Una preoccupazione comune riguardo alla transizione verso l'energia verde è se avremo abbastanza materiali per costruire tutte le turbine eoliche e i pannelli solari necessari. Una nuova analisi suggerisce che il pianeta Terra ha più che sufficiente per andare in giro.
Tlui tle tecnologie che saranno cruciali se vogliamo passare dai combustibili fossili alle energie rinnovabili ne richiedono alcune vivamente materiali specifici. Ad esempio, le turbine eoliche necessitano di notevoli quantità di fibra di vetro per costruire le loro pale, ei pannelli solari richiedono enormi quantità di polisilicio di alta qualità. Metalli delle terre rare sono necessari anche in un'ampia gamma di tecnologie di energia rinnovabile.
Una rapida espansione delle implementazioni di energia verde aumenterà in modo massiccio la domanda di questi ingredienti chiave, per non parlare dell'aumento dei requisiti per materiali strutturali come acciaio, cemento e metalli comuni utilizzati nell'elettronica come rame e nichel. Ma gli sforzi per valutare se abbiamo la capacità di soddisfare tale domanda sono stati frammentari.
Ciò ha spinto i ricercatori a eseguire il massimo comresoconto completo fino ad oggi dei materiali necessari per la transizione energetica verde. In un foglio pubblicato nella Joule, loro shCome anche negli scenari più ambiziosi le riserve geologiche della Terra di questi ingredienti chiave sono più che sufficienti. E mentre la loro estrazione si tradurrà in significative emissioni di carbonio, queste saranno una frazione di ciò che verrà prodotto se non passiamo all'energia rinnovabile.
L'analisi ha stimato la domanda di 17 materiali chiave utilizzati nella tecnologia di generazione di energia rinnovabile tra il 2020 e il 2050. Gli autori considerano 75 diversi scenari che differiscono nella rapidità di implementazione di determinate tecnologie e nella velocità con cui le emissioni vengono ridotte.
Fondamentalmente, gli scenari considerati hanno tenuto conto del fatto che la generazione rinnovabile non solo dovrà sostituire gli impianti a combustibili fossili esistenti, ma anche espandere la capacità complessiva per soddisfare la prevista crescita della domanda di elettricità nei prossimi decenni. Hanno anche esaminato una serie di diverse proiezioni su quanto materiale sarà necessario per ciascuna di queste tecnologie.
Per quasi tutti i materiali, hanno scoperto che la domanda totale rappresentava solo una piccola frazione delle "riserve geologiche", che si riferisce alle riserve globali che possono essere recuperate economicamente. L'unico valore anomalo era il tellurio, metallo delle terre rare, che viene utilizzato nei pannelli solari a film sottile emergenti. In alcuni scenari, la domanda potrebbe superare le riserve totali, il che, secondo gli autori, potrebbe limitare il lancio di questa tecnologia.
Anche se le riserve ci sono, però, l'analisi ha rilevato che dovremo espandere in modo significativo la velocità con cui produciamo o estraiamo queste risorse. Il fabbisogno annuo di fibra di vetro potrebbe raggiungere il 66.4% della capacità produttiva totale odierna, mentre la domanda annuale di , il metalli delle terre rare disprosio, neodimio e tellurio saranno il 309.4%, il 271.4% e il 372.4% di ciò che gestiamo attualmente.
Ciò porterà inevitabilmente a un aumento significativo delle emissioni delle industrie coinvolte nella fornitura di questi materiali. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che anche nel peggiore dei casi, the le emissioni sarebbero totali 29 gigatonnellate di CO2 equivalente, che è una piccola frazione dei 320 gigatonnellate che possiamo ancora emettere e avere buone possibilità di evitare più di 1.5 gradi di riscaldamento.
L'analisi manca on una fonte chiave di domanda futura per molti di questi materiali: batterie. Data la prevista transizione mondiale verso i veicoli elettrici e la probabile necessità di stoccaggio su scala di rete, ciò potrebbe cambiare notevolmente i conti.
Inoltre, gli esperti hanno sottolineato che l'aumento delle emissioni e delle riserve totali non è l'unica preoccupazione quando si tratta di un massiccio aumento dell'estrazione e della produzione di materiale. L'estrazione di questi materiali è spesso altamente dannosa per l'ambiente e alcuni di questi le risorse sono concentrate nei paesi che hanno pratiche di sfruttamento del lavoro, come la Repubblica Democratica del Congo, o relazioni tese con l'Occidente, come la Cina.
Aumentare l'estrazione ai livelli richiesti da questi scenari sarebbe sollevare anche questioni logistiche fondamentaliS. Demetrios Papathanasiou, direttore globale per l'energia e gli estrattivi presso la Banca Mondiale, detto MIT Technology Review che oltre tNei prossimi tre decenni avremo bisogno di estrarre la stessa quantità di rame che l'umanità ha estratto fino ad oggi.
Potremmo ottenere un aiuto dalle innovazioni nel riciclaggio e dagli sforzi per ridurre la quantità di materiali richiesti da queste tecnologie, ma gli autori avvertono che è improbabile che ciò faccia una differenza significativa in domanda totale. "Con il settore energetico che diventa un considerevole consumatore industriale di alcuni input, il settore minerario e della lavorazione dei minerali svolgerà di conseguenza un ruolo cruciale nel sostenere la transizione verso l'energia pulita", concludono.
Immagine di credito: Jaroslava V/Shutterstock.com
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- Fonte: https://singularityhub.com/2023/02/06/earth-has-plenty-of-raw-materials-to-meet-future-wind-and-solar-power-needs-study-finds/
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