Lityum, silikon ve bakır: Temiz enerji için stratejik bir üçlü

İSPANYA - Kritik veya stratejik mineraller, doğada bulunan ve yüksek talep gören, ancak gezegenin jeolojik kabuğunda bulunan miktarının çok sınırlı olması veya ülkelerin farklı jeopolitik durumları ya da ticaret ablukaları nedeniyle arzı kıt olan kimyasal elementlerdir.

Lityum, silisyum ve bakır, fosil yakıtlara (gaz, petrol ve kömür) dayalı mevcut enerji üretim, dağıtım ve tüketim yöntemlerinden, yenilenebilir ve daha az kirletici enerji kaynaklarından (hidrojen, rüzgar, güneş ışığı ve karasal ısı) üretilen elektriğe dayalı diğer modellere geçiş için gerekli üç temel mineraldir.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR : Uluslararası Enerji Ajansı, yenilenebilir enerji kullanımının 2030 yılına kadar küresel talebin %50'sini karşılayacağını belirtiyor.

Birleşmiş Milletler (BM) Enerji Dönüşümü İçin Temel Mineraller Paneli, "Yenilenebilir enerjiyle çalışan bir dünya, kritik minerallerden mahrum kalacak ve karbondioksit emisyonlarını azaltmak için fosil yakıtlardan yenilenebilir enerjiye geçiş yapmamızla birlikte bu minerallere olan talebin 2030 yılına kadar neredeyse üç katına çıkmasının tahmin edildiği" konusunda uyarıyor.

ENERJİ SÜRDÜRÜLEBİLİRLİĞİNİN ÜÇ DESTEĞİ

İspanya'nın Madrid kentinde bulunan özel bir kurum olan Avrupa Üniversitesi'nde (UE) Yenilenebilir Enerji ve Yenilenebilir Enerji Dönüşümü alanında yüksek lisans programları profesörü olan Manuel Moral'a göre lityum, silisyum ve bakırla ilgili soru, bu minerallerin küresel ölçekte artan yenilenebilir enerji talebini karşılayacak yeterli çıkarma ve işleme kapasitesinin olup olmadığıdır.

AB profesörü, "Mevcut bir üretim meselesinden ziyade, ekonomik olarak sürdürülebilir olduğunu bildiğimiz yatakları dikkate alarak gelecekteki tüketimi karşılama kapasitesine ilişkin tahminleri analiz etmeliyiz" diyor.

Uzman, "Kritik mineraller enerji dönüşümünün temel direklerinden birini temsil ediyor, ancak bunların çıkarılmasının yeni çevresel veya jeopolitik sorunlar yaratmamasını sağlamalıyız" uyarısında bulunuyor.

Moral için ayrıca, mevcut kaynakların eşitsiz dağıldığını ve bunlara erişim söz konusu olduğunda çok uzun vadeli jeostratejik politikaların devreye girdiğini akılda tutmak önemlidir.

Moral, "Bazı ülkeler, rekabetçi fiyatlarla kritik minerallere sahip ülkelerde konumlanmak için onlarca yıl harcadılar, diğerleri ise bu hammaddelere erişmek için ittifaklar geliştirmek ve stratejik pazarlarda konumlanmak zorunda kaldılar" dedi.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR : Çin, ABD'nin iklim değişikliği gündemini ele geçiriyor.

"Yenilenebilir enerji üretim teknolojileri, enerjiyi elektrik formunda sağlamaya dayanır ve bu da büyük miktarda bakır (elektrik üretimi ve iletimi), silisyum (fotovoltaik üretimi) ve lityum (depolama) gerektirir."

Bu nedenle, bazı uzmanlara göre, "petrol ve kömür gibi fosil yakıtlara dayalı mevcut enerji sistemi gibi sınırlı kaynaklara dayalı bir ekonomiden, enerjinin bu tür sınırlamalara sahip olmayabileceği, ancak bir kez daha sınırlı malzemeler gerektiren ve çevresel maliyetleri olan başka bir ekonomiye geçme riskiyle karşı karşıya kalabiliriz" diye düşünüyor.

Ayrıca, "Toplumsal açıdan bakıldığında, madencilik sahaları istihdam merkezleri olabilse de, eninde sonunda turizmi veya tarım sektörünü korkutabilecek çevre kirliliği korkusunu besliyor" diye vurguluyor.

Bu üç mineralin maden çıkarılması, geri kazanılması ve geri dönüştürülmesi için çeşitli alternatif proseslerin yanı sıra, daha düşük çevresel etkiye sahip elektrik üretme, taşıma ve depolama için diğer sistemler, malzemeler veya iyileştirmeler araştırılıyor, ancak bunlar henüz ekonomik olarak rekabetçi veya endüstriyel olarak uygulanabilir değil, diye açıklıyor.

Profesör daha sonra bu üç elementin kullanımını, elde edilme süreçlerini, çevresel etkilerini ve bunların nasıl azaltılabileceğini anlatıyor.

LİTYUM: PİLLER İÇİN GEREKLİ BİR MADDE

Teknolojik kullanım. Profesör Manuel Moral, "Bu metalik kimyasal element, elektrikli araçlarda kullanılan lityum iyon pillerin temelini oluşturuyor, bu nedenle bu element olmadan gezegenin ihtiyaç duyduğu hareketlilik ciddi şekilde tehlikeye girerdi," diye açıklıyor.

Çıkarma işlemi. "En yaygın çıkarma şekli açık ocak madenleridir" (jeolojik oluşumun mineral yatağını örten veya çevreleyen toprağı çıkarmak için mekanik, kimyasal veya patlayıcı yöntemler kullanılarak yeryüzünde gerçekleştirilen madencilik faaliyetleri).

Çevresel etki. "Çıkartma süreci, görsel etki veya manzara ve arazinin bozulması gibi yerel çevresel sorunların yanı sıra, su kaynaklarının kirlenmesi veya kuş yaşamı üzerindeki etki gibi kapsamlı çevresel sorunlar da ortaya çıkarıyor," diye belirtiyor.

Mevcut çıkarıma alternatifler. Moral, EFE'ye yaptığı açıklamada, "Lityum bağımlılığının yol açtığı sorunları çözmek için, çıkarılması daha kolay, daha düşük çevresel etkiye ve/veya daha düşük maliyete sahip sodyum pilleri gibi diğer malzemelere dayalı elektrik depolama sistemleri ve hidrojen formunda enerji depolama gibi diğer enerji taşıyıcılarını kullanarak elektrik depolama sistemleri üzerinde çalışıyoruz" diyor.

Ayrıca, doğrudan tuzlu su çıkarma, seçici tuzlu su çıkarma, jeotermal tuzlu su çıkarma, deniz suyu ve kil çıkarma sistemleri üzerinde de çalışıldığını, ayrıca kullanım ömürlerini dolduran pil hücrelerinden lityumun geri kazanılmasının da araştırıldığını açıklıyor.

SİLİKON: GÜNEŞ PANELLERİNDEKİ ANAHTAR

Teknolojik kullanım. Moral'a göre, "Bu metaloid kimyasal element, çoğu fotovoltaik güneş panelinin temel malzemesini oluşturur ve bu da onu, küresel olarak yenilenebilir enerji üretimine öncülük eden bir teknolojinin öncüsü haline getirir."

Çıkarma işlemi. "Silikon elde etme ve saflaştırma sürecinin ilk adımı, bu kritik minerali içeren bir bileşik olan kuvarsitin çıkarılması ve madenciliğidir. Kuvarsit daha sonra kimyasal bir işlemle metalurjik kalitede silikon elde etmek için son derece yüksek sıcaklıklarda eritilir," diye açıklıyor.

Metalurjik sınıf silikonun daha sonra fotovoltaik süreçte (güneş panelleri tarafından kullanılan) daha fazla verimlilik sağlayan mineral formları elde etmek için çeşitli saflaştırma ve işlemlerden geçtiğini belirtiyor.

Çevresel etki. Profesör Manuel Moral'a göre, "Asıl zorluk, silisyumun yapıldığı minerallerden çıkarılması, saflaştırılması ve fotovoltaik hücrelerde kullanılan silisyum plakaların imalatı süreçlerinde çok fazla enerji tüketilmesidir."

Mevcut ekstraksiyona alternatifler. Profesör Moral, "fotovoltaik hücrelerin verimliliğini artıran teknolojiler geliştiriliyor" ve "örneğin, bu verimlilik iki katına çıkarılabilirse, belirli sayıda fotovoltaik hücre üretmek için gereken enerji tüketimi yarıya indirilebilir" diyor.

BAKIR: VERİMLİ ELEKTRİK ŞEBEKELERİ

Teknolojik kullanım. AB profesörü, "Mükemmel iletkenliği sayesinde bu metal, daha verimli elektrik şebekeleri elde etmek için olmazsa olmazdır," diyor.

Çıkarma süreci. Bakır çıkarma, bu metalin yer kabuğunda bulunan minerallerden iki ana yöntem kullanılarak elde edilmesini içerir: yatağın konumuna ve yoğunluğuna bağlı olarak açık ocak madenciliği veya yeraltı madenciliği, diye açıklıyor.

Bakırın çıkarılacağı mineral, bakır külçeleri elde edilene kadar çeşitli işlemlerden geçirilir.

Çevresel etki. "Bakır çıkarmanın etkileri, ister açık ocak ister yeraltı madenciliği yoluyla olsun, onu Dünya'dan çıkarmak için kullanılan süreçlere özgüdür ve doğal çevre üzerindeki görsel etkilerden, su ortamı, akiferler ve kimyasal sızıntı riskleri gibi potansiyel etkilere kadar uzanır," diye açıklıyor.

Mevcut madenciliğe alternatifler. "Mevcut sistemlerde, çıkarılan ton başına enerji tüketimini azaltma veya CO2 emisyonlarını önleme gibi bazı iyileştirmeler araştırılıyor ve yataklar tükendiğinde maden çıkarma alanlarının çevresel olarak eski haline getirilmesi, doğal yaşam alanlarının madencilik öncesi durumuna geri döndürülmesi hedefleniyor," diye belirtiyor.

Profesör Manuel Moral, "Bakırın çıkarılması, seçilmesi, saflaştırılması ve rafinasyonu sırasında kullanılan bazı çevreye zararlı kimyasal bileşiklerin kullanımının azaltılması ve bu metalin geri dönüşümünün artırılarak ekstraktif madenciliğe olan ihtiyacın azaltılması da araştırılıyor" diyor.

ÖNE ÇIKANLAR :

Birleşmiş Milletler'e göre lityum, silisyum ve bakır üçlüsü, elektrikli araçlar, rüzgar türbinleri, güneş panelleri ve elektrik depolamak için kullanılan pillerin üretiminde elzem olduğundan, daha temiz, yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş için kritik veya stratejik olarak değerlendiriliyor.

Avrupa Üniversitesi'ne (AB) göre, bu stratejik minerallerin rolü daha temiz enerjiye geçişte kilit öneme sahip, ancak taleplerindeki katlanarak artış, bulunabilirlikleri ve çıkarılmalarıyla ilişkili çevresel ve sosyal riskler, bu çözüme ilişkin şüpheleri artırıyor.

AB'nin Enerji Dönüşümü Yüksek Lisans programı profesörü Manuel Moral'a göre, "Lityum, elektrikli araçlarda kullanılan pillerin temelini oluşturur; silikon, çoğu fotovoltaik güneş panelinin temel malzemesidir; bakır ise daha verimli elektrik şebekelerine ulaşmak için olmazsa olmazdır."

Ricardo Segura EFE-Raporları tarafından.