Purifying The ‘miracle Metal’: How To Decarbonize Aluminum

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

[یہ مضمون فرسٹ موورز کولیشن کے اراکین کی ایک سیریز کا حصہ ہے۔ آپ پہل کے بارے میں مزید کہانیاں پڑھ سکتے ہیں۔ یہاں.]

ایلومینیم کو ایک کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔معجزاتی دھات۔" اگرچہ یہ زمین کی پرت میں سب سے زیادہ پرچر دھات ہے، لیکن اس کی تطہیر میں شامل پیچیدگیوں نے 19ویں صدی کے دوران ایلومینیم کو چاندی یا سونے سے زیادہ قیمتی بنا دیا۔ نپولین III نے اس کی اتنی قدر کی کہ وہ اپنے معزز مہمانوں کو ایلومینیم کی پلیٹوں پر کھانا پیش کرتا۔ یہ آج بھی ایک اعلیٰ قیمت والا مواد بنی ہوئی ہے، جو اس کی ہلکی پھلکی استعداد، فوجی درجے کی طاقت، سنکنرن کے خلاف مزاحمت اور اس لیے کہ یہ لامحدود طور پر دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

تو، کیا پسند نہیں ہے؟ ٹھیک ہے، توانائی سے بھرپور عمل کا سلسلہ جو خام باکسائٹ ایسک کو خالص دھاتی اخراج میں بدل دیتا ہے۔ پرائمری ایلومینیم کے ہر میٹرک ٹن کے لیے 16 میٹرک ٹن CO2 پیدا کیا مجموعی طور پر سیکٹر ارد گرد پیدا کرتا ہے۔ ہر سال 1.1 بلین میٹرک ٹن کاربن ڈائی آکسائیڈ، جو کہ انسانی ساختہ عالمی اخراج کا 2 فیصد ہےہے. زیادہ سے زیادہ ان اخراج کا 60 فیصد استعمال ہونے والی بجلی پیدا کرنے سے آتا ہے۔ پگھلنے کے عمل کے دوران.

مزید یہ کہ، معجزاتی دھات کی مانگ - نقل و حمل، تعمیرات، پیکیجنگ اور الیکٹریکل سیکٹر جیسی صنعتوں کے ذریعہ چلنے والی - کی پیش گوئی کی گئی ہے۔ 40 تک تقریباً 2030 فیصد اضافہ. اس ترقی کا دو تہائی حصہ چین اور ایشیا سے متوقع ہے، ایک تشویش کے پیش نظر چین کے سملٹنگ کے عمل کا انحصار کوئلے سے چلنے والے پاور پلانٹس پر ہے۔ ری سائیکلنگ اور ڈی کاربنائزیشن میں پیشرفت کے بغیر، سیکٹر کا اخراج 2 تک تقریباً 2050 بلین میٹرک ٹن تک پہنچ سکتا ہے۔.

فرسٹ موورز کولیشن کی طرف سے سخت ہدف

مٹھی بھر نئی ٹیکنالوجیز ایلومینیم کو صاف کرنے کی صلاحیت رکھتی ہیں، لیکن صرف انتہائی مہتواکانکشی ہی ایلومینیم کے مشکل ہدف کو پورا کرتی ہیں۔ ورلڈ اکنامک فورم کا پہلا موورز کولیشن (FMC)، سیارے کی سب سے زیادہ خارج کرنے والی صنعتوں کو ڈیکاربونائز کرنے کے لیے کمپنیوں کی قوت خرید کو استعمال کرنے کے لیے ایک عالمی اقدام۔ ایف ایم سی کے اراکین نے اس مقصد کے لیے عزم کیا ہے کہ 10 تک وہ سالانہ جو بنیادی ایلومینیم حاصل کرتے ہیں اس کا کم از کم 2030 فیصد تقریباً صفر کے اخراج کے عمل کے ذریعے تیار کیا جائے گا۔ "قریب صفر" کی تعریف بہت مشکل ہے: پرائمری ایلومینیم کے فی میٹرک ٹن سے کم تین میٹرک ٹن CO2 کا اخراج۔ یہ 85 فیصد یا اس سے زیادہ کے موجودہ اخراج میں بہت بڑی کمی کی نمائندگی کرتا ہے۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ اس طرح کے گہرے ڈیکاربونائزیشن کو کیسے حاصل کیا جائے، ہمیں ایلومینیم کی تیاری کے عمل کے تیز رفتار دورے کی ضرورت ہے۔ باکسائٹ خام مال ہے — اسے زمین سے نکال کر ایلومینیم آکسائیڈ، یا "ایلومینا" میں بہتر کیا جاتا ہے، جس میں ملٹی فیز پروسیس کے ذریعے اسے تقریباً 1,000 ڈگری سیلسیس تک گرم کرنا شامل ہے۔ اس حرارت کو حاصل کرنے کے لیے، بہت سی ریفائنریز آن سائٹ فوسل فیول جلاتی ہیں، جو اس عمل میں CO2 کی بڑی مقدار خارج کرتی ہیں۔ دوسرا عمل، جسے سمیلٹنگ کے نام سے جانا جاتا ہے، الیکٹرولیسس کے ذریعے ایلومینا کو خالص ایلومینیم دھات میں بدل دیتا ہے، جس میں بہت زیادہ بجلی اور کاربن انوڈ استعمال ہوتے ہیں جو CO2 کی بڑی مقدار کا اخراج بھی کرتے ہیں۔

قابل تجدید توانائی کی موجودہ شکلیں — جیسے ہائیڈرو یا سولر — ہمیں صفر کے اخراج والے ایلومینیم کا تقریباً دو تہائی راستہ فراہم کریں گی۔

اچھی خبر یہ ہے کہ قابل تجدید توانائی کی موجودہ شکلیں — جیسے ہائیڈرو یا سولر — ہمیں صفر کے اخراج والے ایلومینیم کا تقریباً دو تہائی راستہ حاصل کر لیں گی۔ ہم نئے الیکٹریفائیڈ بوائلرز اور کیلسنرز کے لیے صاف توانائی کا استعمال کر سکتے ہیں جو باکسائٹ ایسک کو ایلومینا میں ریفائن کرنے میں شامل ہیں — اور بجلی کی شدید سملٹنگ کے عمل کے لیے بھی۔ لیکن یہ مختصر مدت میں مہنگا ہوسکتا ہے۔ اس کا مطلب ہے پلانٹس کو ان جگہوں پر منتقل کرنا جہاں قابل تجدید بجلی تک رسائی ہو اور نئے آلات کو انسٹال کرنے کے لیے ریفائنریز کو دوبارہ تیار کیا جائے۔

کچھ ابھرتی ہوئی نئی ٹیکنالوجیز - جو موجودہ ایلومینیم پلانٹس پر لاگو کی جا سکتی ہیں - صفر کے اخراج والے ایلومینیم کی طرف فرق کو کم کرنے میں مدد کر سکتی ہیں۔ پگھلنے کے عمل کو ان کاربن انوڈس کو انریٹ اینوڈس سے بدل کر مکمل طور پر ڈی کاربنائز کیا جا سکتا ہے جو CO2 کی بجائے آکسیجن خارج کرتے ہیں۔ "مکینیکل وانپ ریکمپریشن" کے نام سے جانا جانے والا عمل ریفائننگ کے لیے درکار تھرمل توانائی کو جاری کرنے کی بجائے ری سائیکل کرنے کے قابل بناتا ہے۔ اور بقیہ اخراج کے لیے، کاربن کیپچر، استعمال اور اسٹوریج (CCUS) جیسی ٹیکنالوجیز ہیں جو ریفائننگ اور سلٹنگ دونوں عملوں سے اخراج کو روکتی ہیں۔ جب ان میں سے چند پیش رفت ٹیکنالوجیز کو مل کر استعمال کیا جاتا ہے، تو وہ ایلومینیم کی پیداوار کے پورے عمل کو 3 میٹرک ٹن CO2 فی میٹرک ٹن پرائمری ایلومینیم کی حد سے نیچے حاصل کر سکتے ہیں۔

ایف ایم سی کے دیگر شعبوں کے برعکس، ری سائیکلنگ ایلومینیم سیکٹر کو ڈیکاربونائز کرنے کے سفر میں ایک بڑا حصہ ادا کر سکتی ہے، خاص طور پر چونکہ دھات کو لامحدود طور پر دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نیا ایلومینیم بنانے کے لیے درکار توانائی کا تقریباً 5 فیصد ری سائیکلنگ لیتا ہے۔، لہذا یہ تجارتی کے ساتھ ساتھ ماحولیاتی احساس بھی بناتا ہے۔ ایلومینیم ریمیلٹنگ آج بڑے پیمانے پر اس سے زیادہ کے ساتھ ہے۔ 30 ملین میٹرک ٹن ری سائیکل شدہ ایلومینیم ہر سال نئی مصنوعات کی طرف واپس جانا۔ یہ ایک منصفانہ منتقلی میں بھی اپنا حصہ ڈال سکتا ہے، کیونکہ ایلومینیم کی بنیادی پیداوار کو سپورٹ کرنے کے لیے درکار قدرتی وسائل کے اخراج کو کم کرتے ہوئے جمع کرنے، چھانٹنے اور ری سائیکل کرنے سے نئی ملازمتیں پیدا کرنے کی صلاحیت موجود ہے۔

نتیجتاً، FMC نے اپنے اراکین کے لیے ایک اضافی ہدف مقرر کیا ہے تاکہ اس بات کو یقینی بنایا جا سکے کہ وہ 50 تک ہر سال جو ایلومینیم استعمال کرتے ہیں اس کا کم از کم 2030 فیصد ری سائیکل کیا جائے۔ تاہم، دھات کی بڑھتی ہوئی عالمی پیاس کو ختم کرنے کے لیے اکیلے ری سائیکلنگ کافی نہیں ہوگی - درحقیقت، یہ 2050 تک متوقع طلب سے صرف نصف فراہم کرے گی۔ مشن پوسیبل پارٹنرشپ کی طرف سے شائع کردہ 1.5 ڈگری C سے منسلک منتقلی کی حکمت عملی. لہٰذا ایلومینیم کی بنیادی پیداوار کو جتنا ممکن ہو صفر کے قریب اخراج حاصل کرنا اولین ترجیح بنی ہوئی ہے۔

ٹیک حل موجود ہے۔ اب ایسا کرنے کے لئے

اگرچہ ایلومینیم کی پیداوار کو ڈیکاربونائز کرنے کی ٹیکنالوجیز پروٹو ٹائپ شکلوں میں موجود ہو سکتی ہیں، جیسا کہ تمام نئی ٹیکنالوجیز جو ابھی تک پیمانے پر پہنچنا باقی ہیں، وہ مہنگی ہیں۔ انہیں تجارتی بنانا مشکل ہے - اور یہ صرف لاگت نہیں ہے۔ ایلومینیم کی ویلیو چین پیچیدہ اور توسیع شدہ ہے۔

مثال کے طور پر ایک بیئر کین لیں، جو عام طور پر 50 فیصد سے زیادہ ری سائیکل شدہ ایلومینیم سے بنی ہوتی ہے لیکن پھر بھی بنیادی ایلومینیم کی ضرورت ہوتی ہے۔ سب سے پہلے آپ باکسائٹ کی کان بناتے ہیں، پھر آپ اسے ایلومینا میں بہتر کرتے ہیں۔ یہ اکثر خالص ایلومینیم میں گلنے کے لیے کہیں اور جاتا ہے۔ اس کے بعد دھات کو ڈسکس یا کنڈلیوں میں پروسیس کیا جاتا ہے، کمپنیاں خریدتی ہیں جو انہیں ڈبے میں ڈالتی ہیں، مشروبات کے کاروبار اور بوتلوں کو فروخت کرتی ہیں، خوردہ فروشوں کو تقسیم کی جاتی ہیں اور تب ہی صارفین تک پہنچتی ہیں۔ یہ طویل سپلائی چین خریداروں کے سائز کے حساب سے پیچیدہ ہے۔ جبکہ اسٹیل اور کنکریٹ میں بڑے "لنگر خریدار" ہوتے ہیں، جیسے کہ آٹو مینوفیکچررز یا سرکاری پروکیورمنٹ ایجنسیاں، ایلومینیم کو بہت سے کھلاڑی تھوڑی مقدار میں خریدتے ہیں۔ اور اس میں شامل تمام کھلاڑی — مائن کمپنی سے لے کر مشروبات کے خوردہ فروش تک — کا مقصد اور ڈیکاربونائزیشن کی لاگت کو بانٹنے کے لیے منسلک ہونا چاہیے۔

بال کارپوریشنایلومینیم پیکیجنگ کے ایک بڑے مینوفیکچرر اور FMC کے رکن نے اپنے ویلیو چین پارٹنرز کے ساتھ صف بندی کرنے کی طرف پہلا قدم اٹھایا ہے۔ کمپنی نے ایلومینیم سپلائرز اور ساتھی FMC ممبران نوولیس اور ریو ٹنٹو کے ساتھ مل کر تخلیق کیا ہے۔ کینیڈا کا پہلا خاص طور پر نشان زد، کم کاربن مشروب کین کورونا بیئر کے لیے۔ یہ کین جزوی طور پر ری سائیکل شدہ ایلومینیم سے بنایا گیا ہے اور ساتھ ہی تقریباً صفر کے اخراج پرائمری ایلومینیم کو ہائیڈرو پاور کے ساتھ ریفائن کیا گیا ہے گرین ہاؤس گیس فری انرٹ اینوڈ ٹیکنالوجی جسے ایلیسز کہتے ہیں۔ یہ پیش رفت ایلومینیم کی دو مسابقتی صنعتوں کے درمیان غیرمعمولی تعاون سے ممکن ہوئی ہے - Alcoa اور Rio Tinto - کے ساتھ ساتھ $13 ملین (CAD) کی سرمایہ کاری اور ایپل کی طرف سے تکنیکی مدد کے علاوہ کینیڈا کی طرف سے ہر ایک کی $80 ملین (CAD) کی اضافی سرمایہ کاری۔ اور کیوبیک حکومتیں۔ Elysis ابھی بھی پروٹوٹائپ مرحلے پر ہے، لیکن ٹیم کا مقصد 2024 تک اس ٹیکنالوجی کو تجارتی طور پر دستیاب کرنا ہے۔

FMC جیسے اتحادوں کے ذریعے ویلیو چین کو سیدھ میں لانا، ڈی کاربنائزیشن کی کوششوں کے لیے اہم ہے۔ ایک منسلک ویلیو چین کے بغیر، پروڈیوسروں کے لیے ڈیمانڈ سگنلز کسی تبدیلی کا باعث نہیں بن سکتے۔ اس قسم کے اتحاد ری سائیکلنگ پر پالیسیوں کو سخت کرنے سے لے کر R&D میں مشترکہ سرمایہ کاری تک مختلف موضوعات پر حکومتوں کے ساتھ بہتر بات چیت کا باعث بنتے ہیں۔

جب ایک پیش رفت ٹیکنالوجیز کو مل کر استعمال کیا جاتا ہے، تو وہ ایلومینیم کی پیداوار کے پورے عمل کو 3 میٹرک ٹن CO2 فی میٹرک ٹن پرائمری ایلومینیم کی حد سے نیچے حاصل کر سکتے ہیں۔

پرائمری ایلومینیم ریفائننگ اور سمیلٹنگ کی ڈی کاربنائزیشن کی حوصلہ افزائی میں حکومتوں کا کلیدی کردار ہے۔ مشرق وسطیٰ کے پاس اپنی شمسی توانائی کی بھرپور صلاحیت کو استعمال کرتے ہوئے اپنا حصہ ڈالنے کا موقع ہے۔ چین صحیح سمت میں حرکت کر رہا ہے، کوئلے سے چلنے والے کچھ ریفائننگ آپریشنز بند کر رہا ہے اور پن بجلی سے بھرپور علاقوں میں نئے پلانٹ کھول رہا ہے۔ لیکن حکومتوں کو اس شعبے کو براہ راست مالی مدد فراہم کرنے کی بھی ضرورت پڑسکتی ہے۔ ایلومینیم کو ڈی کاربونائز کرنے کے لیے درکار نئی ٹیکنالوجیز - بشمول اضافی قابل تجدید طاقت، CCUS اور انرٹ اینوڈس کے گرد سمیلٹنگ کے عمل کو دوبارہ ڈیزائن کرنا - پر 1 تک تقریباً $2050 ٹریلین لاگت آئے گی، اس لیے امکان ہے کہ ریاستوں کو مراعات، سرمایہ کاری اور مارکیٹ کے ساتھ قدم بڑھانا پڑے گا۔ بنیاد پر اقدامات. لتیم یا تانبے جیسے مواد کی پیداوار - کم کاربن کی منتقلی کے لیے ضروری ہے - پہلے ہی حکومتی سبسڈی کو اپنی طرف متوجہ کرتی ہے۔ لہٰذا، ایلومینیم کو بھی، دوسرے شعبوں جیسے کہ نقل و حمل اور بیٹری ٹیکنالوجی کو ڈیکاربونائز کرنے میں اپنے کردار کو دیکھتے ہوئے، ضروری ہے۔

یورپ میں ، یورپی یونین کا مجوزہ کاربن بارڈر ایڈجسٹمنٹ میکانزم (CBAM) سنگل مارکیٹ میں برآمد کرنے کے خواہاں ایلومینیم سپلائرز کے لیے ایک ویک اپ کال ہے۔ 2030 تک، CBAM درآمد شدہ مصنوعات اور مواد میں موجود CO100 کے فی میٹرک ٹن پر 2 یورو ٹیکس عائد کر سکتا ہے، جو مقامی پروڈیوسرز کے لیے EU کی اخراج تجارتی سکیم (ETS) کی لاگت کی نقل کرتا ہے۔ 16 میٹرک ٹن CO2 فوٹ پرنٹ کے ساتھ ایک میٹرک ٹن ایلومینیم کے لیے، جو دھات کی قیمت میں 60 فیصد کا اضافہ کر سکتا ہے۔ اگرچہ اس طرح کا طریقہ کار ڈیکاربونائزڈ ایلومینیم کو ایک بار کمرشلائز کرنے کے بعد مسلسل بنیادوں پر مقابلہ کرنے میں مدد دے سکتا ہے، لیکن پیش رفت ٹیکنالوجی میں براہ راست حکومتی سرمایہ کاری کا ماڈل کارپوریٹ فنانس میں ہجوم کے لیے ضروری ہو سکتا ہے اور ڈیکاربونائزیشن پاتھ وے کو ختم کر سکتا ہے۔

یہ شعبہ ضرورت کی سپلائی کی فراہمی کے لیے اپنی ابتدائی طور پر صفر کے قریب اخراج کی پیداوار کو بڑھانے کے لیے وقت کے خلاف دوڑ میں ہے۔ کمپنیوں کو ایک واضح قیادت کی پوزیشن اختیار کرنے کی ضرورت ہے، تاکہ گہری ڈیکاربونائزیشن ٹیکنالوجیز کی تعیناتی کی حمایت کی جا سکے جو کہ 2050 تک اس شعبے کو خالص صفر تک لے جانے کے لیے درکار ہیں۔ ان اخراجات کو حل کرنے کے لیے شفافیت اور تعاون درکار ہے۔ اس کو انجام دینے کے لیے ٹیکنالوجی موجود ہے - اور اگر شیشہ نہیں، تو یقینی طور پر کم کاربن بیئر کو بڑھانا ضروری ہے۔

یہ مضمون جوناتھن والٹر، اور BCG کے اینڈریو الکورٹا اور ہنری ممفورڈ نے مشترکہ طور پر لکھا تھا۔