La ricerca di nuove miniere per le infrastrutture energetiche future

La crisi climatica che va peggiorando sta determinando un cambio di rotta sul come deve essere affrontata. Per fortuna, sembra che i politici abbiano compreso quanto sia importante sottolineare l'importanza della transizione verso l'energia pulita... che  significa anche più richiesta per i materiali che rendono possibili queste tecnologie.

Per quanto riguarda il SILICIO per i pannelli solari è improbabile che una maggiore domanda sia un problema. Il silicio è abbondante e già sono pronte le infrastrutture per realizzare il materiale.

Ma la catena di fornitura (supply chain) per altri materiali come il NEODIMIO per le
turbine eoliche, per le batterie e il RAME, fondamentalmente per tutto... potrebbe subire un cambiamento.

Anche se la domanda di materiali per il minerale di solito significa più estrazione (e con essa, maggiori impatti ambientali), gli esperti concordano sul fatto che i benefici delle energie rinnovabili superano di gran lunga i costi.

E' evidente che il punto su cui vale la pena insistere resta la riconversione totale dell'approvvigionamento energetico: abbandonare gradatamente l'apporto energetico dei combustibili fossili (petrolio, carbone, gas), e puntare sulle energie rinnovabili in attesa della fantomatica fusione nucleare, quella che non produce scorie, che può darci energia in quantità notevole, e che ha molte meno controindicazioni rispetto alla fissione nucleare. Tuttavia, più energia pulita significa più pannelli solari, turbine eoliche, veicoli elettrici e batterie di grandi dimensioni.  Anche se la scelta tra le due possibilità sarà vantaggiosa, vale la pena chiedersi da dove provengono i materiali per la prevista rivoluzione su gran scala delle rinnovabili e su come cambierà il mondo quando la domanda aumenterà.

NEODIMIO

"Non c'è davvero nulla che possa competere con il neodimio per i magneti", afferma Frances Wall, professore di mineralogia applicata presso la  University of Exeter’s Camborne School of Mines. "E'di gran lunga il migliore per l'applicazione." Il neodimio è un rare earth elements (elemento delle terre rare), un metallo argenteo con un ruolo molto importante nelle energie rinnovabili. Quando combinato con ferro e boro, rende potenti magneti che sono importanti sia per i generatori di turbine eoliche che per i motori dei veicoli elettrici.

Nonostante il nome rare earth gli elementi sono relativamente abbondanti. Alcune si trovano nella stessa concentrazione nella crosta terrestre come il rame che è un elemento la cui disponibilità a lungo termine non preoccupa. Si stima che 2/3 delle 550 milioni di tonnellate di rame estratte dal 1900 ad oggi siano ancora in uso.

Il problema è che il neodimio è controllato da un singolo paese. Circa l'85% del neodimio del mondo proviene da alcune miniere in Cina. Una miniera chiamata Baotou nel nord della Cina ha creato un lago tossico e altri orrori ambientali. Altrove ci sono altre miniere, come la miniera Rainbow Rare Earths in Burundi, uno dei più ricchi depositi di terre rare del mondo e la miniera Mkango in Malawi - ma spesso, anche le miniere al di fuori della Cina tendono a inviare i loro depositi in Cina per il processo. Questo è il caso della miniera di terra rara Mountain Pass in California

Un enorme collo di bottiglia per l'estrazione e la lavorazione del neodimio è il finanziamento. "C'erano un sacco di progetti di esplorazione delle terre rare che gradualmente stanno rallentando perché non ottengono investimenti per la fase successiva", spiega Wall, il quale prevede che con l'aumento della domanda, arriveranno sul mercato altri fornitori e ci sarà spazio per l'apertura di altre miniere.

RAME

Come il neodimio il rame non è scarso, ma c'è n'è un gran bisogno. Basti vedere i furti di rame che non accennano a diminuire. In genere, tutto ciò che ha un interruttore on-off include il rame, grazie alla sua incredibile capacità di condurre elettricità, e non è stata ancora trovato un'alternativa migliore.

La parte delicata dell'estrazione del rame è la ricerca di aree in cui il metallo è concentrato in quantità sufficienti che sono vicine alla superficie. Può essere difficile trovare grandi depositi in primo luogo, e quindi può richiedere anni per ottenere i permessi e iniziare effettivamente la produzione. "Per la maggior parte, stiamo estraendo depositi scoperti nel tardo 1800 e in molti casi stiamo ancora estraendo da quegli stessi depositi ", afferma Mary Poulton, condirettore del Lowell Institute for Mineral Resources at the University in Arizona.

Il primo passo per trovare nuovi depositi è guardare dove il rame è già stato scoperto.
Una volta che un deposito di rame è stato localizzato, il passo successivo è di farlo uscire dal terreno e la nuova tecnologia sta iniziando a prendere piede in questa vecchia industria. Due aree in Arizona stanno testando un metodo per estrarre il rame senza scavare un buco, usando un metodo chiamato lisciviazione in situ, un processo di recupero dei materiali come il rame dove, invece di scavare i materiali e poi di lavorarli, i minatori costruiscono pozzi e poi pompano una soluzione di acido debole nel terreno e questa soluzione scioglie il rame dai minerali. Successivamente, la soluzione viene pompata e processata per ottenere il rame, e i minatori scaricano acqua pulita attraverso il campo del pozzo per eliminare  più acido possibile.

"Stiamo osservando attentamente la situazione per vedere in che modo funzionerà" perché potrebbe essere la soluzione migliore per l'ambiente rispetto alle tradizionali attività di estrazione mineraria. Detto questo, la soluzione acida può comunque disturbare la terra, ha spiegato Poulton.

Anche i robot stanno entrando in azione. Già le miniere in aree remote come l'Australia occidentale e il Deserto di Atacama in Sud America usano robot da miniera. Nuove risorse di rame si troveranno probabilmente a profondità ancora maggiori - come 7000 piedi (2133 metri) sotto la superficie - il che significa che saranno più calde e le rocce saranno sottoposte a una pressione estrema. E questo significa che si ha bisogno di più ingegneria per costruire un robot più forte capace di affrontare le condizioni estreme.

LITIO E COBALTO

Se si costruisce un enorme infrastruttura di energia rinnovabile, c'è bisogno che ci sia una certa capacità di stoccaggio. E non solo l'elettricità quando soffia il vento o splende il sole. Una soluzione ambiziosa consiste nell'utilizzare batterie giganti agli ioni di litio, come un tipo testato in questo momento nell'Australia meridionale.

Il litio è fondamentale per  tutte le batterie ricaricabili, e ci sono due modi per ottenerlo, dice Andrew Miller, un analista di litio presso la Benchmark Mineral Intelligence. Un metodo che è popolare in Sud America è quello di farlo evaporare

fuori della soluzione salina in un lago. Ad esempio, la più grande fonte al mondo di litio è il lago Salar de Atacama in Cile. Il litio può anche essere estratto dallo spodumene, un minerale di roccia dura  che si trova principalmente in Australia.

Non appena il mercato delle batterie crescerà spunteranno certamente altre miniere, dice Miller, sebbene le miniere del Sud America e dell'Australia rimarranno le più importanti.

Per quanto riguarda invece il cobalto - un altro componente chiave delle batterie ricaricabili - "sarà molto difficile per qualsiasi luogo, ma no per la Repubblica Democratica del Congo che domina incontrastata", afferma Caspar Rawles, analista cobalto di Benchmark Mineral Intelligence. Il cobalto è uno dei materiali più costosi in una batteria, ed è anche estratto in condizioni che spesso violano i diritti umani. L'anno scorso, il 70% del cobalto mondiale proveniva dalla Repubblica Democratica del Congo, un paese che è stato oggetto di aspre critiche per le sue pratiche lavorative, come l'utilizzo di bambini che lavorano per sei ore nelle miniere di cobalto. Scienziati e gli esperti di start-up si stanno affrettando a creare una batteria priva di cobalto, ma per il momento sembra improbabile.

Fonte: www.theverge.com

Immagini: www.iwa.wales - www.popoffquotidiano.it