Wetenschappers voor toekomstig Oostenrijk
door Martin Auer
Elke oplossing creëert nieuwe problemen. Om de klimaatcrisis in te dammen, moeten we zo snel mogelijk stoppen met het verbranden van kolen, olie en gas. Maar olie en aardgas bevatten doorgaans 1 tot 3 procent zwavel. En deze zwavel is nodig. Namelijk bij de productie van fosfaatmeststoffen en bij de winning van metalen die nodig zijn voor de nieuwe groene technologieën, van fotovoltaïsche systemen tot batterijen voor elektrische voertuigen.
De wereld gebruikt momenteel jaarlijks 246 miljoen ton zwavelzuur. Meer dan 80 procent van de zwavel die wereldwijd wordt gebruikt, is afkomstig van fossiele brandstoffen. Zwavel is momenteel een afvalproduct van de zuivering van fossiele producten om de zwaveldioxide-emissies die zure regen veroorzaken te beperken. Het uitfaseren van deze brandstoffen zal het aanbod van zwavel drastisch verminderen, terwijl de vraag zal toenemen.
Mark Maslin is hoogleraar aardsysteemwetenschap aan het University College London. Een onderzoek onder zijn leiding[1] heeft ontdekt dat de uitfasering van fossiele brandstoffen die nodig is om de netto-nuldoelstelling te bereiken, tegen 2040 tot 320 miljoen ton zwavel zal missen, meer dan we nu jaarlijks gebruiken. Dit zou leiden tot een stijging van de prijs van zwavelzuur. Deze prijzen zouden gemakkelijker kunnen worden geabsorbeerd door de zeer winstgevende "groene" industrieën dan door de kunstmestproducenten. Dit zou op zijn beurt meststoffen duurder en voedsel duurder maken. Vooral kleine producenten in armere landen zouden zich minder kunstmest kunnen veroorloven en hun opbrengsten zouden afnemen.
Zwavel zit in veel producten, van autobanden tot papier en wasmiddel. Maar de belangrijkste toepassing is in de chemische industrie, waar zwavelzuur wordt gebruikt om een breed scala aan materialen af te breken.
De snelle groei van koolstofarme technologieën zoals krachtige batterijen, motoren voor lichte voertuigen of zonnepanelen zal leiden tot meer winning van mineralen, met name ertsen die kobalt en nikkel bevatten. De vraag naar kobalt zou tegen 2 met 2050 procent kunnen toenemen, nikkel met 460 procent en neodymium met 99 procent. Al deze metalen worden tegenwoordig gewonnen met grote hoeveelheden zwavelzuur.
Door de toename van de wereldbevolking en veranderende eetgewoonten zal ook de vraag naar zwavelzuur vanuit de kunstmestindustrie toenemen.
Hoewel er een enorme voorraad sulfaatmineralen, ijzersulfiden en elementaire zwavel is, ook in vulkanisch gesteente, zou de mijnbouw drastisch moeten worden uitgebreid om ze te winnen. Het omzetten van sulfaten naar zwavel kost veel energie en veroorzaakt met de huidige methoden veel CO2-uitstoot. De winning en verwerking van zwavel- en sulfidemineralen kan een bron van lucht-, bodem- en waterverontreiniging zijn, oppervlakte- en grondwater verzuren en toxines zoals arseen, thallium en kwik vrijgeven. En intensieve mijnbouw gaat altijd gepaard met mensenrechtenproblemen.
recycling en innovatie
Er moeten dus nieuwe bronnen van zwavel worden gevonden die niet uit fossiele brandstoffen komen. Daarnaast moet de vraag naar zwavel worden verminderd door recycling en door innovatieve industriële processen waarbij minder zwavelzuur wordt gebruikt.
Het terugwinnen van fosfaten uit afvalwater en het verwerken ervan tot kunstmest zou de noodzaak verminderen om zwavelzuur te gebruiken om fosfaatgesteenten te verwerken. Dit zou enerzijds helpen om de beperkte voorraad fosfaaterts te behouden en anderzijds om de overbemesting van waterlichamen te verminderen. Algenbloei veroorzaakt door overbemesting leidt tot zuurstofgebrek en verstikking van vissen en planten.
Het recyclen van meer lithiumbatterijen zou ook helpen het probleem op te lossen. Het ontwikkelen van batterijen en motoren die minder van de zeldzame metalen gebruiken, zou ook de behoefte aan zwavelzuur verminderen.
Het opslaan van hernieuwbare energie zonder het gebruik van batterijen, door middel van technologieën zoals het gebruik van perslucht of zwaartekracht of de kinetische energie van vliegwielen en andere innovaties, zou de behoefte aan zwavelzuur en fossiele brandstoffen verminderen en decarbonisatie stimuleren. In de toekomst zouden bacteriën ook kunnen worden gebruikt om zwavel uit sulfaten te halen.
Nationaal en internationaal beleid moet daarom ook rekening houden met toekomstige zwaveltekorten bij het plannen van decarbonisatie, door recycling te bevorderen en alternatieve bronnen te vinden die de laagst mogelijke sociale en milieukosten hebben.
Cover: Prasanta Kr Dutta auf Unsplash
Gespot: Fabian Schipfer
[1] Maslin, M., Van Heerde, L. & Day, S. (2022) Zwavel: een potentiële hulpbronnencrisis die groene technologie zou kunnen verstikken en de voedselzekerheid zou kunnen bedreigen naarmate de wereld koolstofarmer wordt. Het geografische tijdschrift, 00, 1-8. Online: https://rgs-ibg.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geoj.12475
Dit bericht is gemaakt door de Option Community. Doe mee en post uw bericht!
BETREFFENDE DE BIJDRAGE AAN OPTIE OOSTENRIJK
