إنتاج واحد، يقوم فريق البحث في سالبيرج بتغيير التفكير التقليدي في مجال التعدين. في ظل النموذج التقليدي، يركز تطوير التعدين غالبًا على معدن معين (مثل الحديد أو النحاس أو الذهب)، وتعتبر المكونات المتبقية بمثابة نفايات. اقترح الفريق مفهوم تكامل الموارد "ثلاجة المطبخ": إجراء مسح شامل للتركيبة العنصرية للرواسب المعدنية السويدية، ورسم خريطة دقيقة للتركيب الكيميائي، وتخصيص مغناطيسات جديدة بناءً على "الوصفات" العنصرية المتاحة بالفعل.
يهدف نموذج البحث والتطوير هذا إلى تقليل النفايات عند المصدر وتعظيم استخدام جميع العناصر الموجودة في الرواسب الموجودة. ومن خلال التصميم المستهدف القائم على الخصائص الكيميائية للمعادن المحلية، لا يمكن فقط تقليل خطوات التنقية كثيفة الاستخدام للطاقة والملوثة للغاية، ولكن من المتوقع أيضًا تقليل البصمة البيئية للتكرير والتصنيع بشكل كبير.
وقال سالبرج إن المشروع الحالي جمع قوى متعددة التخصصات مثل علماء الفيزياء النظرية والجيولوجيين ومهندسي المواد لتطوير طريق فعال ونظيف من الخام الخام إلى المغناطيس النهائي. وأكد أن هذا ليس مجرد بحث علمي أساسي، ولكنه أيضًا استكشاف للتكنولوجيا الصناعية ذو أهمية استراتيجية كبيرة. وبفضل مزاياها في احتياطيات الموارد والطاقة الرخيصة والتكنولوجيا الصديقة للبيئة، تحاول السويد تحقيق اختراقات في هذا المجال وتوفير مسار عملي للتنويع والتحول الأخضر لسلسلة التوريد العالمية للأتربة النادرة.