Naukowcy dla przyszłości Austria
autorstwa Martina Auer
Każde rozwiązanie stwarza nowe problemy. Aby powstrzymać kryzys klimatyczny, musimy jak najszybciej zaprzestać spalania węgla, ropy i gazu. Ale ropa naftowa i gaz ziemny zazwyczaj zawierają od 1 do 3 procent siarki. I ta siarka jest potrzebna. Mianowicie w produkcji nawozów fosforowych i wydobyciu metali potrzebnych w nowych zielonych technologiach, od systemów fotowoltaicznych po baterie do pojazdów elektrycznych.
Obecnie na świecie zużywa się rocznie 246 milionów ton kwasu siarkowego. Ponad 80 procent siarki wykorzystywanej na całym świecie pochodzi z paliw kopalnych. Siarka jest obecnie produktem odpadowym z oczyszczania produktów kopalnych w celu ograniczenia emisji dwutlenku siarki, które powodują kwaśne deszcze. Wycofanie tych paliw drastycznie zmniejszy podaż siarki, a popyt wzrośnie.
Mark Maslin jest profesorem nauk o systemie Ziemi na University College London. Badanie przeprowadzone pod jego kierunkiem[1] odkrył, że do 2040 r. do 320 r. zabraknie nawet XNUMX milionów ton siarki, czyli więcej niż zużywamy obecnie rocznie. Doprowadziłoby to do wzrostu ceny kwasu siarkowego. Ceny te mogłyby być łatwiej wchłonięte przez wysokodochodowe „zielone” gałęzie przemysłu niż przez producentów nawozów. To z kolei spowodowałoby, że nawozy byłyby droższe, a żywność droższa. Zwłaszcza mali producenci w biedniejszych krajach mogliby sobie pozwolić na mniej nawozów, a ich plony spadłyby.
Siarka znajduje się w wielu produktach, od opon samochodowych po papier i detergenty do prania. Jednak jego najważniejsze zastosowanie znajduje się w przemyśle chemicznym, gdzie kwas siarkowy jest używany do rozkładania szerokiej gamy materiałów.
Szybki rozwój technologii niskoemisyjnych, takich jak wysokowydajne akumulatory, silniki do lekkich pojazdów czy panele słoneczne, doprowadzi do zwiększonego wydobycia minerałów, zwłaszcza rud zawierających kobalt i nikiel. Popyt na kobalt może wzrosnąć o 2 procent do 2050 roku, nikiel o 460 procent, a neodym o 99 procent. Wszystkie te metale są obecnie wydobywane przy użyciu dużych ilości kwasu siarkowego.
Wzrost liczby ludności na świecie i zmieniające się nawyki żywieniowe zwiększą również zapotrzebowanie na kwas siarkowy ze strony przemysłu nawozowego.
Chociaż istnieje ogromna podaż minerałów siarczanowych, siarczków żelaza i siarki elementarnej, w tym w skałach wulkanicznych, wydobycie musiałoby zostać drastycznie rozszerzone w celu ich wydobycia. Przekształcanie siarczanów w siarkę wymaga dużej ilości energii i powoduje duże ilości emisji CO2 obecnymi metodami. Wydobycie i przetwarzanie minerałów siarki i siarczków może być źródłem zanieczyszczenia powietrza, gleby i wody, zakwaszać wody powierzchniowe i gruntowe oraz uwalniać toksyny, takie jak arsen, tal i rtęć. A intensywne wydobycie zawsze wiąże się z problemami praw człowieka.
recykling i innowacja
Dlatego trzeba znaleźć nowe źródła siarki, które nie pochodzą z paliw kopalnych. Ponadto zapotrzebowanie na siarkę należy ograniczyć poprzez recykling oraz innowacyjne procesy przemysłowe, które zużywają mniej kwasu siarkowego.
Odzyskiwanie fosforanów ze ścieków i przetwarzanie ich na nawóz ograniczyłoby potrzebę stosowania kwasu siarkowego do przetwarzania fosforytów. Pomogłoby to z jednej strony w zachowaniu ograniczonej podaży fosforytu, az drugiej w ograniczeniu nadmiernego nawożenia zbiorników wodnych. Zakwity glonów spowodowane nadmiernym nawożeniem prowadzą do braku tlenu, dusząc ryby i rośliny.
Recykling większej ilości baterii litowych również pomógłby rozwiązać problem. Rozwój akumulatorów i silników wykorzystujących mniej rzadkich metali również zmniejszyłby zapotrzebowanie na kwas siarkowy.
Przechowywanie energii odnawialnej bez użycia baterii, dzięki technologiom takim jak wykorzystanie sprężonego powietrza lub grawitacji lub energii kinetycznej kół zamachowych i innych innowacji, zmniejszyłoby zapotrzebowanie na kwas siarkowy i paliwa kopalne oraz doprowadziłoby do dekarbonizacji. W przyszłości bakterie mogą być również wykorzystywane do ekstrakcji siarki z siarczanów.
Polityki krajowe i międzynarodowe muszą zatem uwzględniać również przyszłe niedobory siarki przy planowaniu dekarbonizacji, promując recykling i znajdując alternatywne źródła o najniższych możliwych kosztach społecznych i środowiskowych.
Zdjęcie na okładce: Praśanta Kr Dutta na Unsplash
Cętkowany: Fabian Schipfer
[1] Maslin, M., Van Heerde, L. i Day, S. (2022) Siarka: potencjalny kryzys zasobów, który może stłumić zieloną technologię i zagrozić bezpieczeństwu żywnościowemu, gdy świat się dekarbonizuje. Dziennik geograficzny, 00, 1-8 Online: https://rgs-ibg.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geoj.12475
Ten post został stworzony przez Społeczność Option. Dołącz i opublikuj swoją wiadomość!
