JAV anglies deginimo atliekos gali tapti netikėtu retųjų žemių elementų šaltiniu ir sumažinti priklausomybę nuo Kinijos, rodo 2024 metais paskelbtas Teksaso universiteto Ostine mokslininkų tyrimas. Skaičiuojama, kad elektrinių anglies pelenuose gali slypėti didelė dalis ekonomiškai išgaunamų kritinių metalų.
Retųjų žemių elementai nėra visiškai reti, tačiau jų gavyba ir atskyrimas yra brangūs bei technologiškai sudėtingi. Šie 17 elementų būtini elektronikai, ryšių įrangai, aviacijai, automobilių pramonei, gynybai ir švarios energetikos technologijoms, todėl jų tiekimo grandinės laikomos strateginės reikšmės.
Kinija pasaulyje išlieka dominuojanti tiek kasyboje, tiek ypač perdirbime, o tai didina tiekimo rizikas, kai geopolitinė įtampa ar eksporto ribojimai gali paveikti kainas ir prieinamumą. Dėl to JAV ir kitos šalys vis aktyviau ieško vietinių ar alternatyvių šaltinių, įskaitant antrines žaliavas ir atliekas.
Kas slypi anglies pelenuose?
Mokslininkai pabrėžia, kad anglies pelenai yra jau iškasta ir sukaupta medžiaga, todėl teorinis pranašumas akivaizdus: nereikia atverti naujų karjerų. Degimo metu sudegus anglies masei, likutinėje frakcijoje retųjų žemių elementų koncentracija gali būti kelis kartus didesnė nei pradinėje žaliavoje.
Teksaso universiteto Ostine komanda apskaičiavo, kad JAV anglies pelenų sankaupose gali būti apie 11 milijonų tonų retųjų žemių elementų. Toks kiekis, anot tyrimo autorių, būtų daug kartų didesnis nei oficialiai nurodomos JAV vidaus atsargos, tačiau realus panaudojimas priklausys nuo to, kiek efektyviai ir švariai pavyks juos išgauti.
Tyrime taip pat įvertinta, kad pelenuose esantys ištekliai, jei būtų išgaunami pramoniniu mastu, galėtų būti verti maždaug 90 milijardų eurų. Ši suma atspindi ekonomiškai pasiekiamą potencialą, bet ne garantuotą pelningumą, nes galutinę kainą lemia technologijos, energijos sąnaudos ir aplinkosaugos reikalavimai.
Technologijų lenktynės ir rizikos
Praktinė problema yra ne tik elementų išgavimas, bet ir jų išvalymas iki pramonei tinkamos kokybės, ypač vadinamųjų sunkiųjų retųjų žemių. Dėl to šalys siekia kurti visą grandinę nuo žaliavos iki oksidų ar metalų, nes vien kasyba be perdirbimo dažnai nepašalina priklausomybės.
Australijoje Monash universiteto inžinieriai bando mažiau agresyvių cheminių tirpalų metodus ir pilotiniuose bandymuose skelbia pasiekę iki 90 proc. visų 17 retųjų žemių elementų atgavimą iš anglies pelenų. Tuo metu JAV Northeastern universiteto tyrėjai dirba su išankstinio apdorojimo sprendimais, kurie, kaip teigiama, gali reikšmingai padidinti tradicinių metodų našumą.
Didžiausi iššūkiai išlieka aplinkosauga ir mastelio didinimas: naudojamos rūgštys, nuotekų tvarkymas, energijos poreikis, taip pat tai, kad pelenų sudėtis skiriasi pagal regioną ir degintą kurą. Be to, anglies pelenai yra pramoninės atliekos, todėl jų kasimas ir apdorojimas turi atitikti griežtus saugos ir taršos kontrolės standartus.
Kodėl tai svarbu Europai?
Retųjų žemių elementų paklausa auga dėl elektromobilių, vėjo energetikos, elektronikos ir gynybos pramonės, o tiekimo grandinių diversifikavimas tampa prioritetu ne tik JAV. Europos Sąjunga pastaraisiais metais stiprina kritinių žaliavų politiką, skatindama perdirbimą, naujus projektus ir alternatyvius šaltinius, todėl anglies pelenų ar kitų atliekų panaudojimo kryptis tampa aktuali ir europiniame kontekste.
Ekspertai pabrėžia, kad vienas tyrimas dar nereiškia greitos revoliucijos rinkoje, tačiau tendencija aiški: didėja dėmesys antrinėms žaliavoms, o kritinių metalų paieška vis dažniau persikelia iš kasyklų į atliekų aikšteles. Ar anglies pelenai taps patikimu retųjų žemių elementų šaltiniu, lems tai, ar technologijos pasieks ekonomiškai pagrįstą, energiškai efektyvų ir aplinkai saugų pramoninį mastą.