بررسی میزان انتشارات دی‌اکسید کربن در حین معدن‌کاری و استخراج فلزات

به گزارش می‌متالز، از تهیه لیتیوم و کبالت مورد نیاز برای باتری خودرو‌های الکتریکی گرفته تا فلزات نادر خاکی که در تولید برق از توربین‌های بادی مصرف می‌شوند، همگی می‌توانند برای محیط زیست هزینه‌بر بوده و مشکلاتی را به همراه داشته باشد.

این داده‌های گرافیکی که در گزارش‌های دانشگاه کی یو لون هلند ارائه شده برای پیش‌بینی میزان دی‌اکسید کربن تولیدی در استخراج و فرآوری فلزات در حالت گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده شده است.

هزینه کربن در استخراج فلزات با انرژی‌های پاک

استخراج و فرآوری فلزات، امری بسیار انرژی‌بر بوده و این بخش تقریبا ۱۰ درصد از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای جهانی را به خود اختصاص داده است. در حالی که تولید فولاد بخش بزرگی از استخراج و انتشار فلزات در مقیاس جهانی را تشکیل می‌دهد (حدود ۷ درصد)، سایر فلزات نیز سالانه میلیون‌ها تن دی‌اکسید کربن معادل منتشر می‌کنند.

نیکل، دیسپروزیم و کبالت، سه فلزی هستند که بیشترین دی‌اکسید کربن را به ازای هر واحد فلز فرآوری شده تولید می‌کنند و فلز نیکل بسته به نوع کانی و محصول نهایی مرتبط با آن، تنوع بالایی دارد.

دیسپروزیم یک فلز نادر خاکی اساسی است که در آهنربا‌های مبتنی بر نئودیمیم موجود در توربین‌های بادی و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌شود. فلز نیکل عمدتا در تولید فولاد زنگ‌نزن استفاده می‌شود. به علاوه نیکل به همراه کبالت برای تولید کاتد‌های نیکل-کبالت-آلومینیوم و نیکل-منگنز-کبالت مورد نیاز برای باتری خودرو‌های مبتنی بر انرژی تجدیدپذیر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه، انتظار می‌رود که تقاضا برای این فلزات طی سه دهه آینده به میزان قابل توجهی افزایش یابد.

در حالی که استفاده از خودرو‌های الکتریکی به جای خودرو‌های احتراق داخلی، می‌تواند انتشارات کربنی ناشی از عملکرد آن‌ها را از میان بردارد، اما مقدار اندک نیکل و کبالت مورد نیاز برای ساخت و تولید این خودرو‌ها (حدود یک میلیون تن نیکل و حدود ۱۳۰ هزار تن کبالت) می‌تواند خود منجر به انتشار ۲۵ میلیون تن گار کربن دی‌اکسید شود.

درک تفاوت‌های نیکل و لیتیوم در انتشار گاز دی اکسید کربن

استخراج معادن به دلیل استفاده زیاد از ماشین‌آلات و تجهیزات سنگین مورد نیاز برای استخراج سنگ معدن از زمین، فرایندی بسیار انرژی‌بر است که منجر به انتشار دی‌اکسید کربن فراوانی می‌شود. با این حال، معمولا بیشترین دی‌اکسید کربن در مراحل ذوب و پالایش ایجاد می‌شود.

همان طور که در نمودار مرتبط با تقاضای لیتیوم و نیکل مشاهده می‌شود، میزان انتشار این دو فلز بسته به نوع کانی و روش‌های فرآوری مورد استفاده برای ساخت محصولات نهایی مختلف می‌تواند بسیار متفاوت باشد.

در مقایسه با معادن و واحد‌های فرآوری سولفید نیکل، معادن و واحد‌های فرآوری لاتریت نیکل می‌توانند به ۲.۵ تا ۶ برابر انرژی بیشتر نیاز داشته باشند. مصرف انرژی بیشتر انتشارات کربنی بیشتر است.

علاوه‌براین، تولید فلز نیکل با خلوص ۹۹.۸ درصد یا بالاتر حدود ۱۳ کیلوگرم دی‌اکسید کربن به ازای هر کیلوگرم نیکل منتشر می‌کند. این در حالی است که فرونیکل (نیکل با خلوص کمتر از ۹۹.۸ درصد)، حدود ۴۵ کیلوگرم دی‌اکسید کربن به ازای هر کیلوگرم محتوای نیکل منتشر می‌کند. مشابه با همین امر، انتشارات کربنی در تولید لیتیوم نیز بسته به نوع کانی و محصول نهایی مرتبط با آن متفاوت است.

به طور کلی، معادن و واحد‌های فرآوری لیتیوم برگرفته از شورابه حدود یک سوم از انتشار دی‌اکسید کربن در یک واحد فرآوری اسپودومن را ایجاد می‌کنند. علاوه‌براین، چه از شورابه و چه از اسپودومن در این فرایند استفاده شود، تولید هیدروکسید لیتیوم به عنوان محصول نهایی به جای کربنات لیتیوم، تقریبا باعث می‌شود میزان دی‌اکسید کربن تولیدی دو برابر افزایش یابد.

این تنوع در روش‌ها، حتی در کمترین مقادیر تولید نیکل و لیتیوم نیز منجر به انتشار میزان زیادی کربن می‌شود.

آسیب‌های زیست‌محیطی اضافی در استخراج

این پروژه‌ها همراه با انتشار کربن ناشی از عملیات استخراج و فرآوری، آسیب‌های دیگری برای محیط زیست به همراه دارند. اگرچه معادن روباز در مناطق وسیعی از دشت‌های چند کیلومتری حفر می‌شوند، اما این کار منجر به انتشار مقادیر زیادی گرد و غبار و مواد معدنی آزبست مانند می‌شود. علاوه‌براین، برای انجام عملیات فرآوری مواد معدنی به مقادیر زیادی آب نیاز است و در همین راستا اگر ضایعات معدنی به درستی نگهداری و یا دفع نشوند، می‌توانند خطرات مختلفی را به همراه داشته باشند.

به عبارت ساده‌تر، گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر به مقادیر زیادی زمین، انرژی و آب برای فرایند استخراج و پالایش فلزات نیاز دارد که به شدت نیز کربن‌زا است.

منبع: فلزات آنلاین