Rzadko występujące pierwiastki przyszłością energetyki odnawialnej

Energetyka odnawialna

Przyszłość energetyki odnawialnej zależy od dostępu do wielu mało znanych kruszców. Mamy pewien kłopot z tą cudowną erą krzemu, w jakiej żyjemy: jej los zależy od pierwiastków występujących na Ziemi znacznie rzadziej niż piasek.

Ich produkcja jest mała. O wielu z nich większość ludzi nawet nie słyszała. Tymczasem to one właśnie odgrywają kluczową rolę w zielonej gospodarce. Pierwiastki o dziwnie brzmiących nazwach - itr, neodym, europ, terb i dysproz - są niezbędnymi elementami żarówek energooszczędnych, potężnych magnesów i innych urządzeń technicznych. Inne substancje - gal, ind i tellur - stosowane są w cienkowarstwowych ogniwach fotowoltaicznych.

Amerykański Departament Energii uznał pierwszą piątkę za "materiały krytyczne", które są kluczowe dla rozwoju nowych technologii, lecz zarazem niezwykle trudne do pozyskania. Amerykańscy eksperci rządowi dokładnie monitorują również globalną produkcję trzech kolejnych pierwiastków, a także litu wykorzystywanego w ogniwach.

W 2013 roku Departament Energii przeznaczył 120 mln dolarów na utworzenie ośrodka badawczego Critical Materials Institute. Jego zadaniem jest szukanie rozwiązań mających zapobiec niedoborowi kluczowych metali. Koordynatorem programu jest Ames Laboratory w Iowa, a uczestniczy w nim 17 instytucji naukowych, uniwersytetów i firm. To dobrze, że taka inicjatywa ruszyła, choć szkoda, że - tak jak w przypadku Projektu Manhattan - stoi za nią raczej obawa przed międzynarodowym konfliktem aniżeli potrzeba współpracy naukowej. Pomysł zyskał łatwo akceptację Kongresu z powodu lęku przez chińską dominacją w produkcji wielu materiałów krytycznych oraz po zapowiedziach Boliwii, która zamierza stać się "litową Arabią Saudyjską". Zagrożenia są realne. Chiny, które dla USA są co najmniej kłopotliwym partnerem, podporządkowały sobie światowy rynek większości materiałów krytycznych. Weźmy choćby metale ziem rzadkich: neodym, europ, terb i dysproz. Wbrew nazwie są one bardziej powszechne niż złoto czy platyna. Występują na całym świecie. Niemniej tania siła robocza oraz niski poziom ochrony środowiska w Chinach sprawiły, że na ten kraj przypada dziś ponad 90% światowej produkcji tych pierwiastków.

Zarazem Chińczycy stopniowo obniżają limity wydobycia tych materiałów. W 2012 roku USA, Unia Europejska i Japonia, podejrzewając, że Chiny manipulują rynkiem, złożyły oficjalną skargę do Światowej Organizacji Handlu (WTO). Chiny tłumaczą się jednak, że ograniczenie wydobycia i produkcji było konieczne ze względów środowiskowych. Ostatnio Japonia poinformowała o odkryciu bogatych złóż pierwiastków ziem rzadkich na dnie oceanu, a Amerykanie, i nie tylko oni, zamierzają ponownie uruchomić swoje kopalnie zamknięte kilkanaście lat temu. Być może więc niedobory pierwiastków ziem rzadkich powinny się niedługo skończyć.

Nieco inaczej jest z boliwijskim litem. Biedny i odcięty od morza kraj nie musi wiele robić, aby niezamierzoną przerwą w dostawach surowca wywołać chaos na rynkach surowcowych. Lit, który jest najlżejszym metalem, jest niezwykle ważnym materiałem anodowym. Co najmniej połowa znanych zasobów tego pierwiastka znajduje się w wąskim pasie Andów leżącym na pograniczu Boliwii, Argentyny i Chile. Tymczasem w przypadku tych trudno dostępnych surowców stawka jest znacznie większa niż produkcja modnych gadżetów dla bogaczy. Dzięki materiałom krytycznym możemy o wiele efektywniej korzystać z prądu. Jedna piąta świata żyje bez dostępu do taniej, czystej energii elektrycznej. Łatwy dostęp do pierwiastków ziem rzadkich i litu pomógłby w rozwiązaniu tego problemu. Wpierw jednak, co łatwe nie będzie, trzeba przekonać starych wrogów, aby się porozumieli w tej sprawie. USA powinny zachęcać innych do międzynarodowej współpracy. Dobry przykład mogłaby dać amerykańska National Science Foundation, która ma już swoje biuro w Pekinie. Potrzebujemy więcej takich kontaktów. Dzięki nim można by uruchomić wspólne badania nad rzadkimi pierwiastkami. Jeśli chodzi o Boliwię, to napięte relacje panujące pomiędzy Waszyngtonem i La Paz mogłyby się poprawić, gdyby Boliwijczycy przystali na amerykańską ofertę pomocy przy rozbudowie nowego zakładu do odzyskiwania litu, który został uruchomiony na początku 2013 roku na skraju solniska Uyuni.

Jest nadzieja, że takie działania doprowadziłyby do podpisania międzynarodowego traktatu na temat bezpieczeństwa dostaw surowców. Fundamenty pod takie porozumienie zostały już położone, choćby dzięki takim inicjatywom, jak ostatnio podpisana Międzynarodowa Konwencja Minamata o ograniczeniu emisji i użycia rtęci. Zdrowie i dobrobyt mieszkańców Ziemi zależą m. in. od mądrego wykorzystania surowców naturalnych. Interesy narodowe i rywalizacja mogą w tym przeszkodzić, finalnie wpędzając nas wszystkich w biedę. Rosnący popyt na materiały krytyczne powinien być katalizatorem współpracy, a nie przyczyną rywalizacji. Dzięki cennym pierwiastkom przyszłość ludzkiej cywilizacji może stać się jaśniejsza - dosłownie i w przenośni.



Podobne:
Okna aluminiowe w budownictwie mieszkaniowym

Okna aluminioweOkna aluminiowe to bardzo nowoczesne, energooszczędne, a przede wszystkim trwałe rozwiązanie, i, mimo że jeszcze niedawno wykorzys

Super wytrzymałe materiały - prowadzone kierunki prac

Super wytrzymałe materiały Stopy stali są chyba jednymi z najpowszechniejszych materiałów wykorzystywanych w technice i konstrukcji. Aby stal p