Да, у нас достаточно материалов, чтобы обеспечить мир возобновляемой энергией.

У нас не иссякнут ключевые ингредиенты для борьбы с изменением климата, но добыча полезных ископаемых имеет социальные и экологические последствия.

Для обеспечения мира возобновляемой энергией потребуется много сырья. Хорошая новость заключается в том, что, согласно новому анализу, когда дело касается алюминия, стали и редкоземельных металлов, здесь есть много возможностей.

В Парижском соглашении 2015 года мировые лидеры поставили цель удержать глобальное потепление на уровне ниже 1,5 °C, и достижение этой цели потребует строительства большого количества новой инфраструктуры. Исследователи обнаружили, что даже в самых амбициозных сценариях в мире достаточно материалов, чтобы обеспечить глобальную энергосистему возобновляемыми источниками энергии. А добыча и переработка этих материалов не произведут достаточно выбросов, чтобы согреть мир, превысив международные цели.

У всех этих хороших новостей есть подвох. Хотя технически у нас достаточно материалов, необходимых для создания инфраструктуры возобновляемых источников энергии, на самом деле их добыча и переработка могут быть проблемой. Если мы не будем делать это ответственно, приведение этих материалов в пригодную для использования форму может привести к нанесению вреда окружающей среде или даже к нарушениям прав человека.

Чтобы лучше понять материальные потребности для достижения климатических целей, исследователи рассмотрели 17 ключевых материалов, необходимых для производства электроэнергии с низким уровнем выбросов. Они подсчитали, сколько каждого из этих веществ потребуется для создания более чистой инфраструктуры, и сравнили их с оценками того, сколько этих ресурсов (или сырья, необходимого для их производства) имеется в геологических резервах. Геологические запасы включают в себя весь материал на планете, который можно добыть экономически.

Для большинства возобновляемых технологий требуются сыпучие материалы, такие как алюминий, цемент и сталь. Но другим также нужны специальные ингредиенты. Солнечные панели работают на поликремнии, а ветряным турбинам требуется стекловолокно для лопастей и редкоземельные металлы для двигателей.

Потребности в материалах различаются в зависимости от того, какую новую инфраструктуру мы строим и как быстро мы ее строим. Для самых амбициозных сценариев действий по борьбе с изменением климата в период до 2050 года для энергетической инфраструктуры может потребоваться почти 2 миллиарда метрических тонн стали и 1,3 миллиарда метрических тонн цемента.

Производство диспрозия и неодима, редкоземельных металлов, используемых в магнитах ветряных турбин, необходимо будет увеличить в четыре раза в течение следующих нескольких десятилетий. Поликремний, пригодный для солнечной энергии, станет еще одним популярным товаром, а мировой рынок, по прогнозам, вырастет на 150% в период с настоящего момента до 2050 года.

Но для каждого сценария, который рассматривала команда, материалы, необходимые для удержания глобального потепления на уровне ниже 1,5 °C, составляют «лишь часть» мировых геологических запасов, говорит Сивер Ванг, содиректор группы по климату и энергетике в Breakthrough. Институт и один из авторов исследования, которое было опубликовано в журнале Joule на этой неделе.

Путь дальнейших действий по борьбе с изменением климата узок, но внимательный взгляд на данные о выбросах дает несколько причин для оптимизма.

Раскопки в этих резервах будут иметь последствия. Исследователи обнаружили, что воздействие выбросов от добычи и переработки этих важнейших материалов может достичь в общей сложности до 29 гигатонн углекислого газа в период до 2050 года. Большая часть этих выбросов приходится на поликремний, сталь и цемент.

Общие выбросы от добычи и переработки этих материалов значительны, но в течение следующих 30 лет они составят менее чем годовые глобальные выбросы от ископаемого топлива. По словам Вана, эти первоначальные затраты на выбросы будут более чем компенсированы экономией от технологий чистой энергии, заменяющих ископаемое топливо. Прогресс в сокращении выбросов от тяжелой промышленности, такой как сталелитейная и цементная, также может помочь уменьшить воздействие на климат создания инфраструктуры возобновляемых источников энергии.

Это исследование было сосредоточено только на технологиях, генерирующих электроэнергию. В него не вошли все материалы, которые потребуются для хранения и использования этого электричества, например, аккумуляторы в электромобилях или сетевые накопители.

Ожидается, что спрос на материалы для аккумуляторов резко возрастет в период с настоящего момента до 2050 года. Ежегодное производство графита, лития и кобальта необходимо будет увеличить более чем на 450% по сравнению с уровнем 2018 года, чтобы удовлетворить ожидаемый спрос на электромобили и сетевые накопители, согласно прогнозам. исследование Всемирного банка 2020 года.