دو چالش اساسی در تولید آلومینیوم کشور

روش تولید

فرآیند استخراج آلومینیوم نسبت به سایر فلزات کمی پیچیده‌تر است. آلومینیوم در طبیعت به مقدار زیادی در سنگ‌های معدنی با نام بوکسیت یافت شده و در سه مرحله تولید می‌شود. مرحله نخست استخراج بوکسیت و سپس استحصال آلومینا از بوکسیت و سپس فرآیند احیا است. سنگ بوکسیت در فرآیندی با استفاده از روش شیمیایی در کارخانه‌های تولید آلومینا به اکسید آلومینیوم یا آلومینا تبدیل می‌شود. در این فرآیند از ۴ تن بوکسیت، ۲ تن پودر آلومینا به‌دست آمده و از این مقدار یک‌تن فلز آلومینیوم استحصال می‌شود. آلومینیوم استحصال‌شده به‌صورت مذاب، شمش، اسلب، بیلت و... در اختیار صنایع پایین‌دست قرار می‌گیرد و با استفاده از عملیات ریخته‌گری، نورد یا اکستروژن تبدیل به محصولات مختلف می‌شود. این محصولات پس از پایان عمر مفید خود به قراضه‌های آلومینیومی تبدیل شده، دوباره ذوب می‌شوند و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین می‌توان گفت فلز آلومینیوم جزو عناصر دوستدار محیط‌زیست است.

ذخایر و تولیدکنندگان بوکسیت و آلومینا در جهان

ذخایر جهانی بوکسیت بالغ بر ۳۰ میلیارد تن است و بیش از نیمی از ذخایر بوکسیت در چهار کشور گینه، استرالیا، ویتنام و برزیل قرار گرفته است. ذخیره بوکسیت ایران کم و در حدود ۳۴ میلیون تن است که تقریبا ۱/ ۰ درصد از کل ذخایر بوکسیت دنیا را به خود اختصاص داده است. نمودار یک وضعیت ذخایر بوکسیت در جهان را نشان می‌دهد. در سال ۲۰۱۹ در جهان مجموعا ۳۶۷ میلیون تن بوکسیت و ۱۳۳ میلیون تن آلومینا تولید شد. استرالیا، گینه و چین بزرگ‌ترین تولیدکنندگان بوکسیت و از طرف دیگر چین، استرالیا و برزیل بزرگ‌ترین تولیدکنندگان آلومینا در جهان هستند.  اطلاعات مربوط به بزرگ‌ترین کشورهای تولیدکننده بوکسیت و آلومینا و همچنین حجم تولیدشان را در دو نمودار ۲ و ۳ مشاهده می‌کنید.

صنعت آلومینیوم در جهان

ظرفیت تولید جهانی آلومینیوم از ۷۷ میلیون تن در سال ۲۰۱۸ میلادی با رشد ۹۰۰ هزار تنی به ۷۷ میلیون و ۹۰۰ هزار تن در سال ۲۰۱۹ افزایش یافت. از این میزان افزایش ۴۹۰ هزار تن متعلق به بحرین و ۴۰۰ هزار تن نیز مربوط به رشد ظرفیت تولید آلومینیوم در چین است. ظرفیت تولید آلومینیوم چین از ۴۴ میلیون در سال ۲۰۱۸ میلادی به ۴۴میلیون و ۴۰۰ هزار تن در سال ۲۰۱۹ افزایش یافته و این کشور همچنان در جایگاه نخست جهانی در زمینه ظرفیت تولید این فلز ایستاده است. همچنین طی سال گذشته میلادی، هند با ظرفیت تولید ۴ میلیون و ۶۰ هزار تن دومین کشور برتر جهان در این زمینه بوده است. طی مدت یادشده، روسیه با ۳ میلیون و ۹۰۰ هزار تن و کانادا با ۳ میلیون و ۲۷۰ هزار تن ظرفیت تولید آلومینیوم رتبه‌های سوم و چهارم جهان را به خود اختصاص دادند. در سال ۲۰۱۹، تولید اولیه آلومینیوم در جهان بیش از ۴/ ۶۴ میلیون تن تخمین زده شد. چین با ۳۶ میلیون تن و سهم ۵۶ درصدی از تولید بزرگ‌ترین تولیدکننده جهان بوده و پس‌ازآن با اختلاف زیاد هند، روسیه و کانادا قرار دارند. شرکت‌های مهم تولیدکننده آلومینیوم جهان شامل، روسال (روسیه)، چالکو (چین)، آلکو (آمریکا) و آلکان (کانادا) می‌شود که این چهار شرکت در بیش از ۴۰ کشور جهان فعال هستند. در سمت مصرف نیز چین با سهم ۵۷ درصدی از مصرف، بزرگ‌ترین مصرف‌کننده آلومینیوم جهان محسوب می‌‌شود.  سهم مصرف سایر مناطق جهان را نیز در نمودار ۵ مشاهده می‌کنید.

وضعیت صنعت در خاورمیانه

در حال حاضر حدود ۱۰ درصد از ظرفیت تولید آلومینیوم در منطقه خاورمیانه محقق شده است و برخلاف سایر صنایع فلزی و معدنی، کشورهای عربی حاشیه خلیج‌فارس با توجه به انرژی‌بر بودن تولید آلومینیوم و داشتن مزیت گاز ارزان به شکل فعالی در این صنعت فعالیت می‌کنند، به‌طوری که امارات متحده عربی با تولید ۷/ ۲ میلیون تن، رتبه پنجم جهانی را دارد و طرح توسعه جهت افزایش ظرفیت به ۴ و سپس به ۱۰ میلیون تن رسیده و رسیدن به رتبه دوم را در دست اجرا دارد. بحرین طی سه سال تولید خود را از ۹۰۰ هزار تن به حدود ۵/ ۱ میلیون تن رسانده و به جایگاه هفتم رسیده است. عربستان سعودی با در اختیار داشتن رتبه یازدهم طرح‌های توسعه‌ای بزرگی را در دست مطالعه و اجرا دارد. قطر به‌سرعت به توسعه ظرفیت تولید خود می‌افزاید و هم‌اکنون بیش از ۶۰۰ هزار تن آلومینیوم تولید می‌کند. میزان تولید عمان ۳۸۰ هزار تن در سال است و ایران در کنار عمان در رتبه نوزدهم تولید آلومینیوم قرار دارد. ایران در سال ۱۹۷۲ بالغ بر ۳۰ درصد تولید منطقه را در اختیار داشت ولی با عدم توسعه ظرفیت تولید کشور در سال‌های متمادی این سهم در سال ۱۹۹۳ به ۱۶‌درصد، در سال ۲۰۰۵ به ۱۱ درصد و در سال ۲۰۱۸ به ۶ درصد کاهش یافت.

پیش‌بینی می‌شود به دلیل مزیت گاز و طرح‌های توسعه‌ای که کشورهای حاشیه خلیج‌فارس دارند تا ۱۰ سال آینده حدود ۴۰ درصد از آلومینیوم جهان در کشورهای حاشیه خلیج‌فارس تولید شود. امارات و بحرین به ترتیب با تولید ۴ و ۵/ ۱‌میلیون تن شمش آلومینیوم جزو بزرگ‌ترین تولیدکنندگان جهان به شمار می‌آیند با توجه به طرح‌های توسعه‌ای این کشورها پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۳۵ به اولین و سومین کشور تولیدکننده آلومینیوم در جهان تبدیل شوند. کشور امارات برنامه دارد تا سال ۲۰۳۵ به تولید ۲۰ میلیون تن آلومینیوم دست پیدا کند.

نگاهی به تولید محصول در ایران

کشور ایران جزو اولین تولیدکنندگان شمش آلومینیوم در خاورمیانه است. تولید آلومینیوم در ایران از سال ۱۳۵۱ با ایجاد کارخانه آلومینیوم اراک آغاز شد. سپس کارخانه آلومینیوم المهدی و هرمزال به مجموعه تولید کشور افزوده شدند. در دهه‌های ۸۰ و ۹۰ تولید شمش آلومینیوم کشور بر پایه همین سه کارخانه و با ظرفیت اسمی مجموعا حدود ۴۵۰ هزار تنی پیش رفت و از سال ۸۹ در همه سال‌ها به‌جز سال‌های ۹۱ و ۹۸ تولید ۳۰۰ تا ۳۵۰ هزار تنی را داشتیم تا اینکه نهایتا با راه‌اندازی کارخانه آلومینیوم جاجرم (متعلق به شرکت آلومینای ایران) در سال ۹۸ با ظرفیت ۴۰ هزار تنی و راه‌اندازی فاز نخست آلومینیوم جنوب (متعلق به ایمیدرو) در سال ۹۹ با ظرفیت ۳۰۰ هزار تنی شاهد رشد در ظرفیت تولید شمش آلومینیوم کشور بودیم. ضمن اینکه با راه‌اندازی فاز دوم آلومینیوم جنوب با ظرفیت ۶۰۰ هزار تن، در سال‌های دورتر ظرفیت تولید آلومینیوم در ایران می‌تواند به بیش از ۳/ ۱ میلیون تن در سال برسد.

در جدول ۱ وضعیت شرکت‌های تولیدکننده آلومینیوم اولیه در ایران نشان داده شده است.

بررسی آمار واردات و صادرات شمش آلومینیوم در سال‌های گذشته نشان می‌دهد که متوسط مصرف شمش آلومینیوم کشور ۳۰۰ تا ۳۵۰ هزار تن در سال متغیر است. بنابراین به نظر می‌رسد هم‌زمان با راه‌اندازی طرح آلومینیوم جنوب و افزایش تولید آلومینیوم ایران شاهد رشد قابل‌ملاحظه در صادرات زنجیره آلومینیوم در سال ۱۴۰۰ و سال‌های بعد باشیم. طی ۱۲ ماهه سال ۹۹ مجموع تولید شرکت‌های ایرالکو، المهدی-هرمزال، آلومینیوم جاجرم و آلومینیوم جنوب به ۴۴۶ هزار و ۸۴۲ تن رسیده، این در حالی است که میزان تولید سال پیش از آن معادل ۲۷۵ هزار و ۷۱۶ تن ثبت شده بود. طی ۱۱ ماهه ابتدای امسال، ۱۴۸ هزار تن انواع آلومینیوم از کشور صادر شده که ارزشی بالغ بر ۲۷۱ میلیون دلار داشته و رشد  ۱۵۵ درصدی وزنی و ۱۴۳درصدی ارزشی دارد.

چین با سهم ارزشی ۳۷ درصد مقصد اول صادرات زنجیره آلومینیوم ایران در سال ۱۳۹۹ بوده و در رتبه‌های بعدی ترکیه با ۳۳ درصد، هند با ۱۶درصد، عراق با هفت درصد و افغانستان با۳ قرار دارند. سرانه مصرف آلومینیوم ایران در ۱۰ سال گذشته در محدوده ۵/ ۴ کیلوگرم در نوسان بوده و سال‌به‌سال فاصله آن از میانگین جهانی در حال افزایش است. در حال حاضر میانگین سرانه مصرف آلومینیوم در جهان حدود ۹ کیلوگرم است. پیش‌بینی می‌شود مصرف جهانی آلومینیوم در ۲۱ سال آینده  به ۱۱ کیلوگرم افزایش یابد.

ماده اولیه و انرژی

براساس چشم‌انداز افق ۱۴۰۴، ایران باید به ظرفیت تولید ۵/ ۱ میلیون تن آلومینیوم برسد، اما چالش‌هایی در برابر این صنعت قرار دارد. در زمینه تولید آلومینا با توجه به اینکه معدن بوکسیت بزرگ و پرعیاری در کشور نداریم، تنها یک پالایشگاه تولید آلومینا در جاجرم متعلق به شرکت آلومینای ایران است که از سنگ بوکسیت آلومینا تولید می‌کند. ظرفیت این شرکت برای تولید آلومینا حدود ۲۴۰ تا ۲۵۰ هزار تن در سال است. ۸۰ هزار تن از پودر آلومینای تولیدی در کارخانه تولید فلز آلومینیوم به مصرف می‌رسد و ۱۶۰ هزار تن به سایر کارخانه‌های ایران ازجمله ایرالکو، المهدی و سالکو ارسال می‌شود. بنابراین می‌توان گفت با توجه به بهره‌برداری سالکو و افزایش ظرفیت تولید آلومینیوم در کشور که به ۸۰۰ هزار تن رسیده است، به یک میلیون و ۶۰۰ هزار تن آلومینا یا چهار میلیون تن بوکسیت نیاز داریم تا صنعت آلومینیوم کشور با ظرفیت کامل کار کند. در حال حاضر کشور به دلیل تأمین مواد اولیه ازجمله آلومینا و پترولیوم کک با مشکلات عدیده‌ای روبه‌رو است که ازجمله مشکلات موجود می‌توان به نرسیدن مواد اولیه به دلایل مختلف ازجمله تحریم‌ها و همچنین خرید این مواد از طریق واسطه‌ها، بدون قرارداد بلندمدت و با قیمت‌های بسیار بالاتر از نرخ جهانی اشاره کرد.

برآوردهای انجام‌شده از سهم حدود ۳۲ درصدی هزینه برق در هزینه‌های تولید آلومینیم در جهان حکایت دارد. در ایران با اینکه به دلیل برق ارزان، سهم برق حدود ۱۱ درصد هزینه تولید است اما عدم توجه به تأمین برق پایدار می‌تواند مشکلاتی را برای این صنعت به وجود آورد. در برخی مواقع مانند طرح آلومینیوم هرمزال، برق به‌موقع و به‌اندازه تأمین نشده است و در برخی موارد دیگر به دلیل هزینه‌های برق، شرکتی مانند آلومینیوم المهدی با تهدیدهای قطع برق روبه‌رو بوده است. تجربیات خارجی نشان می‌دهد که واحدهای آلومینیومی باید نیروگاه اختصاصی در کنار خطوط تولید خود داشته باشند و به صرفه ناشی از مقیاس توجه کنند. بنابراین می‌توان گفت که برای رساندن سالکو به یک‌میلیون تن نیاز به راه‌اندازی نیروگاه برق نیازی اساسی است.