Czy surowce potrzebne do rozwoju OZE mogą stać się osią konfliktu?

Metale ziem rzadkich mają kluczowe znaczenie dla rozwoju technologii odnawialnych źródeł energii. Przykładowo, ogniwa słoneczne wykorzystują neodym, dysproz i terb do przekształcania światła słonecznego na użyteczną energię. Natomiast neodym i samar są składniami magnesów i prądnic stosowanych w turbinach wiatrowych. Do metali ziem rzadkich zalicza się 17 pierwiastków z układu okresowego. Zapotrzebowanie na te surowce gwałtownie rośnie. Według badań, do wytworzenia jednego megawata energii w turbinie wiatrowej potrzeba aż 170 kilogramów tego typu metali. Szacuje się, że zużycie tych pierwiastków wzrośnie z około 60 tys. ton w 2005 roku do aż 315 tys. ton w 2030 roku. Jednak naturalnie ich zasoby będą się kurczyć. Dodatkowo ponad 56% światowych rezerw tych surowców i 76% zakładów, które je przetwarzają znajdują się w Chinach, Rosji i Stanach Zjednoczonych. Zwłaszcza Państwo Środka dominuje w handlu metalami rzadkimi. Dlatego też Unia Europejska stara się wprowadzać programy mające na celu uniezależnienie się od Chin i dywersyfikację łańcucha dostaw. Jest to istotne także ze względu na to, że wskutek wojny w Ukrainie oraz pandemii COVID-19 globalny handel metalami ziem rzadkich jest zaburzony. Ceny tych surowców wzrosły w niektórych przypadkach nawet pięciokrotnie na przestrzeni dekady. W takim wypadku zarówno przedsiębiorstwa w Europie, jak i w Stanach Zjednoczonych przedsięwzięły kroki w celu rozbudowy krajowej produkcji. Wyścig o bycie liderem w pozyskiwaniu metali ziem rzadkich trwa. Ta sytuacja przypomina rywalizację o zasoby ropy naftowej i gazu ziemnego, która toczy się od ponad 60 lat. Czy zatem będziemy świadkiem nie tylko wyczerpania się zasobów paliw kopalnych, ale także metali ziem rzadkich?

Przede wszystkim recykling

Wydobycie metali ziem rzadkich ma wiele wspólnego z wydobyciem paliw kopalnych. Zazwyczaj pozyskiwanie tych pierwiastków pozyskiwane jest pośrednio z wydobyciem boksytów lub rudy żelaza. Wiąże się to ze zużyciem dużych ilości wody i energii, ale także z emisją zanieczyszczeń. Dlatego tak ważne jest wprowadzenie recyklingu metali ziem rzadkich. Obecnie jedynie około 1% tych surowców jest poddawany procesowi powtórnego przetwarzania. Wspomniane wcześniej magnesy w turbinach wiatrowych oraz np. baterie samochodów elektrycznych są bogate w rzadkie pierwiastki. Jednak większość wyprodukowanych do tej pory urządzeń nadal działa sprawnie i pozostaje w użyciu, przez co nie zostają one poddane recyklingowi. Z tego też powodu wiele firm nie widzi konieczności rozwoju technologii odzyskiwania cennych surowców, co prowadzi również do braku zapisów prawnych poruszających tę kwestię. Ten trend się jednak zmienia. Na łamach naszej redakcji wspominaliśmy już chociażby o pomysłach na odzyskiwanie surowców z “czarnej masy” baterii pojazdów elektrycznych. Jednak są to dopiero początki recyklingu takich materiałów. Technologie ponownego wykorzystania metali ziem rzadkich są nadal niszowe i wymagają rozwinięcia. Zarządzanie zużytymi elementami instalacji OZE byłoby dużo łatwiejsze po wprowadzeniu obowiązkowych zbiórek materiałów bogatych w te surowce i rozbudowaniu sieci licencjonowanych firm zajmujących się ich recyklingiem. Dodatkowo pomocne mogłoby okazać się wprowadzenie określonych progów zawartości surowców wtórnych w nowych urządzeniach z grupy OZE. Komisja Europejska już podjęła takie kroki – założono, że do 2030 roku na terenie Unii aż 15% metali ziem rzadkich będzie pochodziło z odzysku. Jednak przed wprowadzeniem takich wytycznych konieczne jest sprawdzenie, czy mają one sens. Z drugiej strony analiza przyszłych możliwości recyklingu jest trudna głównie z powodu niemożności ocenienia ile pierwiastków ziem rzadkich zawierają w sobie istniejące systemy OZE. Szacuje się jednak, że odzyskane w ten sposób surowce mogą w przyszłości pokryć połowę zapotrzebowania na metale ziem rzadkich i inne krytyczne materiały. 

Czy globalna współpraca jest możliwa?

Surowce krytyczne dla rozwoju OZE są również zlokalizowane w Afryce i Ameryce Południowej. Większość kobaltu, który jest podstawowym składnikiem baterii pojazdów elektrycznych, jest wydobywana w targanej niepokojami politycznymi Demokratycznej Republice Konga. Natomiast ogromne pokłady litu zlokalizowane są np. w Boliwii. Najwięksi światowi giganci, tacy jak Chiny, UE i USA, inwestują miliardy dolarów, aby uzyskać dostęp do tych odległych złóż. Jednak państwa zasobne w te materiały nie zamierzają się poddać i jednoczą się w walce z nadużyciami ze strony bogatszych krajów. Jednak współpraca między państwami nie musi ograniczać się do obrony przed obcymi wpływami. Stworzenie łańcucha dostaw między krajami może podnieść bezpieczeństwo ekonomiczne każdego z nich. Jednak ma to też swoje minusy. Przede wszystkim mowa tutaj o sztucznym napędzaniu konkurencji, a tym samym zawyżaniu cen. W takiej sytuacji państwa biedniejsze w dalszym ciągu będą uzależnione od dostaw surowców od większych graczy na rynku i nie będą w stanie przeprowadzić kompleksowej transformacji swojej krajowej energetyki. Dlatego też społeczność międzynarodowa musi przedsięwziąć kroki w celu opracowania spójnej polityki wydobycia i przetwarzania minerałów krytycznych. 

Mimo, że zielona transformacja energetyczna jest przedstawiana jako możliwość uniezależnienia się od dostaw paliw kopalnych z Rosji, ma ona również swoje ciemne strony. Bez wątpienia kwestia pozyskania metali ziem rzadkich i innych surowców krytycznych dla OZE zyska na znaczeniu w przeciągu najbliższych lat. Warto jednak pamiętać o tym, że rozwój technologii recyklingu i wdrażanie programów rządowych już teraz pozwoli nam na uniknięcie wielu problemów w przyszłości. Nierozwiązaną kwestią pozostaje to, co stanie się, gdy zasoby tych surowców się wyczerpią. Optymistycznie można założyć, że do tego czasu ludzkość zdoła znaleźć odpowiedź na to pytanie. Jednak o tym przekonamy się dopiero w przyszłości.

Źródło: Y. Geng, J. Sarkis, R. Bleischwitz; “How to build a circular economy for rare-earth elements”, Nature 619, str. 248-251