กองหินสีเทาขนาดมหึมาที่ถูกวางกองไว้ในเหมืองทั่วสหรัฐ มักถูกมองว่าเป็นเพียงขยะที่ไร้ค่าจากการผลิต แต่ผลการศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่ากองขยะเหล่านี้ มี “แร่หายาก” ซ่อนอยู่จำนวนมหาศาล เพราะขยะจากการทำเหมืองเพียงปีเดียวในสหรัฐ มีปริมาณลิเธียมมากพอที่จะขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ได้ถึง 10 ล้านคัน และมีแมงกานีสเพียงพอสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าอีกกว่า 99 ล้านคัน ซึ่งเป็นตัวเลขที่สูงกว่าความต้องการใช้ในปัจจุบันอย่างมาก และไม่จำเป็นต้องนำเข้าแร่ธาตุเหล่านี้อีก
ศักยภาพที่ซ่อนอยู่ภายใต้กองหินเหลือทิ้ง
การวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science ทำการวิเคราะห์ข้อมูลทางเคมีของแร่จากเหมืองโลหะที่ยังมีการใช้งานอยู่ 54 แห่งทั่วประเทศ โดยมุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบกว่า 70 ชนิดที่มักถูกมองข้าม อลิซาเบธ ฮอลลีย์ ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเหมืองแร่จากมหาวิทยาลัยเหมืองแร่โคโลราโด ผู้นำการวิจัย ตั้งคำถามสำคัญที่ท้าทายอุตสาหกรรมแบบเดิมว่า ยังมีอะไรอย่างอื่นซ่อนอยู่ในเหมืองแร่อีกบ้า นอกจากแร่ธาตุที่ทำเหมือง
ผลการวิเคราะห์พบว่า มีคลังแร่ธาตุจำนวนมากที่ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ แฝงอยู่ในกองขยะของเหมืองแร่ ทั้งที่สามารถนำมาผลิตแบตเตอรี่ แผงโซลาร์เซลล์ และเทคโนโลยีคาร์บอนต่ำอื่น ๆ
ตามปรกติแล้ว เนื้อแร่ที่ขุดขึ้นมานั้นประกอบด้วยธาตุหลายชนิดที่ปะปนอยู่ แต่เหมืองโลหะส่วนใหญ่จะถูกออกแบบมาเพื่อสกัดผลิตภัณฑ์หลักเพียงอย่างเดียว เช่น ทองแดง เหล็ก หรือทองคำ ดังนั้นหินส่วนใหญ่ที่ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์หลักจะถูกบด ผ่านกระบวนการ และถูกทิ้งเป็นขยะที่เรียกว่า “หางแร่” (tailings) แม้ว่าในกองขยะเหล่านั้นจะมีแร่ธาตุวิกฤตที่โลกกำลังแย่งชิงกันอยู่ก็ตาม
แต่การสกัดเอาแร่ชนิดต่าง ๆ ออกมาก็ไม่ใช่เรื่องง่าย ศ.ฮอลลีย์เปรียบเทียบว่า “เหมือนกับการพยายามแยกเกลือออกจากแป้งขนมปัง” จำเป็นต้องมีการวิจัย พัฒนา และนโยบายอีกมาก เพื่อให้การสกัดแร่ธาตุเหล่านี้คุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจ
การกู้คืนแร่ธาตุเหล่านี้เพียงเล็กน้อยสามารถสร้างความเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ต่อความมั่นคงของชาติได้ ผลการวิจัยระบุว่า หากสหรัฐสามารถกู้คืนผลพลอยได้จากขยะเหล่านี้ได้เพียง 1% จะช่วยลดการพึ่งพาการนำเข้าแร่ธาตุเกือบทุกชนิดได้อย่างมีนัยสำคัญ
ยิ่งไปกว่านั้น หากมีการกู้คืนลิเธียมได้ 4% สหรัฐจะสามารถชดเชยการนำเข้าลิเธียมในปัจจุบันได้ทั้งหมด และหากทำได้ถึง 90% ก็จะสามารถตอบสนองความต้องการแร่ธาตุวิกฤตเกือบทั้งหมดของประเทศได้ทันที
การลดการพึ่งพาและปัญหาทางภูมิรัฐศาสตร์
ปัจจุบัน มีไม่กี่ประเทศเท่านั้นที่สามารถผลิตแร่ธาตุเหล่านี้ได้ เช่น ลิเธียมส่วนใหญ่มาจากออสเตรเลีย ชิลี และจีน ส่วนโคบอลต์มาจากสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกเกือบทั้งหมด ขณะที่จีนควบคุมแร่หายากไว้ถึง 90% ปัญหานี้สร้างความกังวลให้กับผู้ผลิตในสหรัฐและยุโรป หากเกิดปัญหาทางภูมิรัฐศาสตร์และความตึงเครียดทางการเมือง อาจทำให้เกิดแร่ธาตุเหล่านี้ขาดแคลนได้
ประเด็นด้านความมั่นคงนี้ ส่งผลให้รัฐบาลสหรัฐพยายามผลักดันนโยบายมาตลอด ในปี 2022 ในสมัยประธานาธิบดีโจ ไบเดน ออกกฎหมาย Inflation Reduction Act มุ่งเน้นลงทุนด้านพลังงานสะอาดและแก้ไขปัญหาโลกร้อนครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์
เมื่อเข้าสู่ยุคของประธานาธิบดีโดนัลด์ ทรัมป์ ได้ลงนามในคำสั่งบริหารเพื่อเร่งการสกัดแร่ธาตุในประเทศ โดยในคำสั่งดังกล่าวระบุชัดเจนว่า “ความมั่นคงของชาติและเศรษฐกิจกำลังถูกคุกคามอย่างรุนแรงจากการพึ่งพาการผลิตแร่ธาตุจากอำนาจต่างชาติที่เป็นศัตรู” ถือเป็นภารกิจเร่งด่วนที่สหรัฐต้องดำเนินการเพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตแร่ธาตุภายในประเทศให้ได้มากที่สุด
นอกเหนือจากเรื่องความมั่นคงแล้ว การกู้คืนแร่ธาตุจากขยะเหมืองยังมีผลดีต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมหาศาล โดยทีมวิจัยเรียกสิ่งนี้ว่าเป็น การให้ผลตอบแทนแบบสองเท่า เพราะการสกัดโลหะออกจากหางแร่จะทำให้ขยะที่เหลืออยู่มีความเสถียรทางเคมีมากขึ้นและจัดการได้ง่ายขึ้น ช่วยลดความเสี่ยงจากการรั่วไหลหรือการพังทลายของเขื่อนกักเก็บหางแร่ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ วัสดุที่ผ่านการสกัดแล้วยังอาจถูกนำไปใช้ซ้ำในงานก่อสร้างได้ แทนที่จะต้องปล่อยทิ้งไว้หลายทศวรรษ
อุปสรรคและความคุ้มค่าในการลงทุน
การเปลี่ยนขยะให้เป็นสินทรัพย์ไม่ใช่เรื่องง่ายในทางปฏิบัติ เพราะเหมืองแร่เป็นอุตสาหกรรมที่มีกำไรค่อนข้างน้อยและมีความเสี่ยงสูง ฮามิดเรซา ซามูอี ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมปิโตรเลียมจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสเอแอนด์เอ็ม ให้ความเห็นว่าความสำเร็จนี้ต้องอาศัยแนวทางที่หลากหลาย รวมถึงการจัดการเรื่องการใช้น้ำมหาศาลในเหมืองและนโยบายที่เข้มแข็ง
“การทำเหมืองเป็นอุตสาหกรรมที่ค่อนข้างล้าสมัย ใครจะเป็นผู้แบกรับความเสี่ยงนี้ หากไม่มีการกระตุ้นที่เหมาะสมจากภาครัฐ” ซามูอีกล่าว
อิซาเบล บาร์ตัน ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยแอริโซนา ยอมรับว่าแนวคิดเรื่องการสกัดแร่จากขยะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่เป็นหัวข้อที่กำลังได้รับความสนใจอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นการเปลี่ยนวิธีคิดจากการมุ่งเน้นเป้าหมายเดียวไปสู่การเพิ่มมูลค่าจากหินทุกก้อน ซึ่งมีวิธีที่แตกต่างกันไป บางอย่างก็ทำได้ง่าย แต่อีกหลายอย่างก็ยากเกินจะทำได้ในตอนนี้ ท้ายที่สุดแล้วการจะดำเนินการกู้คืนแร่หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับต้นทุน เพราะบริษัทเหมืองแร่ดำเนินการเพื่อมุ่งเน้นผลกำไรเป็นหลัก
ข้อมูลจากการวิจัยยังช่วยชี้เป้าหมายสำคัญที่อาจเป็นแหล่งแร่ธาตุชั้นดี เช่น เหมืองเรดด็อก ในรัฐอะแลสกา ซึ่งมีศักยภาพในการผลิตเจอร์เมเนียมสูงที่สุดในประเทศ หรือเหมืองสติลล์วอเทอร์ และอีสต์เบลาเดอร์ ในรัฐมอนแทนาที่อาจมีนิกเกิลซ่อนอยู่จำนวนมาก หากสามารถปรับปรุงกระบวนการสกัดในเหมืองเหล่านี้ได้โดยการเพิ่มวงจรการผลิตเข้าไปในระบบเดิม ก็จะสามารถนำแร่ธาตุที่ต้องการออกมาได้โดยไม่ต้องเปิดหน้าดินใหม่ทั้งหมด
ปัจจุบันกระทรวงพลังงานสหรัฐเริ่มดำเนินโครงการนำร่อง เพื่อกู้คืนผลพลอยได้เหล่านี้ พร้อมงบประมาณสนับสนุนเพื่อช่วยลดความเสี่ยงทางการเงินสำหรับผู้บุกเบิกเทคโนโลยีรายแรก ๆ แม้ว่าความพยายามในช่วงที่ผ่านมาจะถูกมองว่ายังขาดทิศทางที่ชัดเจน แต่ผลการศึกษานี้จะช่วยให้เกิดการวางยุทธศาสตร์ที่แม่นยำขึ้น และสามารถนำไปจัดทำเป็นแผนงานอย่างเป็นรูปธรรม
ที่มา: Earth, Grist, Interesting Engineering, ZME Science