Βγες από το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο! Αλλά πού παίρνετε το θείο; | Scientists4Future AT

του Martin Auer

Κάθε λύση δημιουργεί νέα προβλήματα. Για να περιορίσουμε την κλιματική κρίση, πρέπει να σταματήσουμε την καύση άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου το συντομότερο δυνατό. Αλλά το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο περιέχουν συνήθως 1 έως 3 τοις εκατό θείο. Και αυτό το θείο χρειάζεται. Δηλαδή στην παραγωγή φωσφορικών λιπασμάτων και στην εξόρυξη μετάλλων που απαιτούνται για τις νέες πράσινες τεχνολογίες, από φωτοβολταϊκά συστήματα έως μπαταρίες για ηλεκτρικά οχήματα. 

Ο κόσμος χρησιμοποιεί σήμερα 246 εκατομμύρια τόνους θειικού οξέος ετησίως. Περισσότερο από το 80 τοις εκατό του θείου που χρησιμοποιείται παγκοσμίως προέρχεται από ορυκτά καύσιμα. Το θείο είναι επί του παρόντος ένα απόβλητο προϊόν από τον καθαρισμό ορυκτών προϊόντων για τον περιορισμό των εκπομπών διοξειδίου του θείου που προκαλούν όξινη βροχή. Η σταδιακή κατάργηση αυτών των καυσίμων θα μειώσει δραστικά την προσφορά θείου, ενώ η ζήτηση θα αυξηθεί. 

Ο Mark Maslin είναι καθηγητής της Επιστήμης των Συστημάτων της Γης στο University College του Λονδίνου. Μια μελέτη που έγινε υπό τη διεύθυνση του[1] διαπίστωσε ότι η σταδιακή κατάργηση των απολιθωμάτων που απαιτείται για την επίτευξη του καθαρού μηδενικού στόχου θα λείψει έως και 2040 εκατομμύρια τόνους θείου μέχρι το 320, περισσότερο από ό,τι χρησιμοποιούμε ετησίως σήμερα. Αυτό θα οδηγούσε σε αύξηση της τιμής του θειικού οξέος. Οι τιμές αυτές θα μπορούσαν να απορροφηθούν ευκολότερα από τις ιδιαίτερα κερδοφόρες «πράσινες» βιομηχανίες παρά από τους παραγωγούς λιπασμάτων. Αυτό με τη σειρά του θα έκανε τα λιπάσματα πιο ακριβά και τα τρόφιμα πιο ακριβά. Οι μικροί παραγωγοί ιδίως στις φτωχότερες χώρες θα μπορούσαν να αντέξουν οικονομικά λιγότερα λιπάσματα και οι αποδόσεις τους θα μειωνόταν.

Το θείο βρίσκεται σε πολλά προϊόντα, από τα ελαστικά αυτοκινήτων μέχρι το χαρτί και τα απορρυπαντικά ρούχων. Αλλά η πιο σημαντική εφαρμογή του είναι στη χημική βιομηχανία, όπου το θειικό οξύ χρησιμοποιείται για τη διάσπαση μιας μεγάλης γκάμα υλικών. 

Η ταχεία ανάπτυξη τεχνολογιών χαμηλών εκπομπών άνθρακα, όπως μπαταρίες υψηλής απόδοσης, κινητήρες ελαφρών οχημάτων ή ηλιακοί συλλέκτες θα οδηγήσει σε αυξημένη εξόρυξη ορυκτών, ειδικά μεταλλευμάτων που περιέχουν κοβάλτιο και νικέλιο. Η ζήτηση για κοβάλτιο θα μπορούσε να αυξηθεί κατά 2 τοις εκατό έως το 2050, νικέλιο κατά 460 τοις εκατό και νεοδύμιο κατά 99 τοις εκατό. Όλα αυτά τα μέταλλα εξάγονται σήμερα με τη χρήση μεγάλων ποσοτήτων θειικού οξέος.
Η αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού και η αλλαγή των διατροφικών συνηθειών θα αυξήσουν επίσης τη ζήτηση για θειικό οξύ από τη βιομηχανία λιπασμάτων.

Ενώ υπάρχει τεράστια προσφορά θειικών ορυκτών, θειούχων σιδήρου και στοιχειακού θείου, συμπεριλαμβανομένων των ηφαιστειακών πετρωμάτων, η εξόρυξη θα πρέπει να επεκταθεί δραστικά για την εξόρυξή τους. Η μετατροπή των θειικών αλάτων σε θείο απαιτεί πολλή ενέργεια και προκαλεί μεγάλες ποσότητες εκπομπών CO2 με τις τρέχουσες μεθόδους. Η εξόρυξη και η επεξεργασία θείου και θειούχων ορυκτών μπορεί να είναι πηγή ρύπανσης του αέρα, του εδάφους και των υδάτων, να οξινίσει τα επιφανειακά και υπόγεια ύδατα και να απελευθερώσει τοξίνες όπως το αρσενικό, το θάλλιο και ο υδράργυρος. Και η εντατική εξόρυξη συνδέεται πάντα με προβλήματα ανθρωπίνων δικαιωμάτων.

ανακύκλωση και καινοτομία

Πρέπει λοιπόν να βρεθούν νέες πηγές θείου που δεν προέρχονται από ορυκτά καύσιμα. Επιπλέον, η ζήτηση για θείο πρέπει να μειωθεί μέσω της ανακύκλωσης και μέσω καινοτόμων βιομηχανικών διεργασιών που χρησιμοποιούν λιγότερο θειικό οξύ.

Η ανάκτηση φωσφορικών αλάτων από τα λύματα και η επεξεργασία τους σε λίπασμα θα μείωνε την ανάγκη χρήσης θειικού οξέος για την επεξεργασία φωσφορικών πετρωμάτων. Αυτό θα βοηθούσε, αφενός, στη διατήρηση της περιορισμένης παροχής φωσφορικών πετρωμάτων και, αφετέρου, στη μείωση της υπερβολικής λίπανσης των υδάτινων σωμάτων. Η άνθιση των φυκών που προκαλείται από την υπερβολική λίπανση οδηγεί σε έλλειψη οξυγόνου, ασφυκτιά στα ψάρια και τα φυτά. 

Η ανακύκλωση περισσότερων μπαταριών λιθίου θα βοηθούσε επίσης στην επίλυση του προβλήματος. Η ανάπτυξη μπαταριών και κινητήρων που χρησιμοποιούν λιγότερα από τα σπάνια μέταλλα θα μείωνε επίσης την ανάγκη για θειικό οξύ.

Η αποθήκευση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας χωρίς τη χρήση μπαταριών, μέσω τεχνολογιών όπως η χρήση πεπιεσμένου αέρα ή της βαρύτητας ή της κινητικής ενέργειας των σφονδύλων και άλλων καινοτομιών, θα μείωνε τις ανάγκες τόσο σε θειικό οξύ όσο και σε ορυκτά καύσιμα και θα οδηγούσε στην απαλλαγή από τον άνθρακα. Στο μέλλον, τα βακτήρια θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή θείου από θειικά άλατα.

Οι εθνικές και διεθνείς πολιτικές πρέπει επομένως να λαμβάνουν υπόψη τις μελλοντικές ελλείψεις θείου κατά τον σχεδιασμό της απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές, προωθώντας την ανακύκλωση και βρίσκοντας εναλλακτικές πηγές που έχουν το χαμηλότερο δυνατό κοινωνικό και περιβαλλοντικό κόστος.

Φωτογραφία εξωφύλλου: Prasanta Kr Dutta auf Unsplash

Εντοπίστηκε: Fabian Schipfer

[1]    Maslin, M., Van Heerde, L. & Day, S. (2022) Θείο: Μια πιθανή κρίση πόρων που θα μπορούσε να καταπνίξει την πράσινη τεχνολογία και να απειλήσει την επισιτιστική ασφάλεια καθώς ο κόσμος απελευθερώνεται από τον άνθρακα. The Geographical Journal, 00, 1-8. Online: https://rgs-ibg.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geoj.12475

Ή: https://theconversation.com/sulfuric-acid-the-next-resource-crisis-that-could-stifle-green-tech-and-threaten-food-security-186765