تستخدم الولايات المتحدة الذكاء الاصطناعي لتسريع استعادة المعادن الحرجة: من "البحث عن المناجم" إلى "البحث عن النفايات"، ومنطق أمن سلسلة التوريد يُعاد كتابته

تظهر في سياسة الولايات المتحدة للمعادن الحيوية تحوّل جدير بالمتابعة على المدى الطويل: فالأمن في الإمدادات لم يعد يعتمد فقط على المناجم الجديدة والموارد الخارجية والاستكشاف طويل الأمد، بل بدأ أيضًا يضمّ إلى الأصول الاستراتيجية ما يُعرف بـ«الموارد الثانوية» مثل المخلفات الصناعية والمغناطيسات المستعملة ومياه الإنتاج المصاحبة للنفط والغاز. وما أعلن عنه فريق بحثي في وزارة الطاقة الأمريكية مؤخرًا هو تجسيد لهذا التحوّل.

في المختبر الوطني للغرب الشمالي الهادئ (PNNL)، طوّر الباحثون نظامًا شبه ذاتي يُسمّى CICERO، يجمع بين وكلاء الذكاء الاصطناعي والروبوتات وأجهزة التحليل، بهدف تصميم وتحسين عمليات استرداد المعادن الحيوية بسرعة أكبر. ويقول الفريق البحثي إن أساليب فرز الطرق التي كانت تستغرق شهورًا أو حتى سنوات يمكن الآن إنجازها خلال أيام. وقد استُخدم النظام لاختبار المغناطيسات المستعملة ومياه الصرف الناتجة عن استخراج النفط والغاز، وعلى أساس ذلك قُدمت خطط لاستعادة عناصر مثل المغنيسيوم والنيوديميوم والبراسيوديميوم والساماريوم.

تكمن أهمية هذه التطورات لا في أنها ستغيّر فورًا خريطة تجارة المعادن العالمية، بل في أنها تشير إلى منطق تنافسي جديد يتشكّل: فسلسلة إمداد المعادن الحيوية تتوسع من «المناجم—الصهر—المعالجة—التصنيع» إلى منظومة مزدوجة المسار قوامها «المعادن الأولية + المخلفات الصناعية + شبكات إعادة التدوير + تقنيات الفصل المحلية».

المنافسة على المعادن الحيوية تمتد من المنبع إلى مصبات المخلفات

خلال العقد الماضي، تركزت معظم النقاشات العالمية حول المعادن الحيوية على توزيع الاحتياطيات، والسيطرة على حقوق التعدين، ودرجة التركّز الجغرافي للموارد الأولية مثل الليثيوم والنيكل والكوبالت والعناصر الأرضية النادرة والنحاس. وقد شكّلت ميزة الصين في معالجة العناصر الأرضية النادرة، ومكانة أستراليا وأمريكا الجنوبية في موارد الليثيوم، ودور أفريقيا وأمريكا اللاتينية في إمدادات المعادن، الإطار الأساسي للخريطة العالمية للموارد.

لكن الضغوط الجديدة تأتي من اتجاهين. الأول، استمرار نمو الطلب على المعادن الحيوية من السيارات الكهربائية، وشبكات الكهرباء، وطاقة الرياح، والصناعات العسكرية، والتصنيع المتقدم؛ والثاني، أن دورة تطوير المناجم الأولية طويلة، وإجراءاتها البيئية معقدة، والاحتكاكات الجيوسياسية عالية، ما يجعل الاعتماد على التوسّع في الاستخراج وحده غير كافٍ لتلبية متطلبات «خفض المخاطر» في سلاسل الإمداد. والنتيجة أن إعادة تدوير المخلفات ودوران المواد لم تعد مجرد قضية بيئية، بل أصبحت قضية أمن صناعي.

وتقدّم دراسة PNNL إشارة مهمة: إذا كان الذكاء الاصطناعي والأتمتة قادرين على تقليص زمن تطوير عمليات الفصل بشكل كبير، فقد تتحول حلقة إعادة التدوير من صناعة مساندة إلى عامل استقرار في سلسلة الإمداد. وبالنسبة إلى الولايات المتحدة، فإن ذلك يحمل أهمية استراتيجية أكبر من مجرد زيادة المشتريات الخارجية، لأن منظومة إعادة التدوير أقرب إلى تجمعات التصنيع المحلية، كما يسهل أن تشكل شبكة مغلقة يمكن التحكم بها.

الدور الحقيقي للذكاء الاصطناعي هو تقليص عدم اليقين في تطوير المواد

لا تكمن صعوبة إعادة تدوير المواد فقط في «كيفية الاستخلاص»، بل في «كيف يمكن إيجاد طريقة قابلة للتطبيق الصناعي بسرعة داخل نظام مختلط ومعقد». فمياه الصرف الصناعية، والمغناطيسات المستعملة، والنواتج الجانبية للصهر، والنفايات الإلكترونية غالبًا ما تكون معقدة التركيب، وتتطلب المسارات التجريبية التقليدية قدرًا كبيرًا من المحاولة والخطأ. ويتمثل التغيير الجوهري في CICERO في أنه يربط بين البحث في الأدبيات، وتصميم التجارب، والتنفيذ الآلي بالروبوتات، وتحليل النتائج، بحيث يولّد عددًا كبيرًا من خطط التجارب أولًا، ثم يتولى النظام المؤتمت تنفيذ العمليات.

هذا يعني أن الذكاء الاصطناعي هنا لا يقوم بدور «استبدال العلماء»، بل يحوّل أبحاث المواد من تجارب يدوية بطيئة إلى عملية متوازية، قائمة على البيانات، وأقرب إلى صناعة القرار الصناعي.هذا يعني أن الذكاء الاصطناعي هنا لا يؤدي دور «استبدال العلماء»، بل يحوّل أبحاث المواد من تجارب يدوية بطيئة الوتيرة إلى عملية متوازية، مدفوعة بالبيانات، وأقرب إلى منطق القرار الصناعي. وفي مجال مثل المعادن الحيوية، الذي يعتمد بدرجة كبيرة على الفصل والتنقية، ونوافذ المعالجة، والجدوى الاقتصادية، قد يكون هذا التحسن في الكفاءة أكثر أهمية من مجرد اختراق خوارزمي بحت.

ومن منظور سلسلة الإمداد، فإن تقليص دورة البحث لا يعني سرعة المختبر فحسب، بل سرعة التحول إلى التطبيق الصناعي. وحتى إذا كانت العملية الجديدة قابلة للتطبيق في النهاية على بعض تدفقات النفايات فقط، فإنها ستساعد الشركات على تقييم ما إذا كان نوع معين من المخلفات يستحق إعادة التدوير، وفي أي مرحلة ينبغي إنشاء مرافق الاسترجاع، وما نوع المواد الكيميائية والمعدات المطلوبة، وما إذا كانت المواد الناتجة يمكن أن تدخل في سلسلة الإمداد المحلية.

وهذا أيضًا شكل آخر من «توطين الموارد»

في السنوات الأخيرة، ناقشت الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي واليابان وكوريا الجنوبية إعادة هيكلة سلاسل إمداد المعادن الحيوية، لكن القيود الواقعية لدى كل طرف تختلف. فالمشاريع التعدينية الجديدة تواجه ارتفاع النفقات الرأسمالية، وطول فترات الموافقة، وضعف القبول الاجتماعي؛ أما الشراء من الخارج فيتأثر بالتوترات التجارية، وتكاليف النقل، ومخاطر ضوابط التصدير. لذلك، أصبحت «إعادة التدوير» تدريجيًا مسارًا أقرب إلى أهداف السياسة الصناعية: فهي قد لا تحل محل الخام الأولي، لكنها تستطيع امتصاص الصدمات وتقليل الاعتماد على مصدر واحد.

ومن الجدير بالاهتمام بشكل خاص أن العينة التي اختارتها هذه الدراسة ليست خامًا مجردًا، بل مغناطيسات مستعملة ومياه الإنتاج المصاحبة للنفط والغاز. فالأولى ترتبط بالمحركات وطاقة الرياح والتصنيع الإلكتروني، بينما تُظهر الثانية أن المعادن الحيوية لا توجد فقط في المناجم التقليدية، بل أيضًا ضمن تدفقات المواد المصاحبة في قطاع الطاقة. وهذا يشير إلى اتجاه أوسع: فالمنافسة المستقبلية في سلاسل إمداد المعادن لن تكون مجرد منافسة داخل قطاع التعدين، بل إعادة تشكيل منهجية بين قطاعات التصنيع والطاقة وإعادة التدوير.

وبالنسبة للولايات المتحدة، يمكن لهذا النوع من إعادة الهيكلة أن يحقق ثلاث فوائد:

1. تقليل الاعتماد على سلاسل الاستيراد لبعض المواد الحيوية؛ 2. تحويل تدفقات النفايات من بند تكلفة إلى أصل؛ 3. تعزيز مرونة سلسلة الإمداد عبر قدرات إعادة التدوير والفصل المحلية.

سلسلة المعادن الحيوية العالمية تتحول من «تدفق أحادي الاتجاه» إلى «تدفق دائري»

إذا وضعنا هذه الدراسة ضمن بنية التجارة العالمية، فإنها لا تعكس تقدمًا تقنيًا معزولًا بقدر ما تعكس تغيرًا في منطق تجارة الموارد. ففي الماضي، كانت تجارة المعادن تقوم أساسًا على تصدير الخام من الدول الغنية بالموارد، ثم تتولى عدد محدود من مراكز المعالجة الفصل والصهر والتحويل إلى مواد. أما اليوم، ومع تقدم تقنيات التدوير، والرقمنة الصناعية، وارتفاع متطلبات أمن سلاسل الإمداد، فإن عددًا متزايدًا من الاقتصادات يسعى إلى بناء حلقة مغلقة محلية بين «المواد المعاد تدويرها—المعالجة—التصنيع».

وهذا سيغيّر عدة اتجاهات.

أولًا، قد تُحوَّل تدريجيًا بعض تدفقات المواد الخام منخفضة القيمة في الشحن البحري الدولي إلى أنظمة إعادة التدوير المحلية. ثانيًا، ستزداد أهمية شبكات الموانئ واللوجستيات الداخلية، لأن المخلفات والمواد المعاد تدويرها تكون غالبًا أقرب إلى مناطق التصنيع من مناطق التعدين التقليدية. ثالثًا، ستواصل أدوات السياسة التجارية الميل نحو «أمن الموارد»، ولا سيما في المعادن الحيوية، والتصنيع المتقدم، وصناعات الطاقة الجديدة.في هذا السياق، لا يزال مبدأ التجارة الحرة في إطار منظمة التجارة العالمية قائمًا، لكن اهتمام الدول بأمن الإمدادات والاحتياطيات الاستراتيجية والسيطرة على سلاسل الصناعة قد ارتفع بشكل ملحوظ. لم تعد المعادن الحيوية مجرد سلع، بل أصبحت بنية تحتية للقدرة التنافسية الوطنية.

بالنسبة للشركات، يتغير محور إدارة المخاطر

بالنسبة لشركات السيارات الكهربائية ومعدات الشبكات الكهربائية والفضاء والطيران والطاقة النووية، تكمن الأهمية الطويلة الأمد لتقنيات إعادة التدوير بالذكاء الاصطناعي هذه في أنها قد تعيد تشكيل استراتيجيات الشراء. في السابق، كانت الشركات تركز أكثر على تقلبات أسعار المواد الخام؛ أما الآن فيجب أن تأخذ أيضًا في الحسبان قابلية استبدال مصادر الإمداد، وتوافر المواد المعاد تدويرها، وما إذا كانت قدرات المعالجة متاحة محليًا، وهل يمكن التحول سريعًا إلى موردين آخرين تحت تأثير الصدمات الجيوسياسية.

هذه التغيرات تفرض متطلبات جديدة على إدارة سلاسل الإمداد:

• لم يعد شراء المواد الخام يعتمد فقط على السوق الفورية، بل يجب أن ينظر أيضًا إلى معدلات إعادة التدوير وإمدادات الموارد الثانوية؛
• لم يعد اختيار الموردين يعتمد فقط على جانب المناجم، بل يجب أن ينظر أيضًا إلى قدرات الفصل وإعادة المعالجة؛
• لم تعد استراتيجية المخزون مجرد “منع انقطاع الإمداد”، بل يجب أن تتكيف أيضًا مع تقلبات جودة المواد المعاد تدويرها؛
• وبعيدًا عن سردية ESG، بدأت منظومة إعادة التدوير تُظهر قيمة اقتصادية وأمنية حقيقية.

بالنسبة لصناعة الخدمات اللوجستية الدولية، يعني ذلك أن تدفقات المواد ستصبح أكثر تعقيدًا، ومسارات النقل أكثر تشتتًا، وأن المزيد من البضائع سيتداول داخل الأقاليم بدلًا من النقل لمسافات طويلة عبر القارات. وعلى المدى الطويل، قد لا تكون تجارة المعادن العالمية مجرد انكماش بسيط، بل انتقالًا من “نقل الخام لمسافات بعيدة” إلى “تدفقات إقليمية للمواد المعاد تدويرها”.

خاتمة: أمن سلاسل الإمداد في المستقبل قد يُبنى على النفايات

إن قيمة هذا البحث الصادر عن وزارة الطاقة الأمريكية لا تكمن فقط في “تسريع التجارب بالذكاء الاصطناعي”، بل في تقديم اتجاه لإعادة بناء سلاسل الإمداد: ففي عصر تزايد عدم اليقين، لا يتحقق أمن الموارد بالضرورة عبر فتح مناجم جديدة فقط، بل يمكن تحقيقه أيضًا عبر إعادة تعريف النفايات، ورفع كفاءة إعادة التدوير، وتقليص دورة تطوير المواد.

وهذا يبعث إشارة واضحة إلى سوق المعادن الحيوية العالمي: المنافسة المستقبلية لن تكون في المناجم فقط، بل في المختبرات أيضًا؛ ليس في الموانئ التجارية فقط، بل في مخلفات الصناعة أيضًا؛ وليس فيمن يملك الموارد فقط، بل فيمن يستطيع تحويل الموارد بسرعة إلى مواد قابلة للاستخدام.

وبالنسبة للعولمة، فهذا ليس مجرد انعكاس بسيط، بل مرحلة جديدة أكثر تجزؤًا، وأكثر إقليمية، وأكثر اعتمادًا على التكنولوجيا.