Shrani za kasnejše branje.
Za vsako zeleno tehnologijo se skriva vse večja odvisnost od določenih materialov, mnogi med njimi so strateški, kritični, predvsem pa okoljsko zahtevni za pridobivanje, pravi dr. Bojan Podgornik.
Darja Kocbek
S prizadevanji za zmanjšanje izpustov toplogrednih plinov in prehoda na bolj trajnostne energetske sisteme je pozornost usmerjena predvsem v sončne celice, vetrne elektrarne, električna vozila (EV) in vodikove rešitve. Vendar pa se za vsako zeleno tehnologijo skriva vse večja odvisnost od določenih materialov, od katerih so mnogi strateški, kritični, predvsem pa okoljsko zahtevni za pridobivanje, razlaga prof. dr. Bojan Podgornik, vodja odseka za Kovinske materiale in tehnologije na Inštitutu za kovinske materiale in tehnologije.
Zeleni energetski sistemi so po njegovih besedah tudi bistveno bolj odvisni od materialov kot tradicionalne tehnologije, ki temeljijo na fosilnih gorivih. Baterije za električna vozila potrebujejo do šestkrat več mineralov kot klasične baterije, infrastruktura za obnovljive vire energije, kot so vetrne in sončne elektrarne, pa zahteva občutno več kovin na enoto proizvedene energije kot plinske turbine. »Pričakuje se, da bo svetovno povpraševanje po materialih, kot so litij, kobalt, nikelj, baker in redke zemlje (REE), v prihodnjih desetletjih močno naraslo, tudi za več kot 15-krat,« pojasnjuje Bojan Podgornik.
Dr. Bojan Podgornik opozarja, da uvedba zelenih tehnologij prinaša vrsto pomembnih omejitev in pomislekov, ki so pogosto prezrti. Foto: arhiv GZS
Vsaka tehnologija zahteva svoj nabor ključnih materialov. Baterije so v veliki meri odvisne od grafita, litija, niklja, mangana, kobalta in aluminija. Sončne celice uporabljajo silicij, srebro, indij, telur in galij. Vetrne turbine temeljijo na redkih zemljah, kot sta neodim in disprozij, nujnih za proizvodnjo močnih magnetov. Gorivne celice in proizvodnja vodika pa potrebujejo kovine iz skupine platine ter druge katalizatorje, kot sta nikelj in iridij, našteva.
»Zelene tehnologije so seveda ključne za zmanjševanje izpustov toplogrednih plinov in prehod na trajnostne energijske sisteme. Kljub vsemu pa njihova uvedba prinaša tudi vrsto pomembnih omejitev in pomislekov, ki so pogosto prezrti,« opozarja Bojan Podgornik.
Proizvodnja baterij zahteva velike količine ključnih surovin
Električna vozila imajo osrednjo vlogo pri razogljičenju prometa, vendar je njihov okoljski doprinos močno odvisen od vira električne energije, ki se uporablja za polnjenje. V regijah, kjer se elektrika še vedno večinoma proizvaja iz fosilnih goriv, lahko električna vozila v celotnem življenjskem ciklu povzročijo več emisij CO₂ kot sodobna vozila z notranjim izgorevanjem. Poleg tega proizvodnja baterij zahteva velike količine ključnih surovin, kot so litij, kobalt in nikelj, katerih pridobivanje predstavlja pomembne okoljske, družbene in etične izzive – zlasti v državah z nizkimi standardi varovanja okolja in delavskih pravic.
Reciklaža baterij je zapletena, energetsko potratna in draga, ustrezna infrastruktura za obvladovanje prihodnjih pričakovanih količin odpadnih baterij pa še ni ustrezno vzpostavljena. Omejen doseg, dolgi časi polnjenja, slabo razvita polnilna infrastruktura in postopna degradacija baterij predstavljajo dodatne ovire za množično uveljavitev.
Zelene tehnologije so ključne za zmanjševanje izpustov toplogrednih plinov in prehod na trajnostne energijske sisteme, vendar njihova uvedba prinaša tudi vrsto pomembnih omejitev.
Proizvodnja sončnih panelov zahteva uporabo strupenih kemikalij
Čeprav sončne celice med obratovanjem zagotavljajo čisto energijo, je proizvodnja sončnih panelov energetsko in vodno zelo intenzivna ter zahteva uporabo strupenih kemikalij, vključno s per- in polifluoroalkinimi spojinami (PFAS) ter fluoriranimi plini z visokim potencialom za globalno segrevanje. Izgube pri uporabi sončnih panelov se pojavljajo tako pri pretvorbi energije kot tudi zaradi same degradacije materialov. Možnosti za reciklažo so precej omejene in drage, do leta 2050 pa se pričakuje ogromen val odpadnih panelov, kar bo potrebno ustrezno nasloviti. Velike sončne elektrarne lahko povzročijo uničenje habitatov, prispevajo k lokalnemu segrevanju (učinek toplotnega otoka) in ob ekstremnem obsegu celo vplivajo na regionalne podnebne vzorce.
Velike vetrne farme lahko spremenijo pretok zraka in vlago
Vetrna energija in uporaba vetrnih elektrarn temelji na izkoriščanju redkih zemelj (REE), kot sta neodim in disprozij. Zaloge redkih zemelj so precej omejene, glavne pomisleke pa predstavlja njihova geopolitična odvisnost ter močno onesnaževanje pri rudarjenju. Čeprav je večji del konstrukcije vetrnih elektrarn mogoče reciklirati, so omejitve pri lopaticah turbin precej večje. Lopatice so izdelane iz kompozitnih materialov, ki so ojačani z vlakni in jih je težko predelati in tako običajno končajo na odlagališčih. Poleg problemov z reciklažo lahko vetrne elektrarne vplivajo tudi na krajino, lokalno podnebje in vrednost nepremičnin ter povzročajo glasovno onesnaženje s hrupom. Velike vetrne farme lahko spremenijo pretok zraka in vlago, kar potencialno lahko vpliva na vremenske vzorce v širšem okolju.
Uporaba gorivnih celic je smiselna tam, kjer je zelene energije v izobilju
Gorivne celice veljajo za zelo obetavno rešitev za čisto energijo, pri čemer pa proizvodnja, shranjevanje in transport vodika še vedno predstavljajo precejšnje izzive. Trenutno se večina vodika pridobiva iz zemeljskega plina, kar povzroča znatne emisije CO₂. Za resnično »zeleni« vodik so potrebne ogromne količine električne energije iz obnovljivih virov. Uporaba gorivnih celic je torej smiselna tam, kjer je zelene energije v izobilju. Tehnologije shranjevanja, zlasti za tekoči ali visokotlačni vodik, so energetsko zahtevne in povzročajo težave zaradi korozivnega delovanja vodika. Številne gorivne celice še vedno temeljijo na redkih in dragih kovinah, kot sta platina in iridij, katerih oskrba je negotova, medtem ko so alternativni katalizatorji še v fazi razvoja.
»Čeprav zelene tehnologije ponujajo velik potencial, je treba njihove skrite stroške, posreden vpliv onesnaževanja in kompromise nasloviti z inovacijami, ustrezno regulativo in odgovornim upravljanjem surovin, da bo prehod v trajnostno prihodnost resnično zelen in uspešen,« poudarja Bojan Podgornik.