Τελευταία Νέα
Βιομηχανία & Απανθρακοποίηση

Κρίσιμα Ορυκτά: Επαρκούν να επιτευχθεί ο στόχος μηδενικών εκπομπών ως το 2050;

Κρίσιμα Ορυκτά: Επαρκούν να επιτευχθεί ο στόχος μηδενικών εκπομπών ως το 2050;
Η Lilly Yejin Lee και ο James Glynn από το Κέντρο Παγκόσμιας Ενεργειακής Πολιτικής του Πανεπιστημίου Κολούμπια απαντούν σε μια σειρά ερωτημάτων, απαντούν σε ερωτήματα σχετικά με τα κρίσιμα ορυκτά

Εάν η παραγωγή και η επεξεργασία κρίσιμων ορυκτών δεν συμβαδίσει με την επιταχυνόμενη υιοθέτηση μπαταριών, ηλεκτρικών οχημάτων, ανεμογεννητριών και ηλιακών φωτοβολταϊκών τεχνολογιών, ο ρυθμός και η επιτυχία του παγκόσμιου μετασχηματισμού του ενεργειακού συστήματος ως το 2050, θα τεθούν σε κίνδυνο.
Η Lilly Yejin Lee και ο James Glynn από το Κέντρο Παγκόσμιας Ενεργειακής Πολιτικής του Πανεπιστημίου Κολούμπια απαντούν σε μια σειρά ερωτημάτων, όπως αναφέρει το energypost.com.

Ποιες τεχνολογίες αυξάνουν τη ζήτηση;
Ποια μέταλλα χρειάζονται περισσότερο και σε ποιες ποσότητες;

Πού είναι τα αποθέματα και οι πόροι, και πόσο από κάθε ορυκτό είναι σήμερα διαθέσιμο;
Ποιες χώρες ελέγχουν επί του παρόντος την παραγωγή και τη μεταποίηση και ποιες είναι οι επιπτώσεις;

Η αξιολόγηση των συγγραφέων επισημαίνει πού θα μπορούσε να υπάρξει κενό στην παραγωγική ικανότητα –ιδίως για χαλκό, λίθιο και κοβάλτιο– έως το 2025.
Ως εκ τούτου, η ικανότητα παραγωγής ορυχείων απαιτεί τώρα επενδύσεις και επέκταση για την κάλυψη της κρίσιμης αύξησης της ζήτησης ορυκτών που απαιτείται για να φτάσει το 2050 στόχους NZE.
Ποιες τεχνολογίες θα οδηγήσουν στην κρίσιμη αύξηση της ζήτησης ορυκτών;

Ο πιο σημαντικός μοχλός της αύξησης της ζήτησης κρίσιμων ορυκτών σύμφωνα με το σενάριο για τις Καθαρές Μηδενικές Εκπομπές (NZE) είναι τα Ηλεκτρικά Οχήματα (EVs), (Figure 1).
Η ζήτηση κρίσιμων ορυκτών μόνο για ηλεκτρικά οχήματα αναμένεται να αυξηθεί σχεδόν 300 φορές μεταξύ 2020 και 2050.
Σύμφωνα με τον IEA για τις NZE, οι πωλήσεις ηλεκτρικών οχημάτων θα αυξηθούν περισσότερο από 50 φορές κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, χωρίς νέες πωλήσεις αυτοκινήτων με κινητήρα εσωτερικής καύσης παγκοσμίως έως το 2035 και το μερίδιο των EVs στις συνολικές πωλήσεις νέων επιβατικών αυτοκινήτων θα φτάσει το 64% έως το 2030 και το 100% έως το 2035.

Άλλα οχήματα (δίκυκλα/τρίτροχα, λεωφορεία, φορτηγά, βαρέα φορτηγά) θα ακολουθήσουν το παράδειγμά τους στο εγγύς μέλλον, με τα EV να αποτελούν το 100% των συνολικών πωλήσεων οχημάτων έως το 2050.
Υποθέτοντας ότι η χημεία των μπαταριών παραμένει περίπου η ίδια μέχρι το 2050 και η σταθερή βελτίωση της κρίσιμης έντασης ορυκτών ανά EV τις επόμενες δεκαετίες, αυτά τα ορυκτά (με σειρά προς το ελάχιστο) θα δουν πάνω από 100 φορές αύξηση στη ζήτηση: λίθιο, γραφίτης, κοβάλτιο , νικέλιο και στοιχεία σπάνιων γαιών (REEs).

…Το αποτέλεσμα των καινοτομιών


Αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν αβεβαιότητες για το πώς θα εξελιχθεί το απόθεμα EV και η ένταση ορυκτών ανά όχημα έως το 2040 και μετά.
Θα μπορούσαν να υπάρξουν πρωτοποριακές καινοτομίες στη νέα χημεία μπαταριών που μειώνουν τις κρίσιμες απαιτήσεις σε ορυκτά, επιταχυνόμενες τάσεις ανακύκλωσης ορυκτών, μετατοπίσεις σε μικρότερη χωρητικότητα μπαταρίας ανά όχημα (μειώνοντας την αύξηση της αυτονομίας του οχήματος) και αλλαγές τρόπων μεταφοράς που μειώνουν τα χιλιόμετρα EV.
Υπάρχουν νέες, προηγμένες τεχνολογίες μπαταριών στο στάδιο έρευνας και ανάπτυξης που χρησιμοποιούν περισσότερα ορυκτά στην κατασκευή τους, γεγονός που μπορεί να ενισχύσει περαιτέρω τη ζήτηση ορυκτών στο μέλλον.

…Ηλιακό, Αιολικό, Υδρογόνο

Άλλοι σημαντικοί παράγοντες είναι η ηλιακή και η αιολική ενέργεια.
Σύμφωνα με το σενάριο NZE, η δυναμικότητα των ηλιακών φωτοβολταϊκών (PV) αναμένεται να αυξηθεί 20 φορές μεταξύ 2020 και 2050, από περίπου 740 gigawatt (GW) σε σχεδόν 15.000 GW.
Ελλείψει σημαντικής καινοτομίας, αυτή η ανάπτυξη θα διπλασίαζε τα ορυκτά που απαιτούνται για την παραγωγή ηλιακών φωτοβολταϊκών πάνελ, ακόμη και όταν μειώνεται η ένταση ορυκτών ανά μονάδα εγκατεστημένης ισχύος.

Από την πλευρά της, η αιολική δυναμικότητα αναμένεται να αυξηθεί 10 φορές, από περίπου 740 GW σε περίπου 8.000 GW, διπλασιάζοντας τα απαραίτητα ορυκτά για την κατασκευή ανεμογεννητριών.
Το υδρογόνο θα διαδραματίσει σχετικά λιγότερο σημαντικό ρόλο όσον αφορά την αύξηση της απόλυτης κρίσιμης ζήτησης ορυκτών, αν και τα ορυκτά που χρειάζονται για την ηλεκτρόλυση και τα ηλεκτρικά οχήματα κυψελών καυσίμου (FCEV) θα πρέπει να αυξηθούν σημαντικά έως το 2050.
1_37.PNG
Ποια μέταλλα χρειάζονται περισσότερο και σε ποιες ποσότητες;

Μεταξύ όλων των κρίσιμων ορυκτών, το λίθιο, ο γραφίτης, το κοβάλτιο, το νικέλιο, οι REE, το μαγγάνιο, ο χαλκός, το πυρίτιο, το χρώμιο και ο ψευδάργυρος απαιτούν τη μεγαλύτερη ποσοστιαία ανάπτυξη έως το 2050 για να καλύψει τη ζήτηση για αναπτυσσόμενη ενεργειακή τεχνολογία χαμηλών εκπομπών άνθρακα στο πλαίσιο της NZE.
Η ζήτηση για αυτά τα ορυκτά συλλογικά αναμένεται να αυξηθεί σχεδόν 20 φορές μεταξύ 2020 και 2050, από λιγότερους από 10 εκατομμύρια μετρικούς τόνους (Mt) σε περίπου 150 Mt (Figure 2).

Κατά την ίδια περίοδο, τα κρίσιμα ορυκτά που απαιτούνται για την αποθήκευση μπαταριών αναμένεται να αυξηθούν σχεδόν 40 φορές, ενώ αυτά που απαιτούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα αναμένεται να τριπλασιαστούν.
Η ζήτηση ορυκτών για παραγωγή χαμηλών εκπομπών άνθρακα πιθανότατα θα σημειώσει τη σημαντικότερη ανάπτυξη μεταξύ 2020 και 2030 προτού επιβραδυνθεί.
2_25.PNG
Πού βρίσκονται τα αποθέματα και οι πόροι αυτών των κρίσιμων ορυκτών και πόσο από κάθε ορυκτό είναι διαθέσιμο επί του παρόντος;

Τα ορυκτά αποθέματα και οι πόροι είναι γενικά διασκορπισμένα παγκοσμίως, αλλά ορισμένα βασικά ορυκτά συγκεντρώνονται σε λίγες περιοχές.
Λίθιο:
Τα παγκόσμια αποθέματα λιθίου είναι περίπου 22 Mt, περίπου τα μισά από τα οποία βρίσκονται στη Χιλή.
Η Αυστραλία έχει το δεύτερο πιο σημαντικό μερίδιο, με ποσοστό περίπου 20%, ακολουθούμενη από την Αργεντινή (9%), την Κίνα (7%) και τις Ηνωμένες Πολιτείες (4%).
Οι προσδιορισμένοι πόροι λιθίου ανέρχονται σε περίπου 89 Mt, οι οποίοι βρίσκονται κυρίως στη Βολιβία (21 Mt), την Αργεντινή (19 Mt), τη Χιλή (10 Mt) και την Αυστραλία (7 Mt).

Γραφίτης:
Τα παγκόσμια αποθέματα γραφίτη ανέρχονται σε 320 Mt, κυρίως στην Τουρκία (28%), την Κίνα (23%) και τη Βραζιλία (21%).
Οι αναγνωρισμένοι ανακτήσιμοι πόροι γραφίτη υπερβαίνουν τα 800 Mt.

Κοβάλτιο:
Τα παγκόσμια αποθέματα κοβαλτίου ανέρχονται σήμερα σε 7,6 Mt, κυρίως στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό (46%), ακολουθούμενη από την Αυστραλία (18%) και την Ινδονησία (8%).
Οι αναγνωρισμένοι παγκόσμιοι επίγειοι πόροι κοβαλτίου ανέρχονται σε περίπου 25 Mt.
Η συντριπτική πλειονότητα αυτών βρίσκεται στο Κονγκό και τη Ζάμπια, με μικρότερες ποσότητες στην Αυστραλία, τον Καναδά, τη Ρωσία και τις ΗΠΑ.
Περισσότεροι από 120 Mt πόρων κοβαλτίου βρίσκονται στον πυθμένα του Ατλαντικού, του Ινδικού και του Ειρηνικού Ωκεανού.

Νικέλιο:
Τα συνολικά παγκόσμια αποθέματα νικελίου εκτιμάται ότι υπερβαίνουν τους 95 Mt, με τα περισσότερα να βρίσκονται στην Ινδονησία (22%), την Αυστραλία (22%), τη Βραζιλία (17%) και τη Ρωσία (8%).
Οι προσδιοριζόμενοι πόροι νικελίου που βασίζονται στην ξηρά ανέρχονται σε 300 Mt, ενώ περισσότεροι μπορούν να εντοπιστούν στον πυθμένα του ωκεανού.

REE:
Τα συνολικά αποθέματα REE σε όλο τον κόσμο ανέρχονται σε περίπου 120 Mt, συγκεντρωμένα στην Κίνα (37%), στο Βιετνάμ (18%), στη Ρωσία (18%) και στη Βραζιλία (18%).
Τα REE είναι σχετικά άφθονα στον φλοιό της γης, αλλά οι συγκεντρώσεις που μπορούν να εξορυχιστούν είναι λιγότερο συχνές από ό,τι για τα περισσότερα από τα άλλα ορυκτά.
Οι γνωστοί πόροι στις ΗΠΑ ανέρχονται σε περίπου 2,4 Mt και περίπου 15 Mt στον Καναδά.

Μαγγάνιο:
Τα συνολικά αποθέματα μαγγανίου σε όλο τον κόσμο ανέρχονται σε περίπου 1,5 Mt, με τη Νότια Αφρική να αντιπροσωπεύει περίπου το 40% των συνολικών αποθεμάτων ακολουθούμενη από την Αυστραλία (18%) και τη Βραζιλία (18%).
Όσον αφορά τους πόρους, οι χερσαίοι πόροι μαγγανίου είναι μεγάλοι (αν και η ακριβής ποσότητα είναι άγνωστη) και ακανόνιστα κατανεμημένα.
Αυτά στις ΗΠΑ είναι πολύ χαμηλής ποιότητας και μπορεί να έχουν υψηλό κόστος εξόρυξης.

Χαλκός:
Τα συνολικά αποθέματα χαλκού σε όλο τον κόσμο ανέρχονται σε περίπου 880 kt, τα οποία βρίσκονται στη Χιλή (23%), στην Αυστραλία (11%), στο Περού (9%) και στη Ρωσία (7%).
Σύμφωνα με τα τελευταία στοιχεία, οι παγκόσμιες ταυτοποιημένες πηγές χαλκού ανέρχονται σε περίπου 2,1 δισεκατομμύρια τόνους και οι μη ανακαλυφθέντες πόροι σε περίπου 3,5 δισεκατομμύρια τόνους.
3_13.PNG
Ποιες χώρες ελέγχουν επί του παρόντος την παραγωγή και την επεξεργασία κρίσιμων ορυκτών και ποιες είναι οι επιπτώσεις;

Στην περίπτωση του λιθίου, του κοβαλτίου και των REE, οι τρεις πρώτες χώρες παραγωγής ελέγχουν περισσότερο από το 75% της συνολικής παγκόσμιας παραγωγής.
Για παράδειγμα, η Νότια Αφρική και η Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό ευθύνονται για το 70% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής πλατίνας και κοβαλτίου, αντίστοιχα.
Ομοίως, το 2019, η Κίνα ήταν υπεύθυνη για σχεδόν το 60% της παγκόσμιας παραγωγής REE.
Στην περίπτωση του χαλκού και του νικελίου, περίπου η μισή παγκόσμια παραγωγή συγκεντρώνεται στις τρεις πρώτες χώρες: Χιλή, Περού και Κίνα για τον χαλκό, και η Ινδονησία, οι Φιλιππίνες και η Ρωσία για το νικέλιο.

Οι εργασίες επεξεργασίας και διύλισης είναι ακόμη πιο συγκεντρωμένες δεδομένης της ισχυρής παρουσίας της Κίνας.

Το μερίδιο της Κίνας στη διύλιση είναι περίπου 35% για το νικέλιο (ή υψηλότερο εάν συμπεριλάβουμε τη συμμετοχή κινεζικών εταιρειών στις δραστηριότητες της Ινδονησίας), 60% για το λίθιο, 70% για το κοβάλτιο και έως και 90% για τους REE.
Συγκρίνοντας την παγκόσμια παραγωγική ικανότητα των ορυχείων που λειτουργούν και υπό κατασκευή με την κρίσιμη αύξηση της ζήτησης ορυκτών που προκύπτει από το σενάριο NZE, είναι σαφές ότι θα υπάρξει κενό στην παραγωγική ικανότητα για χαλκό, λίθιο και κοβάλτιο έως το 2025.

Η ικανότητα παραγωγής ορυχείων απαιτεί τώρα επιτάχυνση των επενδύσεων και της επέκτασης για την κάλυψη της κρίσιμης αύξησης της ζήτησης ορυκτών που προκύπτει από το σενάριο της NZE.
Οποιοδήποτε κρίσιμο σημείο συμφόρησης στον εφοδιασμό ορυκτών θα παρουσιάσει δεσμευτικό περιορισμό στη σκοπιμότητα επίτευξης του καθαρού μηδενικού στόχου.
(Lilly Yejin Lee και James Glynn, Ερευνητές στο Center on Global Energy Policy, Columbia University

Πηγές:  International Energy Agency (IEA), “The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions”, May 2021, https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions;
IEA, “Net Zero by 2050,” May 2021, https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050;
IEA (International Energy Agency), Energy Technology Perspectives 2023 (January 2023), https://www.iea.org/reports/energy-technology-perspectives-2023.
Government of Canada, “Lithium Facts,” accessed July 29, 2022, https://www.nrcan.gc.ca/our-natural-resources/minerals-mining/minerals-metals-facts/lithium-facts/24009;
United States Geological Survey (USGS), “Mineral Commodity Summaries 2022,” January 31, 2022, https://pubs.er.usgs.gov/publication/mcs2022.
USGS, “How Much Copper Has Been Found in the World?,” accessed July 29, 2022, https://www.usgs.gov/faqs/how-much-copper-has-been-found-world.

www.worldenergynews.gr

Ρoή Ειδήσεων

Δείτε επίσης