القاعدة التكنولوجية لما يقرب من 40% من قدرة إنتاج الألمنيوم الكهربائي على مستوى العالم

في ربيع عام 2026، ساحة مارلووان في حي هپينغ بمدينة شنيانغ، حيث تتدفق السيارات على نحو لا ينقطع. إلى الجهة الغربية من الساحة، تقف بنايتان بجانب بعض: إحداهما عالية والأخرى منخفضة. إحداهما مبنى قديم من الطوب الياباني الممزوج بالخرسانة بُدئ بناؤه في عام 1931، وجدرانه من الطوب الرمادي وسقفه من البلاط الداكن، صامتة كأنها ساعة تقف بلا حركة؛ والأخرى مبنى مكاتب حديث بواجهة زجاجية ستائرية، تتعالى فيه أصوات طرقات لوحة المفاتيح مع همسات النقاش المكبوتة، وتظهر على الأجهزة اللوحية التي يحملها المهندسون نماذج ثلاثية الأبعاد وتحليل المحاكاة واستنتاجات البيانات.

قليلون يعرفون أن هذه الزاوية التي تبدو عادية، هي “منشأ” صناعة الألومنيوم في الصين. إن التقنيات التي تخرج من هنا تدفع ما يقارب 40% من قدرات العالم لإنتاج الألومنيوم بالتحليل الكهربائي، لتتحول الصين من دولة تفتقر إلى الألومنيوم وتعتمد بالكامل تقريبًا على الواردات، إلى صانعة لقواعد خريطة صناعة الألومنيوم العالمية. وهذا المكان هو مقر شركة معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم للتصميم والأبحاث المحدودة (ويُشار إليها فيما بعد باسم معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم). منذ 75 عامًا، أضاءت أنوار مارلووان طريق صناعة الألومنيوم في الصين من لا شيء إلى وجود، ومن الضعف إلى القوة، ومن الخطوات المتعثرة الأولى إلى قيادة العالم.

طريق شاق مع نَفَسٍ لا يلين

عند تأسيس جمهورية الصين الجديدة في عام 1949، لم يكن إنتاج الصين من الألومنيوم يتجاوز 10 أطنان، وهو ما يرتبط بالأمن القومي.

في المباني الصغيرة الرمادية بمنطقة مارلووان في شنيانغ، تكدس رواد الصناعة في الصين الجديدة في مكاتب ضيقة جدًا، يعملون ليلًا ونهارًا من أجل “الخطة الخمسية الأولى”. في مارس 1951، تأسست سلف شركة معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم—شركة التصميم للهندسة المدنية في وزارة الصناعة الشمالية الشرقية—لتظهر إلى الوجود وفق الحاجة. في ذلك الوقت، كانت الرسومات تُنجَز بالكامل بجهد المهندسين الذين يخطون كل تفصيلة على لوح الرسم باستخدام الفرجار والمساطر؛ أما البيانات فكانت تُحسب باستخدام العدّاد (الأبكس) والآلة الحاسبة اليدوية التي تُدار باليد. وفي ظل هذه الظروف، صمموا أول مصنع لتحليل الألومنيوم الكهربائي في الصين الجديدة—مصنع فوشون للألومنيوم—وأول مصنع للألومينا—مصنع شاندونغ للألومينا—وغيرها من أكثر من عشرة مشاريع “الأولى” في الصين الجديدة.

في عام 1952، تشكلت “فرقة قياس النساء الثلاث-ثمان” من 31 فتاة متوسط أعمارهن أقل من 22 عامًا، وهي أول فرقة نسائية لقياس الشبكات في جمهورية الصين الجديدة. حملت هؤلاء الشابات أدوات قياس تزن أكثر من 20 كيلوجرامًا يتنقلن بين الجبال القاحلة والوديان المنعزلة؛ فحين كانت أكتافهن تتورم على اليسار، كن يبدلنها باليمين؛ يقمن بالقياس في النهار، ويقمن في الليل بتنظيم البيانات تحت ضوء مصابيح الزيت.

وبحسب إحصاءات غير كاملة، خلال “الخطة الخمسية الأولى” فقط، أرسلت هذه المكانة إلى أنحاء البلاد أكثر من 2000 من المواهب التقنية في مجالات علم المعادن والاستكشاف والتصميم، لتنتشر “شرارات” صغيرة إلى بكين وغوييانغ ونانتشانغ وكومنغ وغيرها من المدن، بما جعل خارطة التقنيات لصناعة الألومنيوم في الصين تتوسع بسرعة.

في مطلع خمسينيات القرن الماضي، اعتمدت الصين تقنية “الفتحات الجانبية” التي تم إدخالها من الاتحاد السوفييتي السابق. قام الفنيون في معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم بالبحث والاجتهاد بجد، وفي منتصف ستينيات القرن الماضي طوّروا في مصنع فوشون للألومنيوم تقنية “الفتحات العلوية”. ومع دخول مرحلة الإصلاح والانفتاح جاءت تحديات جديدة. في عام 1978، أدخلت الصين تقنية حوض تحضير مسبق كبير بقدرة 160kA من شركة المعادن الخفيفة اليابانية. وفي ذلك الوقت، كانت الأحواض داخل البلاد لا تزال تستخدم أحواضًا ذات أنود ذاتي تُعدّ ملوِّثة ذات استهلاك عالٍ للطاقة. ورغم أن تصميم نوع الحوض المُدخَل كان يعاني من مشكلات مثل ارتفاع درجة حرارة الحوض، وصعوبة تكوّن جانب الفرن بشكل جيد، وتراكم الرواسب بكثرة، وقصر عمر الحوض، فإن التحكم الآلي المتقدم فيه ومعالجة غازات الدخان هزّا صناعة الألومنيوم في الصين.

انطلقت في مارلووان معركة “الهضم والاستيعاب ثم الابتكار من جديد”. قام أستاذ تصميم الهندسة على مستوى الدولة يانغ روي شيانغ بتحويل جزء من الأحواض الخاصة بالسلسلة الرابعة في مصنع فوشون للألومنيوم، إلى 23 حوضًا لتحضير الألواح المسبقة بإضافة جانبية بحجم 135kA، وأجرى تجارب لتوسعة أحواض التحضير. وفي نوفمبر 1979 بدأ التشغيل، ليفتح الطريق على مسار تكبير الأحجام. لاحقًا جرى تطبيق نوع الحوض هذا في بناء مصنع باوتو للألومنيوم، وحصل على جائزة “الثانية” في التقدم العلمي والتكنولوجي الوطني لعام 1987.

في تسعينيات القرن الماضي، قام معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم، عبر الأبحاث والدراسات بالمحاكاة العددية، بتطوير سلسلة SY من الأحواض الكهربائية للتحليل ذات الحجم الكبير مع إدخال تيار من الأمام (التيار الأمامي الكبير). وفي القرن الحادي والعشرين، قام فريق تقني بقيادة يانغ شياودونغ وآخرين بإجراء تصميمات محاكاة صعبة على أساس الأحواض الكهربائية من سلسلة SY القائمة. وللتحقق من بيانات المجال المغناطيسي، بقي الفنيون في ورشات شديدة الحرارة لأكثر من عشر ساعات متواصلة، وتكدست أوراق المسودات الخاصة بتحسين توزيع قضبان التوصيل داخل غرفة كاملة.

الاصرار أثمر نتائج مُبهرة. تتميز الأحواض الكبيرة لسلسلة SY للتحضير المسبق للأنودات بإعداد معقول لتوزيع قضبان التوصيل، واستقرار جيد للتدفق المغناطو-سوائل، وتوازن حراري ملائم، ونظام تحكم للأحواض الكهربائية متعددة الأنماط ذكي. في عام 2001، أنشأ معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم سجلًا تاريخيًا لبلوغه الإنتاج وفق التصميم مبكرًا، عبر الأحواض من سلسلة SY التي تبلغ 300kA. ومنذ ذلك الحين، لم تتوقف السجلات عن أن تُكسر باستمرار.

المنافسة على صدارة العالم

في عام 2013، وبعد أن تولت شركة معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم تنفيذ مشروع وطني رئيسي ضمن خطة 863—تم تشغيل 12 حوضًا عملاقًا للتحليل الكهربائي تبلغ سعتها 600kA بنجاح.

في عام 2017، أعلنت شركة الصناعة الوطنية للألومنيوم في إندونيسيا عن مناقصة عالمية لمشروع تحسين وتحديث تقنيات الألومنيوم بالتحليل الكهربائي. هذا عميل صارم للغاية؛ وكانت المنافسة تأتي من خصوم من مستوى عالمي. صمم الخصم 5 أحواض تجريبية، بينما صمم معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم 3 أحواض. وبعد فترة اختبار استمرت سنة ونصف، حدثت أعطال في 3 من أحواض الخصم الخمسة، بينما كانت المؤشرات التقنية للأحواض الثلاثة لدى معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم ممتازة، كما كانت تكلفة الاستثمار أقل. ولم يتردد المالك على الإطلاق في اختيار الحل الصيني.

في هذه اللحظة أدرك السوق الدولي أخيرًا: إن تقنيات صناعة الألومنيوم في الصين جديرة بالثقة، وإن الأحواض الصينية تتقدم بالفعل لتقود العالم.

واليوم، أصبحت الأحواض التي تبلغ 660kA واقعًا في الصين، وهو مستوى لم يصل إليه البشر في تكبير أحجام إنتاج الألومنيوم بالتحليل الكهربائي منذ اختراع هول-إيرلو قبل أكثر من 100 عام.

رحلة جديدة

بعد مرور 75 عامًا، لم تخفُ أضواء مارلووان، بل أصبحت أكثر إشراقًا في موجات العصر الجديد.

في باوتو، يجري تشغيل مشروع الألومنيوم بالتحليل الكهربائي للمرحلة الثالثة من هوا يُون. إنه أول مصنع “توأم رقمي” بالمعنى الحقيقي داخل صناعة الألومنيوم. لم يعد ما يقدمه معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم مجرد مخططات، بل مصنع رقمي ثلاثي الأبعاد يعمل بالتزامن مع المصنع الفيزيائي. يمكن للمديرين، بمجرد الضغط الخفيف على الشاشة، مشاهدة درجة الحرارة والجهد ونسبة الجزيئات في الأحواض على بُعد آلاف الأميال بشكل فوري. ففي الماضي، كان لا بد من الاعتماد على خبرات “الرؤية والحاسة” لدى كبار الفنيين؛ أما الآن فقد تحولت إلى تدفق بيانات دقيق.

في مواجهة هدف “الانبعاثات الكربونية الثنائية” (الحياد الكربوني وتقليل الانبعاثات)، بدأت ثورة خضراء بهدوء. تقنية “الأحواض الرقمية للألومنيوم بالتحليل الكهربائي ذات المراقبة متعددة المصادر والتحكم الإقليمي” التي طورها معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم بشكل مستقل أدت إلى خفض معامل التأثير المتوسط للأحواض الكهربائية بنسبة 40%، مع تحسين واضح في كفاءة التيار؛ وفي مجال توفير الطاقة وحماية البيئة، طوروا “نظام إزالة الكبريت الأفقي للتنقيطات السائلة فائقة الدقة”، إذ يخفض استهلاك الطاقة بأكثر من 35% مقارنة بالتقنيات التقليدية.

في عام 2024، تم إدراج أرشيف معهد شنيانغ للألمنيوم والمغنيسيوم—الحامل لقرابة 250000 لفة و600 ألف وأكثر من 60 ألف كتاب من الرسومات التقنية—ضمن قائمة الإرث الثقافي الصناعي لمؤسسات الشركات المركزية في الصين. هنا مخطط أول مصنع للألومينا في جمهورية الصين الجديدة، وهناك مسودات تصميم لأكثر من 500 مصنع للألمنيوم والمغنيسيوم والسيليكون والتيتانيوم. لا تسجل هذه الأوراق الصفراء المعمرة المعلمات التقنية فحسب، بل تحفظ أيضًا توريث الروح الموروثة للصمود والعزم لدى صناعة الألومنيوم في الصين.