Изготовление электробатарей из глубоководных пород поможет экологии

-
09:03
73
Изготовление электробатарей из глубоководных пород поможет экологии

По мере того, как мир торопится заменить ископаемое топливо возобновляемыми источниками энергии, новые исследования показывают, что полиметаллические породы, обнаруженные на глубоководном дне океана, могут снабжать сотни миллионов тонн важных металлов батарей для хранения энергии и питания электромобилей, оказывая гораздо меньшее воздействие на климат, чем добыча тех же металлов с суши.

Это рецензируемое исследование, опубликованное в журнале "Чистое производство", представляет собой сравнительную оценку жизненного цикла металлических источников батарейных батарей, количественно определяющую прямые и косвенные выбросы и нарушения в работе служб поглощения углерода, реализующихся в области добычи, переработки и рафинирования металлов батарейных батарей. Углеродоемкость производства таких металлов, как никель, привела к росту интереса к источникам низкоуглеродистых металлов, а также к недавнему заявлению Элона Муска (Elon Musk) из компании Tesla, в котором он обещал заключить "гигантский контракт" на добычу никеля "эффективным и экологически чувствительным способом". Поскольку такие производители никеля, как Tesla и Polestar, возглавляют движение за прозрачность во всей автомобильной промышленности и раскрывают пожизненные углеродные следы своих автомобилей, новое исследование выходит за рамки простого рассмотрения выбросов углекислого газа в результате деятельности человека и рассматривает нарушение экосистемных услуг по поглощению углерода, вызванное изменениями в землепользовании и использовании морского дна для производства металла аккумуляторов.

Документ под названием "Влияние изменения климата на жизненный цикл при производстве металлов батарей из наземных руд в сравнении с глубоководными полиметаллическими конкрециями", начинается со сценария спроса на четыре металла (никель, кобальт, марганец, медь) для поставки одной батареи 75 кВт/ч EV с катодным химическим составом NMC 811 (80% никель, 10% марганец, 10% кобальт). Затем он сравнивает последствия изменения климата, связанные с поставками этих четырех металлов из двух источников: обычных руд, обнаруженных на суше, и полиметаллических пород с высокими концентрациями четырех металлов в одной руде, найденных нетронутыми на морском дне на глубине 4-6 км.

"Мы хотели оценить, каким образом производство металлов с использованием либо сухопутных руд, либо полиметаллических конкреций может способствовать изменению климата. Говоря о добыче, переработке и обогащении, мы определили три показателя для каждого типа руды: прямые и косвенные выбросы углекислого газа в эквиваленте окиси углерода, нарушение работы существующих хранилищ углерода в секвестрации и нарушение работы будущих служб секвестрации углерода. Эти три показателя непосредственно влияют на оставшийся глобальный углеродный бюджет, чтобы оставаться ниже 1,5C потепления", - сказала ведущий автор исследования Дайна Пауликас (Daina Paulikas) из Центра минералов, материалов и общества Делавэрского университета.

Исследование показало, что производство металлов батарей из конкреций может снизить активные человеческие выбросы CO2 на 70-75%, хранимый углерод - на 94%, а нарушение работы служб секвестрации углерода - на 88%. "Наземные шахтеры страдают от таких проблем, как снижение содержания металла в руде, поскольку более низкая концентрация металла приводит к увеличению потребности в энергии, материалах и площади земли для производства такого же количества металла. Кроме того, фактический сбор конкреций влечет за собой относительно низкий уровень энергии, земли и отходов по сравнению с обычными шахтами. Когда речь идет о выбросах, даже когда мы предполагаем полный отказ от использования угля из фоновых электрических сетей для технологических вводов, наша модель показывает, что производство металла из высококачественных полиметаллических конкреций все равно может дать преимущество в 70%", - сказал Пауликас.

"То, что происходит с накопителями углерода на суше и на морском дне, используемыми для производства металла, является еще одной значительной частью истории воздействия на климат", - сказал д-р Стивен Катона (Steven Katona), морской биолог и соучредитель Индекса здоровья океана, внесший свой вклад в исследование. "На суше углерод накапливается в растительности, почве и детрите. На морском дне углерод накапливается в осадочных породах и морской воде. Производство металлов для одного миллиарда EV из сухопутных руд нарушило бы 156 000 км2 суши и 2100 км2 морского дна для глубоководного захоронения хвостов. Добыча такого же количества конкреций нарушила бы 508 000 кв. км морского дна во время сбора конкреций и 9800 кв. км земли во время металлургической обработки. Несмотря на то, что производство металла из конкреций нарушило бы большую площадь морского дна, оно вызвало бы гораздо меньше углеродных перебоев. Это объясняется тем, что осадочные отложения морского дна накапливают в 15 раз меньше углерода на кв. км, чем средний наземный биом, и не существует известного механизма возмущения осадочных отложений морского дна, который бы поднимался на поверхность и воздействовал на атмосферный углерод. Напротив, добыча полезных ископаемых на суше требует удаления лесов, другой растительности и верхнего слоя почвы для доступа к руде, хранения отходов и создания инфраструктуры. В ходе этого процесса мы теряем накопленный углерод и нарушаем работу служб поглощения углерода до тех пор, пока земля остается в пользовании, что может продолжаться до 30-100 лет".

Исследователи установили, что полиметаллические конкреции могут поставлять металлы для одного миллиарда EV батарей, содержащих до 11,6 Гт CO2 меньше по сравнению с наземными источниками. Это представляет собой значительную потенциальную экономию, учитывая остаточный углеродный бюджет всего в 235 Гт при 66% вероятности остаться при 1,5°C глобального потепления.

"Мы надеемся, что эта работа побудит других глубже погрузиться в анализ цепочки поставок для перехода на экологически чистую энергию, и в особенности обратить внимание на последствия добычи критических минералов, подобных тем, которые мы изучали", - сказал Поликас. "Учитывая ожидаемое увеличение на 500% потребностей в минеральном сырье для чистых технологий, я думаю, что мы несем общую ответственность за то, чтобы взглянуть на планету и продумать все аспекты добычи минерального сырья, чтобы этот ресурсоемкий переход не усугубил изменения климата".

Внимание исследователей к последствиям изменения климата основано на более масштабном исследовании "Откуда берутся металлы для зеленого перехода?", в котором сравнивается ряд социальных и экологических последствий. Исследование было заказано компанией DeepGreen Metals, занимающейся сбором полиметаллических пород для поставки электромобилей в рамках системы с блок-цепочкой для аренды и повторного использования материалов аккумуляторных батарей.

"Это рецензируемое исследование показывает внутренние преимущества пород морского дна, когда речь идет о воздействии изменения климата. Сам по себе этот ресурс дает нам значительное преимущество для землеройных компаний, но быть низкоуглеродистыми недостаточно. Мы работаем над извлечением углерода из атмосферы, а не над его добавлением", - сказал Джерард Баррон (Gerard Barron), председатель правления и генеральный директор DeepGreen Metals. "Мы будем использовать гидроэлектроэнергию на суше; мы изучаем возможности использования электротоплива для электроснабжения морских операций, а также используем электрооборудование и углеродно-отрицательные редукторы в металлургической обработке". Сложите все это вместе, и у нас есть шанс вывести на рынок углеродно-отрицательные металлы".

"Мы будем использовать гидроэнергетику на суше, мы изучаем возможности использования электротоплива для электроэнергетики на шельфе, а также использование электрооборудования и углеродно-отрицательных редукторов в металлургическом производстве. Сложите все это вместе, и у нас есть шанс вывести на рынок углеродно-отрицательные металлы".

География:
  • Без привязки
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...