كشف باحثون أمريكيون أن نفايات محطات الفحم في الولايات المتحدة قد تحتوي على ما يقدر بمليارات الدولارات من العناصر الأرضية النادرة، ما قد يشكل مصدرا محليا حيويا لهذه المواد الاستراتيجية دون الاعتماد على الواردات أو أعمال التعدين المكلفة.

في دراسة نشرت عام 2024، قدرت مجموعة من الجيولوجيين أن الرماد الناتج عن حرق الفحم في محطات الطاقة الأمريكية منذ خمسينيات القرن الماضي قد يحتوي على عناصر أرضية نادرة قيمتها الإجمالية تصل إلى 165 مليار دولار، فيما يمكن استخراج نحو 97 مليار دولار منها بشكل عملي.

ويشير الباحثون، بقيادة علماء من جامعة تكساس في أوستن، إلى أن هذه العملية تشكل مثالا حيا لمفهوم "من القمامة إلى الكنز"، إذ تسمح باستخدام النفايات وتحويلها إلى موارد مع تقليل التأثيرات البيئية.

العناصر الأرضية النادرة، والتي تضم 17 عنصرا من بينها اللانثانيدات والإيتريوم والسكانديوم، تُصنف في الولايات المتحدة على أنها "معادن حيوية"، إذ تدخل في صناعة البطاريات، السيارات الكهربائية، الهواتف الذكية، وتوربينات الرياح، وفقا لموقع sciencealert.

وتعتمد الولايات المتحدة حاليا على الواردات لتلبية احتياجاتها من هذه العناصر، حيث يأتي حوالي 70% منها من الصين، لكن الدراسة الجديدة تشير إلى أن 52 مليار طن من رماد الفحم المنتج في البلاد يمكن أن يشكل مصدرا محليا مهما لهذه المعادن.

ويشرح الباحثون أن الفحم، وهو نبات متحجر عبر ملايين السنين، يحتوي على كميات ضئيلة من المعادن الأخرى، غير أن حرق الفحم يترك وراءه الرماد الذي تتضاعف فيه تركيزات العناصر الأرضية النادرة 4 إلى 10 مرات مقارنة بالفحم الأصلي، وعلى الرغم من أن التركيزات لا تصل إلى مستويات الخامات التجارية، إلا أن استخراجها من الرماد يعد مجديا اقتصاديا، لأنه لا يتطلب تعدينا جديدا.

وتشير تقديرات الفريق إلى أن 11 مليون طن من العناصر الأرضية النادرة قد تكون موجودة في رواسب الرماد المتاحة بين 1985 و2021، أي ما يقرب من ثمانية أضعاف احتياطيات الولايات المتحدة الحالية.

ويبلغ إجمالي القيمة النظرية للـ15 عنصرا من اللانثانيدات في الرماد الأمريكي حوالي 56 مليار دولار، ويمكن أن يصل إجمالي القيمة القابلة للاستخراج عند إضافة الإيتريوم والسكانديوم إلى 97 مليار دولار.

وتعتبر هذه الأرقام نظرية حتى الآن، إذ لا تزال طرق الاستخراج قيد البحث، إلا أن النتائج جذبت اهتمام الحكومة الأمريكية والعلماء على حد سواء.

ويشير الباحثون إلى أن تطوير هذه الموارد قد يعزز الأمن الطاقي والاقتصادي للبلاد ويساعد على تمويل معالجة مواقع النفايات البيئية الحساسة.

ويستكشف العلماء أيضا مصادر أخرى للعناصر الأرضية النادرة، بما في ذلك البراكين والنباتات القادرة على استخراج المعادن من التربة.

ويصف الباحثون هذه الأساليب بأنها "استراتيجيات خضراء" يمكن أن توفر إمدادات مستدامة لهذه الموارد الحيوية.

يأتي هذا البحث في وقت تواجه فيه الأسواق العالمية تحديات بيئية وجيوسياسية تهدد استقرار إمدادات العناصر الأرضية النادرة، ما يجعل كل فرصة محلية لهذه المواد ذات أهمية استراتيجية قصوى.