Невозобновляемые компоненты возобновляемой энергетики

Во всем мире среди исследователей идет гонка за более эффективное и экономичное использование возобновляемых источников энергии в качестве долгосрочного решения проблемы глобального изменения климата. Более того, предпринимаются согласованные усилия, чтобы как можно скорее переключить потребление энергии в Европе на 100%-ное использование возобновляемых источников энергии уже к 2050 году. Есть разница между принципиальной возможностью что-то делать и экономическим смыслом данного процесса.

Тем не менее, даже если Европа достигнет этой цели и возьмет на себя инициативу, поскольку остальной мир также движется в том же направлении, мы все равно не будем жить в полностью устойчивой утопии «зеленой энергии», т. к. есть один существенный недостаток этого, казалось бы, идеального плана.

Даже возобновляемая энергия зависит от определенных, безусловно невозобновляемых ресурсов. Даже самые экологичные решения, такие как солнечные панели, не могут быть созданы без использования редкоземельных элементов. Изготовление аккумуляторных батарей точно также полностью зависит от конечных ископаемых материалов. Более того, в настоящее время Китай обладает огромной монополией на большое количество этих редкоземельных элементов (хотя не все из них настолько редкие, как предполагает этот термин).

Это означает, что в мире, основанном на возобновляемых источниках энергии, энергетическая безопасность может стать серьезной проблемой. В дополнение к редкоземельным элементам существует множество других невозобновляемых материалов, используемых в производстве возобновляемой энергии. В настоящее время большинство разговоров о данной проблеме относятся к такому металлу как литий.

Литий является необходимым компонентом для многих видов аккумуляторов, благодаря его легкости и высоким реакционным свойствам. Это делает литий важным элементом в секторе возобновляемой энергии, т. к. для ее широкомасштабного использования первостепенное значение имеет огромное количество потенциальной емкости для накопления энергии.

Даже когда Солнце не светит на солнечные панели или ветер не вращает турбины, потребность в электроэнергии остается постоянной. Помимо того, что литий является ключевым элементом хранения энергии, он также является важным компонентом аккумуляторов, питающих как гибридные, так и электрические транспортные средства, являющиеся еще одной важной частью плана устойчивого энергетического будущего.

Если все обычные автомобили в мире прямо сейчас заменить электромобилями, глобальные поставки лития были бы полностью истощены примерно через 50 лет. Но этот чисто гипотетический эксперимент пока очень далек от реальности. Сейчас во всем мире используется около 3 млн электромобилей – всего лишь капля в автомобильном «океане». Однако, согласно прогнозам, количество электрокаров будет стремительно расти в течение следующего десятилетия, достигнув к 2030 году примерно 125 млн.

Хотя и электромобили, и возобновляемые источники энергии все еще очень далеки от столь широкого распространения, которое бы могло уже в ближайшем будущем поставить под угрозу мировые запасы лития, сам литий – это всего лишь одна маленькая проблема, которая иллюстрирует большую проблему возобновляемых ресурсов, заключающуюся в том, что они не являются полностью возобновляемыми. И пока мы не нашли технологий, способных обойти этот факт.

Однако это не означает, что возобновляемые ресурсы являются пустой тратой научных исследований и разработок, или что использование ископаемого топлива – это единственная альтернатива. Просто уже сейчас необходимо работать над планами и технологиями переработки с целью многократного повторного использования таких элементов, как литий.

На сегодняшний день в той же Европе перерабатывается всего лишь 5% литий-ионных аккумуляторов. Это несет в себе большие экологические издержки, связанные с токсичностью материалов, из которых состоят элементы питания. Таким образом, ставится под сомнения еще одна характеристика возобновляемой энергии – ее экологичность.

Однако есть веские основания для оптимизма. Пока что низкие показатели утилизации литий-ионных аккумуляторов можно объяснить тем фактом, что большинство из них содержится в бытовой электронике, поэтому они зачастую попадают на свалку вместе с остальными бытовыми отходами.

Этого не случится с электромобилями, прогнозирует Марк Гринберг, исполнительный директор бельгийского гиганта по переработке аккумуляторов Umicore. «Производители автомобилей будут нести ответственность за сбор и переработку отработанных литий-ионных аккумуляторов», – говорит он. «Учитывая их большой размер, батареи нельзя хранить дома, и свалки – тоже не вариант».

Кажется, что проблема с возобновляемостью редкоземельных металлов почти решена. Однако это не совсем так. В то время как коммерческие процессы плавки, такие как у Umicore, могут легко восстанавливать многие металлы, они не способны напрямую вторично извлекать столь жизненно важный литий, превращающийся в процессе переработки аккумуляторов в смешанный побочный продукт. Umicore заявляет, что может извлечь литий из побочного продукта, но каждый дополнительный процесс увеличивает стоимость получаемого металла.

Morgan Stanley в прошлом году заявил, что не прогнозирует рециркуляцию лития на протяжении всего предстоящего десятилетия. Кроме того, по мнению аналитиков инвестбанка, существует риск недостаточной инфраструктуры для переработки, когда текущая волна аккумуляторных батарей исчерпает срок службы.