مواد اولیه مورد نیاز انرژی پاک از کجا تهیه میگردد؟

انرژی پاک بیشتر، معادل است با تقاضای بیشتر برای مواد اولیه ای که تکنولوژی آنرا ممکن میسازد.

چیزهایی وجود داند که خود بخود بوجود نمی آیند. مخصوصا زمانی که در مورد مفهوم انرژی صحبت میکنیم. وقتی تغییرات اقلیمی به شرایط بدتری میرسد، اکثر سیاستمداران شروع به تاکید بر اهمیت گذار به انرژی پاک میکنند. انرژی پاک بیشتر بمهنی استفاده بیشتر از پنلهای خورشیدی، توربینهای باد، باطریهای زیاد. که این خود، بمعنی تقاضای بیتر برای مواد اولیه مورد نیاز این تکنولوژیها است.

در برخی موارد، مثل سیلیکون مورد نیاز پنلهای خورشیدی، تقاضای بالا موضوع چندان مشکل سازی نیست. سیلیکون فراوان است و زیرساختهای لازم برای استخراج آن وجود دارد. اما زنجیره تامین مواد اولیه، همانند نیدیوم برای توربینهای باد، لیتیوم و کوبالت برای باطریها، و مس برای ماده اصلی تمامی آنها، ممکن است نیاز به تغییر داشته باشد.

گرچه تقاضای بیشتر برای مواد معدنی، بمعنی استخراج بیشتر و اثرات زیست محیطی بیشتر ناشی از آن است، متخصصان توافق دارند که مزایای انرژی پاک بر هزینه های آن سنگینی دارد.

با اینکه تجارت آن پرسود خواهد بود ولی باید به منشاء تامین مواد اولیه، برای تحول پیشبینی شده تجدیدپذیرها و تغییراتی که با افزایش تقاضای جهانی رخ خواهد داد، اندیشید.

نئودیمیوم

واقعا چیزی برای جایگزینی این ماده در مواد مغناطیسی وجود ندارد.  ماده ای نادر در زمین با نقشی مهم در انرژی تجدیدپذیر. وقتی با آهن ترکیب میگردد، مفناطیس بسیار قوی حاصل میشود که برای ژنراتورهای توربینهای بادی و موتور خودروهای برقی بسیار مهم میباشد.

علارغم نامش، عنصر نایاب زمینی همانند نئودیمیوم ، واقعا نایاب نیست. عنصر نسبتاً فراوانی هست. بعضی از آنها در پوسته زمین، به اندازه مس، فراوان یافت می شوند. چالش این است که نئودیمیوم عمدتا توسط یک کشور کنترل می شود. حدود ۸۵ درصد نئودیمیوم جهان از معادن چین استخراج می شود. یکی از معادن بانام Baotou در شمال چین، دریاچه ای سمی ایجاد کرده و نگرانیهای زیست محیطی را باعث شده است. معادن کوچک دیگری در جاهای دیگر، مانند معدن زمینهای Rainbow Rare Earths در Burundi  و معدن Mkango در مالاوی وجود دارد. اما اغلب اوقات، حتی معادن خارج از چین نیز تمایل دارند نئودیمیوم استخراجی خود را، برای تکمیل فرآوری آن، به چین بفرستند.

یکی از مشکلات اساسی برای اسخراج و فرآوری نئودیمیوم،بحث هزینه است. چند پروژه اکتشافی دیگر هم وجود داشته که بدلیل عدم سرمایه گذاری در مراحل بعدی، به تدریج به فراموشی سپرده شده اند. با افزایش تقاضا، پیش بینی می شود که سایر تأمین کنندگان وارد بازار شوند و فضای معادن فعالتر شود.

مس

مس، به اندازه نئودیمیوم، نایاب نیست، اما نیاز به آن، فراوان است. هر سوئیچ برقی که ببینید، در ان از مس استفاده شده است. بدلیل خاصیت رسانای فوق العاده آن، تاکنون جایگزینی برایش پیدا نشده است.

بنا به گفته مری پولتن، مدیرعامل مؤسسه Lowell برای منابع معدنی در دانشگاه آریزونا، بخش دشوار در مورد استخراج مس یافتن مناطقی است که این فلز به مقدار کافی در سطح زمین وجود داشته باشد. در وهله اول، پیدا کردن ذخایر بزرگ میتواند دشوار باشد و پس از آن سالها طول میکشد تا مجوزها را دریافت کرد. پس از آن تازه،تولید شروع میشود. او عقیده دارد که در بیشتر موارد، ما معادنی را که در اواخر دهه ۱۸۰۰ پیدا کردیم استخراج کردیم و تاکنون بسیاری از مس استخراج شده، از این معادن بوده است.

اولین قدم برای یافتن ذخایر جدید، بررسی مکان هایی است که قبلاً در آنها مس کشف شده است. پولتن به مثلی اشاره میکند که میگوید: اگر بدنبال شکار فیل هستید، انها را در کشوری که فیل دارد شکار کنید. در سایر موارد، زمین شناسان به گزارش های دولت ها و دانشگاه ها توجه میکنند و با ژئوفیزیک و ژئوشیمیست ها، برای پیش بینی وجود معادن، همکاری می کنند.

پس از شناسایی ذخایر مس، مرحله بعدی بیرون کشیدن آن از سطح زمین است و فناوری جدید در این صنعت قدیمی جای خود را پیدا می کند. روش جدید استخراج مس به نام in situ leaching، در دو منطقه در آریزونا، در حال آزمایش است که نیازی به حفاری ندارد. به جای خاکبرداری از مواد و سپس فرآوری آن، چاهی کنده میشود و سپس محلول اسید ضعیف درون آن پمپ می شود. آن محلول، مس را از مواد معدنی جدا و در خود حل می کند. در مرحله بعد، این محلول برای به دست آوردن مس، برای فرآوری به محل دیگری پمپ میشود و سپس آب تمیز بدرون چاه ریخته میشود تا، تا حد امکان، اسید از بین برود.  این امر می تواند برای محیط زیست بهتر از معادن زیرزمینی سنتی باشد.

روبات ها نیز در حال ورود به این صنعت هستند. در حال حاضر، برای استخراج در مناطق دور افتاده مانند استرالیا غربی و کویر Atacama در آمریکای جنوبی از روبات های معدن استفاده می شود. منابع جدید مس به احتمال زیاد در مناطق، حتی عمیقتر از ۷،۰۰۰ فوت زیر سطح، نیز یافت می شود. آنها داغ تر و تحت فشار شدیدتری هستند. این بدان معناست که به مهندسی بیشتری نیاز هست تا بتوان یک ربات استخراج کننده قدرتمندتر مس را تهیه کرد که قادر به کار در شرایط سخت باشد.

لیتیوم و کبالت

اگر یک زیرساخت عظیم انرژی تجدیدپذیر ایجاد کنیم، نیاز به ذخیره سازی انرژی با مقیاس بزرگ خواهیم داشت. چرا که مردم، فقط زمانی که باد میوزد و خورشید می تابد، برق نمی خواهند. یک راه حل جاه طلبانه استفاده از باتری های لیتیوم یونی بسیار بزرگ است، مانند موردی که در حال حاضر در استرالیا جنوبی در حال تست میباشد.

اندرو میلر، تحلیلگر لیتیوم میگوید که لیتیوم برای همه باتری های قابل شارژ مهم است و در حال حاضر دو راه برای دریافت آن وجود دارد. یک روش محبوب در آمریکای جنوبی تبخیر آن از آب نمک زیر دریاچه است. به عنوان مثال، بزرگترین منبع لیتیوم در جهان دریاچه Salar de Atacama شیلی است. لیتیم همچنین می تواند از spodumene استخراج شود، منبع سخت سنگی که بیشتر در استرالیا یافت می شود.

با رشد بازار باتری، معادن spodumene  بیشتری در حال توسعه هستند. پیش بینی می شود که، علاوه بر آمریکای جنوبی و استرالیا، معادن دیگری در مناطقی مانند کانادا، کارولینای شمالی و نوادا در ایالات متحده آمریکا، انگلستان و جمهوری چک شروع بکار نمایند. این تمایل از طرف مصرف كنندگان وجود خواهید داشت كه نخواهند زیاد وابسته به یك یا دو منطقه از جهان باشند.

کبالت یکی دیگر از اجزای اصلی باتری های قابل شارژ است. کبالت یکی از گرانترین مواد در ساخت باتری است و بیشتر در جمهوری دموکراتیک کنگو، که غالباً حقوق بشر را نقض می کند، استخراج می شود. سال گذشته ، ۷۰ درصد كبالت جهان از کنگو تامین شده است، كشوری كه به دلیل شیوه های كار خود مورد انتقاد گسترده قرار دارد، مانند استفاده از كودكان شش ساله برای كار در معادن كبالت. دانشمندان و شرکتهای استارتآپی برای ایجاد باتری عاری از کبالت تلاش میکنند، و Elon Musk  حتی اعلام کرد که می خواست کبالت را از باتری های خود خارج کند ، اما فعلاً این کار بعید به نظر می رسد.

لینک

مطالب مرتبط

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس



ارسال