Các nhà khoa học cho Áo tương lai
bởi Martin Auer
Mọi giải pháp đều tạo ra những vấn đề mới. Để ngăn chặn khủng hoảng khí hậu, chúng ta phải ngừng đốt than, dầu và khí đốt càng sớm càng tốt. Nhưng dầu và khí đốt tự nhiên thường chứa 1 đến 3 phần trăm lưu huỳnh. Và lưu huỳnh này là cần thiết. Cụ thể là trong sản xuất phân bón phốt phát và khai thác các kim loại cần thiết cho các công nghệ xanh mới, từ hệ thống quang điện đến pin cho xe điện.
Thế giới hiện sử dụng 246 triệu tấn axit sunfuric hàng năm. Hơn 80% lưu huỳnh được sử dụng trên toàn thế giới đến từ nhiên liệu hóa thạch. Lưu huỳnh hiện là phế phẩm từ quá trình tinh chế các sản phẩm hóa thạch để hạn chế phát thải lưu huỳnh đioxit gây mưa axit. Việc loại bỏ các nhiên liệu này sẽ làm giảm đáng kể nguồn cung cấp lưu huỳnh, trong khi nhu cầu sẽ tăng lên.
Mark Maslin là Giáo sư Khoa học Hệ thống Trái đất tại Đại học College London. Một nghiên cứu được thực hiện dưới sự chỉ đạo của ông[1] đã phát hiện ra rằng giai đoạn loại bỏ hóa thạch cần thiết để đạt được mục tiêu không có thực sẽ thiếu tới 2040 triệu tấn lưu huỳnh vào năm 320, nhiều hơn số lượng chúng ta sử dụng hàng năm hiện nay. Điều này sẽ dẫn đến việc tăng giá axit sulfuric. Mức giá này có thể được các ngành công nghiệp "xanh" có lợi nhuận cao hơn các nhà sản xuất phân bón hấp thụ dễ dàng hơn. Điều này sẽ làm cho phân bón đắt hơn và thực phẩm đắt hơn. Đặc biệt, các nhà sản xuất nhỏ ở các nước nghèo hơn có thể mua ít phân bón hơn và sản lượng của họ sẽ giảm.
Lưu huỳnh được tìm thấy trong nhiều sản phẩm, từ lốp xe ô tô đến giấy và bột giặt. Nhưng ứng dụng quan trọng nhất của nó là trong công nghiệp hóa chất, nơi axit sulfuric được sử dụng để phân hủy nhiều loại vật liệu.
Sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ carbon thấp như pin hiệu suất cao, động cơ xe hạng nhẹ hoặc tấm pin mặt trời sẽ dẫn đến việc tăng cường khai thác khoáng sản, đặc biệt là quặng chứa coban và niken. Nhu cầu về coban có thể tăng 2% vào năm 2050, niken tăng 460% và neodymium tăng 99%. Tất cả các kim loại này ngày nay được chiết xuất bằng cách sử dụng một lượng lớn axit sulfuric.
Sự gia tăng dân số thế giới và thay đổi thói quen ăn uống cũng sẽ làm tăng nhu cầu về axit sulfuric từ ngành công nghiệp phân bón.
Trong khi có một nguồn cung cấp lớn các khoáng chất sunphat, sắt sunfua và lưu huỳnh nguyên tố, bao gồm cả trong đá núi lửa, việc khai thác sẽ phải được mở rộng đáng kể để khai thác chúng. Việc chuyển đổi sunfat thành lưu huỳnh cần nhiều năng lượng và gây ra lượng lớn khí thải CO2 với các phương pháp hiện nay. Việc khai thác và chế biến các khoáng chất lưu huỳnh và sunfua có thể là nguồn gây ô nhiễm không khí, đất và nước, axit hóa nước mặt và nước ngầm, đồng thời giải phóng các chất độc như asen, thallium và thủy ngân. Và khai thác thâm canh luôn gắn liền với các vấn đề nhân quyền.
tái chế và đổi mới
Vì vậy, phải tìm ra những nguồn lưu huỳnh mới không phải từ nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra, nhu cầu về lưu huỳnh phải được giảm bớt thông qua tái chế và thông qua các quy trình công nghiệp sáng tạo sử dụng ít axit sulfuric hơn.
Thu hồi phốt phát từ nước thải và chế biến chúng thành phân bón sẽ làm giảm nhu cầu sử dụng axit sunfuric để xử lý đá phốt phát. Điều này một mặt sẽ giúp bảo tồn nguồn cung cấp hạn chế của đá photphat và mặt khác, giảm sự bón phân quá mức cho các vùng nước. Tảo nở hoa do bón phân quá nhiều dẫn đến thiếu ôxy, cá và cây cối chết ngạt.
Tái chế nhiều pin lithium hơn cũng sẽ giúp giải quyết vấn đề. Việc phát triển các loại pin và động cơ sử dụng ít kim loại hiếm hơn cũng sẽ làm giảm nhu cầu sử dụng axit sulfuric.
Lưu trữ năng lượng tái tạo mà không cần sử dụng pin, thông qua các công nghệ như sử dụng khí nén hoặc trọng lực hoặc động năng của bánh đà và các cải tiến khác, sẽ làm giảm nhu cầu axit sulfuric và nhiên liệu hóa thạch cũng như thúc đẩy quá trình khử cacbon. Trong tương lai, vi khuẩn cũng có thể được sử dụng để tách lưu huỳnh từ sulfat.
Do đó, các chính sách quốc gia và quốc tế cũng phải tính đến tình trạng thiếu lưu huỳnh trong tương lai khi lập kế hoạch khử cacbon, bằng cách thúc đẩy tái chế và tìm các nguồn thay thế có chi phí xã hội và môi trường thấp nhất có thể.
Ảnh bìa: Prasanta Kr Dutta auf Unsplash
Đốm: Fabian Schipfer
[1] Maslin, M., Van Heerde, L. & Day, S. (2022) Lưu huỳnh: Một cuộc khủng hoảng tài nguyên tiềm ẩn có thể kìm hãm công nghệ xanh và đe dọa an ninh lương thực khi thế giới khử cacbon. Tạp chí Địa lý, 00, 1-8. Trực tuyến: https://rgs-ibg.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geoj.12475
Bài đăng này được tạo bởi Cộng đồng Tùy chọn. Tham gia và gửi tin nhắn của bạn!
