"החומרים הטכנולוגיים" שעלולים להיעלם מכדור הארץ
צריכת המוצרים האלקטרוניים בעולם עולה בהתמדה, ונראה שהחומרים לייצורם הולכים ואוזלים
בשנים האחרונות התרגלנו לשמוע כמעט מדי יום על מכשיר טכנולוגי חדש שיוצא לשוק, על תא שמש חדשני או על טכנולוגיה עתידנית שעשויה לשנות את העולם. כולנו אוהבים מוצרים מתוחכמים ומקווים שהפיתוח הטכנולוגי יוביל לעתיד טוב. ההתקדמות הטכנולוגית לא רק משנה את חיינו, אלא גם מניעה את הכלכלה העולמית. לכן חשוב לשאול את עצמנו מה מכתיב את קצב ההתקדמות הטכנולוגי - ומה עלול לעכב אותו.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
הכל על מדע באפליקציה של מכון דוידסון - להורדה באייפון ובאנדרואיד
בדרך כלל נדמה לנו שצוואר הבקבוק שמעכב את פריצת הדרך הבאה הוא אנושי: מישהו צריך להגות רעיון מהפכני, ואחר כך צריך למצוא דרך להגשים אותו ומימון שיאפשר ליישם איתו. לבסוף צריך הרבה אנשים וכסף כדי להוציא לפועל את כל הרעיונות. אולם לאחרונה גוברות ההערכות שמה שקובע בפועל את קצב ההתקדמות הטכנולוגית, וימשיך להכתיב אותו גם בעתיד, הוא גורם הרבה יותר גשמי. פשוט אין מספיק חומר זמין.
בשנים האחרונות כמות הטלפונים, המחשבים ומוצרים טכנולוגיים אחרים שמיוצרים בעולם גדלה בהתמדה. הצמיחה באוכלוסייה העולמית, יחד עם ההתפתחות הכלכלית של מדינות ענק כמו סין והודו משנות את המאזן העולמי בין כמות החומר הזמין לרכישה לבין וכמות החומר הנדרש, כלומר בין ההיצע לביקוש. מפני שמוצרים כמו טלפון נייד הפכו לצורך הכרחי, השימוש ב"חומרים טכנולוגיים", שכוללים בעיקר מתכות ומוליכים למחצה, עלה בצורה קיצונית. יש חשש שבעתיד הלא רחוק פשוט לא יישארו מספיק חומרים.
קבוצה בינלאומית של חוקרים לקחה על עצמה לבדוק כמה מהחומרים האלה יש לנו ואם כמותם מספקת. מסקנות המחקר פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature והשורה התחתונה המטרידה היא שאם לא נקים בהקדם מנגנונים בינלאומיים שיפעלו כמה שיותר מהר לתקן את המצב, כבר בעוד עשר שנים יורגש מחסור משמעותי בחומרי גלם חשובים רבים.
החוקרים השתמשו בנחושת כדי להדגים את המגמה הזו. הולכת חשמל גבוהה, עמידות לחלודה ונוחות העיבוד של המתכת הזו הפכו אותה למשאב חשוב, והיום יותר מתמיד. מלבד השימוש המסורתי יותר במכונות, מנועים, בנייה וברשת החשמל המרכזית, כיום בכל הטלפונים החכמים, המחשבים והמסכים, הנחושת משמשת מרכיב מרכזי בעיקר בחיווט והולכת חשמל בין מרכיבי המכשיר.
על פי המודל שהוצג במחקר הזה ועל פי מחקרים נוספים שהובאו כתימוכין לטענה, אם צריכת הנחושת תמשיך לגדול כמו בשנים האחרונות בגלל גידול באוכלוסיית העולם ועליית ברמת החיים, תוך שניים או שלושה עשורים יורגש מחסור משמעותי במתכת הזו שיוביל לעליות מחירים של מוצרים רבים שנחשבים כיום מוצרי צריכה בסיסיים.
החוקרים מזהירים שאי אפשר להמתין עם צעדים שיבטיחו אספקה רציפה וזולה של החומרים הטכנולוגיים. רק כעשרה אחוזים מהחיפושים אחר מחצבים כאלו נושאים פרי, והפיתוח של אתר כרייה חדש נמשך בדרך כלל יותר מעשר שנים. אם מוסיפים לזה את העובדה שאין רגולציה בינלאומית עליהם ושחומרים האלה קשים מאוד למיחזור, ברור שדרושים בצעדים מיידיים.
אנרגיית שמש לא כלכלית
למען האמת כבר כיום מרגישים מחסור בחומרים מסוימים. טכנולוגיות פורצות דרך לא מעטות דורשות חומרים יקרים בעלי תכונות מאוד מסוימות, והן לא מתממשות בגלל עלות החומרים הגבוהה. אפשר לראות את התופעה במגוון תחומים, החל בטכנולוגיות להפקת אנרגיה מתחדשת, דרך פיתוח סוללות וכלה בענפי הרכב והתעופה.
בפיתוח של תא שמש חדשני, לדוגמה, יעילות ההמרה של אור לחשמל היא כבר מזמן רק חלק קטן מהעניין. החומרים שנדרשים כדי לייצר את התא ועלותם מכתיבים במידה רבה אם לטכנולוגיה הזו יש אופק יישומי או לא. בשל כך, היעילות של תא השמש הנפוץ ביותר כיום היא כ-20 אחוז לכל היותר. התא הזה עשוי מסיליקון, אחד החומרים השכיחים על כדור הארץ.
הטכנולוגיה לייצור תאי שמש עם המרה של 30 אחוז ומעלה כבר קיימת התא מצליח להמיר 34% אחוזים מאור השמש ומורכב מגרמניום, סיליקון, גליום-אינדיום-פוספיד וגליום-אינדיום-ארסניד. החומרים השונים בולעים אורכי גל שונים של אור וביחד הם משלימים בליעה יעילה יותר של אורכי הגל שקיימים באור השמש. אבל תא השמש הזה פשוט אינו כלכלי, בעיקר בגלל החומרים היקרים הדרושים לייצורו.
החדשות הטובות הן שהמחסור העתידי בחומרים טכנולוגיים איננו גזירת גורל. אפשר לנקוט צעדים מונעים כבר כיום, ובראשם יצירת מנגנון שיתוף פעולה בינלאומי שיעקוב אחר נתוני הצריכה וינווט את המדיניות העולמית. בין השאר נצטרך להקצות משאבים לעידוד פיתוח אתרי כרייה ולפיתוח תהליכי מיחזור יעילים בהיקפים עולמיים.
כמו כל בעיה שנוגעת לעולם כולו, הפתרון טמון קודם כל בשיתוף פעולה פוליטי וגיאופוליטי. כבר הוכח לא פעם שמדינות ומנהיגים יכולים להירתם ולהוביל לשינויי מדיניות בינלאומיים, למשל בנושא ההתחממות הגלובלית. כעת נותר רק לקוות שההנהגה תפעל בנושא הזה, ומוטב מוקדם מאשר מאוחר.
איתן אוקסנברג, דוקטורנט במכון ויצמן למדע וכתב באתר מכון דוידסון
לפנייה לכתב/ת 
