Brakuje na Ziemi metali, żeby dojść do 100% energii odnawialnej
Obecnie materiały wymagane w nowoczesnej gospodarce to te potrzebne do elektryfikacji i dekarbonizacji, metale takie jak lit, grafit, nikiel i kobalt do akumulatorów EV. Miedź na okablowanie, silniki i stacje ładowania, a także systemy energii odnawialnej; srebro do ogniw słonecznych i pierwiastki ziem rzadkich, takie jak neodym, do turbin wiatrowych.
Problem polega na tym, że dojście do 100% odnawialnych źródeł energii, jeśli jest to w ogóle możliwe, będzie wymagało więcej metali niż jest to obecnie dostępne w światowych kopalniach.
Kierownictwo KPCh dostało analizy od specjalistów oparte na materiałach z Chin, USA i innych ośrodków naukowych. Z tych analiz wynika, że na Ziemi potrzebnych metali jest na 40% odnawialnych źródeł energii.
Do 2030 roku przewiduje się niedobory kobaltu, miedzi, litu, naturalnego grafitu, niklu i pierwiastków ziem rzadkich. Co więcej, zdobycie tych minerałów w wymaganych ilościach oznacza udanie się do niektórych nieprzyjaznych dla środowiska miejsc, w tym do Indonezji po nikiel siarczkowy, DRK po kobalt i Chiny po pierwiastki ziem rzadkich.
Ponieważ kraje zachodnie, takie jak Niemcy, Kanada i Stany Zjednoczone, nie zadały sobie trudu, aby rozwinąć własne kopalnie są one uzależnione od importu.
Pojazdy elektryczne i energia słoneczna/wiatrowa brzmią na zielono, ale jak bardzo są zielone, gdy materiały są importowane z takich miejsc jak Indonezja, co pozwala na zrzucanie odpadów przeróbczych do morza, oraz niezwykle zanieczyszczająca metoda HPAL polegająca na rozdzielaniu niklu z laterytu na produkt końcowy stosowany w baterie?
Wszystko sprowadza się do bezpieczeństwa dostaw. Kraje zachodnie tego nie mają, ponieważ nie zawracały sobie głowy wydobyciem ani rafinacją w kraju i nadal polegają na imporcie, zwłaszcza z Chin, ale także RPA i Rosji. I nie możemy zapomnieć o uzależnieniu od paliw kopalnych, ponieważ wiele krajów nie może i nie zamierza zbudować infrastruktury potrzebnej do dekarbonizacji/elektryfikacji. Nadal będą wymagały ogromnych ilości węgla, ropy i gazu ziemnego.
Nawet Europa, rzekomo w czołówce „zielonego”, w dużej mierze opiera się na rosyjskim gazie, jak zobaczymy poniżej. Japonia, która nie posiada własnych zasobów naturalnych, w 2020 roku sprowadzała większość swojej ropy z Arabii Saudyjskiej. A Australia, mimo że jest potentatem górniczym (węgiel, ruda żelaza), do 2030 r. będzie w 100% zależna od importowanej ropy naftowej, ze względu na trwające zamykanie rafinerii.
Uzależnienie od oleju oznacza, że oczekuje się, że pojazdy hybrydowe, oczywiście wymagające benzyny, będą przez lata wyprzedzać pełną elektrykę. Jeśli chodzi o energię, w efekcie jednego potentata, Arabię Saudyjską, która rządziła światowymi rynkami naftowymi przez dziesięciolecia, zastąpiliśmy Chinami, które są „właścicielami” łańcucha dostaw pojazdów elektrycznych. I pomimo eko-snów o zabiciu paliw kopalnych, pozostają one bardzo widoczne, z Rosją panującą nad importem gazu do Europy.
Japonia i Kanada nadal w dużym stopniu opierają się na bliskowschodniej ropie. Nawet gdybyśmy chcieli zmniejszyć naszą zależność od tych krajów, przemysł wydobywczy napotyka na duży lokalny sprzeciw wobec poszukiwania minerałów, wydobycia, przetwórstwa i hutnictwa. Jak na ironię, „zieloni”, którzy potrzebują wszystkich tych minerałów, aby stać się elektrycznością, to ci sami ludzie, którzy sprzeciwiają się ich wydobywaniu.
Pojazdy elektryczne, energia przejściowa i zielona gospodarka zaczynają się od metali. Łańcuch dostaw baterii, turbin wiatrowych, paneli słonecznych, silników elektrycznych, linii przesyłowych, 5G, wszystkiego, co jest potrzebne w zielonej gospodarce, zaczyna się od metali i górnictwa.
System transportu oparty na paliwach kopalnych musi zostać zelektryfikowany, a elektrownie zasilane ropą, gazem i węglem muszą zostać zastąpione energią słoneczną, wiatrową i jądrową wytwarzaną z toru. Jeśli mamy jakąkolwiek nadzieję na oczyszczenie planety przed punktem bez powrotu, musi nastąpić masowa dekarbonizacja.
Firma konsultingowa Wood Mackenzie poinformowała, że w ciągu najbliższych 15 lat w kluczowe metale przemian energetycznych będą potrzebne inwestycje o wartości ponad 1 biliona dolarów, aby sprostać rosnącym potrzebom dekarbonizacji. Transport odpowiada za 28% globalnych emisji, więc przejście z samochodów i ciężarówek zasilanych gazem na pojazdy typu plug-in jest ważną częścią planu odzwyczajania się od paliw kopalnych.
Według prognoz pojazdy elektryczne będą stanowić około 15% sprzedaży nowych samochodów do 2025 r., podwajając się do 30%, czyli 30 milionów pojazdów elektrycznych do 2030 r. Zwiększenie wydatków na zieloną infrastrukturę i transport będzie oznaczało konieczność wydobycia o wiele więcej metali, w tym litu, niklu i grafitu do akumulatorów EV; miedź do okablowania pojazdów elektrycznych i projektów dotyczących energii odnawialnej; srebro na panele słoneczne; pierwiastki ziem rzadkich dla magnesów trwałych, które wchodzą do silników EV i turbin wiatrowych; oraz srebro/cynę za setki milionów punktów lutowniczych niezbędnych do urzeczywistnienia nowej zelektryfikowanej gospodarki.
W rzeczywistości popyt na metale akumulatorowe/energetyczne porusza się z tak zawrotną prędkością, że podaż będzie miała ogromne trudności, aby nadążyć. Bez dużego nacisku producentów i młodszych górników na poszukiwanie i zagospodarowanie nowych złóż minerałów, rażące deficyty podaży będą przez jakiś czas nękać branżę. Według raportu UBS, deficyt niklu pojawi się w tym roku, w przypadku pierwiastków ziem rzadkich w 2022, w przypadku kobaltu w 2023, a w 2024 w przypadku litu i grafitu naturalnego. Energia wiatrowa i słoneczna nie obejdzie się bez wydobycia i pobiera niewiarygodne ilości metali. Samo zastąpienie obecnej ilości energii przez węgiel i gaz ziemny, nie mówiąc już o nieuchronnie wyższych wartościach w przyszłości, energią słoneczną i wiatrową, przejęłoby ponad 60 000 farm słonecznych i ponad 120 000 farm wiatrowych. W sumie chodzi o 450% wzrost OZE....
Skończą się na Ziemi metale na długo przed osiągnięciem takiego poziomu mocy w zakresie energii odnawialnej.
W rzeczywistości bylibyśmy zaskoczeni, gdybyśmy zdołali osiągnąć nawet 40%.
Bez skoordynowanego i globalnego dążenia do wydobycia więcej, ceny wymaganych metali będą rosły, zmniejszając popyt na nie. W Indonezji nikiel jest produkowany z rud laterytowych przy użyciu szkodliwej dla środowiska techniki HPAL. Zaletą HPAL jest możliwość przetwarzania niskogatunkowych rud laterytowych niklu, odzyskiwania niklu i kobaltu. Jednak HPAL wykorzystuje kwas siarkowy, co wiąże się z kosztami, wpływem na środowisko i kłopotami z usuwaniem ścieków z siarczanu magnezu. Rząd Indonezji dopiero niedawno zakazał praktyki zrzucania odpadów przeróbczych do oceanu w ramach nowych operacji wytapiania i nie jest to jeszcze zakaz stały.
Chińscy producenci surówki niklowej w Indonezji chcą teraz wytworzyć nikiel matowy, z którego można by przekształcić nikiel laterytowy w nikiel akumulatorowy do pojazdów elektrycznych. Proces ten jest jednak bardzo energochłonny i zanieczyszczający, a także znacznie droższy niż operacja siarczku niklu (do 5000 USD za tonę więcej). Według firmy konsultingowej Wood Mackenzie, dodatkowy etap pirometalurgiczny wymagany do wytworzenia niklu do akumulatorów z matu zwiększy energochłonność produkcji surówki niklowej (NPI), która i tak jest najwyższa w przemyśle niklowym. Mówimy o 40-90 ton ekwiwalentu CO2 na tonę niklu w przypadku NPI, w porównaniu do poniżej 40 CO2e/t w przypadku HPAL i poniżej 10 CO2e/t w przypadku tradycyjnego przetwarzania siarczku niklu.
Jaki jest sens robienia rzekomo „zielonych” elementów baterii, gdy proces rafinacji jest tak brudny?
Praktyki górnicze w Demokratycznej Republice Konga (DRK) podniosły kwestię „konfliktowych minerałów” do świadomości publicznej, dzięki opowieściom o grupach zbrojnych obsługujących kopalnie kobaltu zależne od pracy dzieci, a także w Gwinei, gdzie wybuchły zamieszki przy wydobyciu boksytu.
Koszt elektryfikacji/dekarbonizacji, pozbawiając planetę energii wytwarzanej z paliw kopalnych: węgla, ropa naftowa i gaz ziemny — są nie do utrzymania.
Energia słoneczna i wiatrowa są nie tylko nieodpowiednie do zasilania podstawowego, ponieważ ich energia jest przerywana i musi być przechowywana w ogromnych ilościach przy użyciu technologii baterii, która jest wciąż w fazie rozwoju, ale nie mają one nawet zbliżonej intensywności energetycznej zapewnianej przez paliwa kopalne lub jądrowe. Kierując się potrzebą dekarbonizacji z powodu coraz bardziej widocznych zmian klimatycznych, rządy na całym świecie w tej chwili decydują się na wycofanie się z inwestycji w ropę i gaz, a zamiast tego przeznaczają fundusze na energię odnawialną, mimo że nie są jeszcze gotowe, aby zająć to miejsce standardowej mocy obciążenia podstawowego z paliw kopalnych, tj. węgla i gazu ziemnego.
Widoczne jest jak głupio rozgrywa się to w Europie (UE), gdzie ceny gazu ziemnego biją rekordy z powodu zamykania elektrowni węglowych i odkładania na półkę elektrowni jądrowych w Niemczech i Francji. Rosnące w zawrotnym tempie koszty energii elektrycznej ponoszą zwykli obywatele, którzy nie brali udziału w tej głupiej polityce „przedwczesnej dekarbonizacji”. NDTV ładnie to przedstawia w artykule zatytułowanym „Europa weszła w kryzys energetyczny, który może trwać przez całe lata”.
Artykuł wskazuje, że Europa (UE) była zaskoczona kryzysem energetycznym, ponieważ nie była na to przygotowana. Unia Europejska (czytaj Niemcy) są jednym z największych na świecie importerów gazu ziemnego. Z danych Rystad Energy wynika, że w 2019 r. kraj wysłał 55,5 mld m3 gazu z Rosji, 27 mld m3 z Norwegii i 23,4 mld m3 z Holandii.
Tyle o niemieckiej „energiewende” (transformacja energetyczna).
Co jest nie tak z importem gazu z Rosji? Raport zauważa, że Rosja ma historię przerywania dostaw gazu ziemnego dla korzyści politycznych.
Ta stale rosnąca zależność od Rosji sprawia, że UE jest potencjalnie narażona na zakłócenia w dostawach gazu ziemnego, które mogą wynikać z wydarzeń geopolitycznych, takich jak rosyjska ingerencja w krajach byłego bloku sowieckiego. W przeszłości Rosja ukarała kraje europejskie, które sprzedawały rosyjski gaz Ukrainie, odcinając dostawy gazu ziemnego zarówno przez Nord Stream, jak i istniejący rurociąg na Ukrainę.
Przez dziesięciolecia Stany Zjednoczone importowały więcej ropy niż eksportowały. Dopiero w 2019 roku import netto ropy naftowej i produktów gotowych do USA zmienił się z ujemnego na dodatni, czyniąc kraj niezależnym energetycznie. W tym roku produkcja ropy w USA osiągnęła rekordową wartość 12,2 mln baryłek dziennie. Jednak w maju 2020 r. stany ponownie stały się importerem ropy netto i od tego czasu sytuacja się wahała.
Według Energy Information Administration (EIA) w 2005 roku amerykańskie rafinerie w dużym stopniu polegały na zagranicznej ropie naftowej, importując rekordową ilość ponad 10,1 miliona baryłek dziennie (b/d). Około 60% importowanej ropy pochodziło z czterech krajów: Kanady, Meksyku, Arabii Saudyjskiej i Wenezueli, a każdy z nich odpowiadał za od 12% do 16% całkowitego importu ropy do USA w tym roku. Do 2019 r. wzorce handlu ropą naftową z USA znacznie się zmieniły. W sumie import ropy naftowej do USA gwałtownie spadł, ale import z Kanady stale rósł do 3,8 miliona baryłek dziennie, ponad dwukrotnie więcej niż import z Kanady w 2005 roku.
Dokładnie rok temu Stany Zjednoczone po raz pierwszy od 35 lat nie importowały żadnej saudyjskiej ropy naftowej. Bloomberg zauważa, że 12 lat wcześniej amerykańskie rafinerie rutynowo importowały około 1 miliona baryłek dziennie, co jest drugim co do wielkości dostawcą do USA po Kanadzie i postrzegane jest jako poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Jak Stany Zjednoczone stały się niezależne energetycznie? Rozpoczęła szczelinowanie hydrauliczne ciasnych pól naftowych łupkowych, takich jak Perm, Eagle Ford, Marcellus i Bakken. Szczelinowanie mogło zepchnąć amerykańską produkcję ropy do sytuacji niezależności energetycznej, ale wiązało się to z ogromnymi kosztami środowiskowymi.
Pompowanie mieszanki chemikaliów i środków do podłoża w celu uwolnienia ropy i gazu z ciasno upakowanych warstw skalnych wymaga ogromnych ilości wody i wiadomo, że przenika do wód gruntowych i je zanieczyszcza. Szczelinowanie uwalnia również metan, gaz cieplarniany 84 razy silniejszy niż dwutlenek węgla, a badania wskazują, że amerykański przemysł naftowy i gazowy emituje 13 milionów ton metanu rocznie.
Czy warto być „zielonym”?
Aby to ustalić, najpierw trzeba sprawdzić, czy wydobycie wszystkich metali wymaganych do elektryfikacji i dekarbonizacji jest rzeczywiście ekologiczne?
Chińskie pierwiastki ziem rzadkich, indonezyjski nikiel, kongijski kobalt i to wszystko inne.
Czy niedawna decyzja o zamknięciu trzech z sześciu elektrowni jądrowych w środku zimy j w Niemczech jest głupia i okrutna. Co z milionami Niemców i innych Europejczyków, których nie stać na czterokrotne zwiększenie rachunków za prąd.
Władymir Putin ponoć po ich wyłączeniu powiedział „głupich nie sieją sami się rodzą”…
Bez wykonalnego planu przejścia z paliw kopalnych na odnawialne źródła energii, który nie obejmuje dostaw gazu ziemnego z Rosji, spalania węgla lub kupowania produktów naftowych z Arabii Saudyjskiej oraz bez wspólnego nacisku na wydobycie i poszukiwanie - Zachód dosłownie oddaje swoje bezpieczeństwo energetyczne dwóm krajom: Chinom i Rosji.
A koszty mogą cofnąć Zachód do epoki kamienia łupanego…
…………………………………………………………………….
Alternatywne propozycje
Wejście w energię jądrową z nowoczesnymi, mniejszymi, sąsiednimi reaktorami jest całkowicie bezpieczne. Dopóki system jest mniejszy, nie ma prawdziwego niebezpieczeństwa.
Każdy system energetyczny wymaga wielu źródeł. Od dawna dysponujemy tanim i czystym gazem ziemnym. Energia słoneczna i wiatr mogą ładować system. Hydro tam, gdy działa.
A nacisk na pojazdy elektryczne to nonsens. Dobry transport publiczny to jedyne lekarstwo na uzależnienie od samochodów osobowych.
Posiadanie osobistych pojazdów elektrycznych (uważam, że jest grzechem) to całkowite marnowanie zasobów dla bogatych ludzi.
Jedyną technologią wykorzystywaną obecnie do pozyskiwania energii słonecznej jest panel słoneczny. Ale może piec słoneczny potrzebowałby mniej rzadkich minerałów.
Farmy fotowoltaiczne nie powinny być instalowane na gruntach rolnych kosztem produkcji rolnej (tyle osób głoduje w świecie) te instalacje zajmują dużą powierzchnię.
Wykorzystywać wszystkie paliwa i rozwijać nowe technologię.
Słońce uderza w Ziemie łącznie 173 000 terawatów (bilionów watów) energii słonecznej. To ponad 10 000 razy całkowite zużycie energii na świecie. Wszystko, co musimy zrobić, to rozwinąć naszą zdolność do przechwytywania i wykorzystywania tej energii w przyszłości. Na szczęście nasza zdolność do robienia tego z roku na rok staje się coraz lepsza i tańsza.
Jeśli wszystko pójdzie dobrze to dzięki nowym technologią Negew stanie się Edenem (energia słoneczna + zmiana ukształtowania terenu).
Do 2050 roku świat może mieć całą potrzebną nam energię po bardzo niskich kosztach. Wówczas paliwa kopalne będą wykorzystywane do produkcji produktów, a nie marnowane przez ich spalanie.
Nigdy nie odejdziemy w 100% od paliw kopalnych, więc zachowanie tego, co pozostaje na dłuższą metę i specyficzne zastosowania technologicznie niemożliwe do zastąpienia, jest zdrowym rozsądkiem.
Najtańszym sposobem na przywrócenie równowagi klimatycznej jest sadzenie drzew.
Najważniejszą rzeczą jest to, że ta sprawa nie powinna być upolityczniona.
...
