Scienziati per l'Austria del futuro
di Martin Auer
Ogni soluzione crea nuovi problemi. Per contenere la crisi climatica, dobbiamo smettere di bruciare carbone, petrolio e gas il prima possibile. Ma petrolio e gas naturale in genere contengono dall'1 al 3 percento di zolfo. E questo zolfo è necessario. Vale a dire nella produzione di fertilizzanti fosfatici e nell'estrazione dei metalli necessari alle nuove tecnologie green, dagli impianti fotovoltaici alle batterie per veicoli elettrici.
Il mondo utilizza attualmente 246 milioni di tonnellate di acido solforico all'anno. Più dell'80 per cento dello zolfo utilizzato nel mondo proviene da combustibili fossili. Lo zolfo è attualmente un prodotto di scarto della purificazione dei prodotti fossili per limitare le emissioni di anidride solforosa che causano piogge acide. L'eliminazione graduale di questi combustibili ridurrà drasticamente l'offerta di zolfo, mentre la domanda aumenterà.
Mark Maslin è professore di Scienze del sistema terrestre all'University College di Londra. Uno studio condotto sotto la sua direzione, ha scoperto che l'eliminazione graduale dei fossili necessaria per raggiungere l'obiettivo dello zero netto mancherà fino a 2040 milioni di tonnellate di zolfo entro il 320, più di quanto usiamo ogni anno oggi. Ciò comporterebbe un aumento del prezzo dell'acido solforico. Questi prezzi potrebbero essere assorbiti più facilmente dalle industrie "verdi" altamente redditizie che dai produttori di fertilizzanti. Questo a sua volta renderebbe i fertilizzanti più costosi e il cibo più costoso. I piccoli produttori nei paesi più poveri, in particolare, potrebbero permettersi meno fertilizzanti e le loro rese diminuirebbero.
Lo zolfo si trova in molti prodotti, dagli pneumatici per auto alla carta e ai detersivi per bucato. Ma la sua applicazione più importante è nell'industria chimica, dove l'acido solforico viene utilizzato per abbattere un'ampia gamma di materiali.
La rapida crescita di tecnologie a basse emissioni di carbonio come batterie ad alte prestazioni, motori per veicoli leggeri o pannelli solari porterà a un aumento dell'estrazione di minerali, in particolare minerali contenenti cobalto e nichel. La domanda di cobalto potrebbe aumentare del 2% entro il 2050, di nichel del 460% e di neodimio del 99%. Tutti questi metalli vengono oggi estratti utilizzando grandi quantità di acido solforico.
L'aumento della popolazione mondiale e il cambiamento delle abitudini alimentari aumenteranno anche la domanda di acido solforico dall'industria dei fertilizzanti.
Sebbene vi sia una vasta offerta di minerali solfati, solfuri di ferro e zolfo elementare, anche nelle rocce vulcaniche, l'estrazione dovrebbe essere drasticamente ampliata per estrarli. La conversione dei solfati in zolfo richiede molta energia e provoca grandi quantità di emissioni di CO2 con i metodi attuali. L'estrazione e la lavorazione di zolfo e minerali di solfuro possono essere una fonte di inquinamento dell'aria, del suolo e dell'acqua, acidificare le acque superficiali e sotterranee e rilasciare tossine come arsenico, tallio e mercurio. E l'estrazione intensiva è sempre associata a problemi di diritti umani.
riciclo e innovazione
Quindi è necessario trovare nuove fonti di zolfo che non provengano dai combustibili fossili. Inoltre, la domanda di zolfo deve essere ridotta attraverso il riciclo e attraverso processi industriali innovativi che utilizzino meno acido solforico.
Il recupero dei fosfati dalle acque reflue e la loro trasformazione in fertilizzanti ridurrebbe la necessità di utilizzare l'acido solforico per elaborare le rocce fosfatiche. Ciò aiuterebbe, da un lato, a conservare l'apporto limitato di roccia fosfatica e, dall'altro, a ridurre l'eccessiva fertilizzazione dei corpi idrici. Le fioriture algali causate da un'eccessiva fertilizzazione portano a una mancanza di ossigeno, soffocando pesci e piante.
Riciclare più batterie al litio aiuterebbe anche a risolvere il problema. Lo sviluppo di batterie e motori che utilizzano meno metalli rari ridurrebbe anche la necessità di acido solforico.
Conservare l'energia rinnovabile senza l'uso di batterie, attraverso tecnologie come l'uso dell'aria compressa o della gravità o l'energia cinetica dei volani e altre innovazioni, ridurrebbe il fabbisogno di acido solforico e combustibili fossili e favorirebbe la decarbonizzazione. In futuro, i batteri potrebbero essere utilizzati anche per estrarre lo zolfo dai solfati.
Le politiche nazionali e internazionali devono quindi tenere conto anche della futura carenza di zolfo nella pianificazione della decarbonizzazione, promuovendo il riciclaggio e trovando fonti alternative che abbiano i costi sociali e ambientali più bassi possibili.
Copertina: Prasanta Kr Dutta auf Unsplash
Avvistato: Fabian Schipfer
, Maslin, M., Van Heerde, L. & Day, S. (2022) Sulphur: una potenziale crisi delle risorse che potrebbe soffocare la tecnologia verde e minacciare la sicurezza alimentare mentre il mondo si decarbonizza. The Geographical Journal, 00, 1-8. Online: https://rgs-ibg.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geoj.12475
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