Ko govorimo o zelenem prehodu, najpogosteje razmišljamo o obnovljivih virih energije, električnih avtomobilih in zmanjšanju emisij. Redkeje pa se zavedamo dejstva, ki postaja vse bolj očitno: zeleni prehod ni le energetski izziv, ampak tudi materialni izziv. Energetski sistem prihodnosti bo namreč potreboval bistveno več kovin in mineralov kot današnji, ki temelji na fosilnih gorivih.
Tehnologije, kot so baterije, sončne celice, vetrne turbine, sistemi za izkoriščanje energije morja, elektrolizerji za vodik in napredna omrežja, zahtevajo veliko več različnih surovin.
Tipična baterija električnega avtomobila vsebuje približno šestkrat več mineralov kot klasičen avtomobil z motorjem na notranje zgorevanje.
Vetrna elektrarna pa zahteva kar devetkrat več materialov kot primerljiva plinska elektrarna. V zadnjih dveh desetletjih se je količina mineralov, potrebnih za vsako novo enoto obnovljive energije, povečala za 50 %. To pomeni, da bo povpraševanje po kovinah v prihodnjih letih strmo naraščalo. Po ocenah se bo potreba po bakru in elementih redkih zemelj povečala za več kot 40 %, po niklju in kobaltu za 60–70 %, po litiju pa za skoraj 90 %. Če bo svet sledil ciljem podnebne nevtralnosti, bomo za zelene tehnologije potrebovali celo šestkrat več mineralov kot danes.
Zakaj? Ker vsaka zelena tehnologija zahteva svoj specifičen “materialni paket”.
- Litij, nikelj, kobalt, mangan in grafit so ključni za baterije električnih vozil.
- Neodim, disprozij, prazeodim in druge redke zemlje omogočajo izdelavo močnih magnetov v vetrnih turbinah in motorjih električnih vozil.
- Silicij, srebro, indij, galij in telur so nepogrešljivi v sončnih celicah.
- Baker in aluminij sta ključna za elektroenergetska omrežja, transformatorje in mosilne konstrukcije.
- Platina, iridij, nikelj in cirkonij so bistveni za elektrolizerje in gorivne celice, ki omogočajo razvoj zelenega vodika.
Zato energetski sistem prihodnosti ni le električen – je tudi izrazito materialen.
Poglejmo preprost primer: baterija električnega avtomobila s kapaciteto 60 kWh vsebuje približno 185 kilogramov mineralov. Večina pripada grafitu, ostalo pa litiju, niklju, kobaltu, manganu, aluminiju, železu in bakru. Katoda, najdražji del baterije, določa tudi njene ključne lastnosti. V baterijah tipa NiMnCo je nikelj tisti, ki določa doseg vozila, kobalt in mangan pa skrbita za stabilnost. Podobna zgodba se ponovi pri sončnih celicah, ki poleg silicija uporabljajo tudi arzen, galij, germanij in indij, ter pri vetrnih turbinah, ki vsebujejo velike količine aluminija in magnete iz redkih zemelj.
Slika 1: Elementi potrebni za proizvodnjo 1 MW električne energije glede na vir (ICF, Securing raw material supply is critical to the green transition, August 2023. Vir: IEA)
Še posebej zahtevna področja so vodikove tehnologije. Elektrolizerji, ki bodo omogočali proizvodnjo zelenega vodika, potrebujejo velike količine niklja, iridija in platine. Iridij je izjemno redek in njegova omejena dostopnost predstavlja eno največjih ovir pri razvoju vodikovega gospodarstva. Na pohodu so raziskave nadomestnih tehnologij, ki pa so še v zelo zgodnjih fazah razvoja.
Ker je povpraševanje po teh surovinah tako veliko, pridejo v ospredje trije dodatni izzivi:
1. dostopnost surovin,
2. okoljski vplivi rudarjenja,
3. geopolitična odvisnost.
Mnoge ključne kovine se skoraj izključno pridobivajo zunaj EU. Pri elementih redkih zemelj je odvisnost skoraj 100-odstotna, saj Evropa nima lastnih kapacitet za njihovo pridobivanje in predelavo. Poleg tega pridobivanje teh surovin pogosto povzroča resne okoljske in družbene posledice: uničevanje ekosistemov, onesnaževanje, povečane emisije, slabši delovni pogoji in kršitve človekovih pravic. Ker Evropa nima svojih nahajališč, mora večino surovin uvažati, kar seveda prinaša nova tveganja.
Kitajska danes obvladuje večino globalne proizvodnje kritičnih surovin, kar pomeni, da bo z naraščajočim povpraševanjem tudi odvisnost Evrope postajala vse večja.
Po ocenah se bo evropsko povpraševanje po ključnih surovinah za sončne celice, baterije in vetrne turbine do leta 2050 povečalo od štiri – do dvajsetkrat.
Slika 2: Globalna razporeditev kritičnih in strateških surovin (Povzeto po Geological Survey of Sweden, Critical and strategic raw material, 2024)
Zato je Evropska unija določila jasne cilje:
- vsaj 10 % surovin mora biti pridobljenih v EU,
- 40 % mora biti predelanih v EU,
- 15 % recikliranih,
- največ 65 % lahko prihaja iz ene same tretje države.
To pomeni, da ne gre le za rudarjenje, ampak tudi za vzpostavitev močnih reciklažnih sistemov, krožnega gospodarstva in inovacij pri zamenjavi kritičnih materialov. In ravno tukaj se skriva ena največjih priložnosti: recikliranje. Pri aluminiju lahko reciklaža zmanjša ogljični odtis za več kot 95 %, pri jeklu za 65 %. A današnje stopnje recikliranja so prenizke – veliko materiala se izgubi zaradi slabega zbiranja, kontaminacije, neučinkovitih postopkov ali preprosto zato, ker se odpadki sploh ne zberejo.
Če želimo resnično trajnosten zeleni prehod, se bomo morali naučiti dve stvari: bolje reciklirati in manj zapravljati. Šele potem lahko zmanjšamo potrebo po novih rudnikih, zaščitimo okolje in zagotovimo stabilno oskrbo s surovinami.
- serija Svet podnebnih sprememb