Глубоководная добыча полезных ископаемых, таких как никель, медь и кобальт, набирает обороты по мере роста спроса со стороны секторов электромобилей и возобновляемой энергетики. Однако традиционные методы добычи угрожают хрупким глубоководным экосистемам, вызывая споры о том, перевешивают ли экологические издержки выгоды. Новое исследование предлагает потенциальное решение: использование водорода для извлечения металлов из полиметаллических конкреций, что потенциально может сделать глубоководную добычу более устойчивой, чем обычные наземные операции.
Проблема с текущими методами
Полиметаллические конкреции, в изобилии встречающиеся на дне океана, содержат ценные металлы, необходимые для аккумуляторов и электропроводки. Добыча этих ресурсов обычно включает высокоуглеродные процессы, такие как сжигание кокса и метана, что приводит к значительным выбросам. Например, The Metals Company, ведущая компания по глубоководной добыче полезных ископаемых, оценивает, что ее текущие методы производят 4,9 килограмма CO₂ на килограмм извлеченного металла. Это делает глубоководную добычу лишь немного лучше наземной добычи, которая может включать уничтожение тропических лесов и загрязнение рек серной кислотой.
Альтернатива на основе водорода
Исследователи из Института устойчивых материалов Макса Планка предлагают метод, который обходит традиционные высокотемпературные процессы. Вместо печей конкреции измельчаются в гранулы и подаются непосредственно в дуговую печь вместе с водородом и аргоном. Высокоэнергетические электроны создают плазму с температурой более 1700°C, которая взаимодействует с конкрециями, удаляя оксиды и оставляя чистый металл. Единственными побочными продуктами являются вода, оксид марганца и лигаты марганца, которые можно переработать для производства аккумуляторов и стали.
Если водород поступает из возобновляемых источников энергии (так называемый «зеленый водород»), а печь работает на чистой электроэнергии, процесс может достичь почти нулевых выбросов CO₂. Это резко контрастирует с традиционным плавлением, которое сильно зависит от ископаемого топлива.
Дебаты об устойчивости
Хотя этот метод извлечения на основе водорода может значительно снизить углеродный след, некоторые эксперты остаются скептичными. Марио Шмидт из Университета Пфорцхайма утверждает, что наземная добыча также может использовать зеленый водород и возобновляемые источники энергии, нивелируя любое преимущество глубоководной добычи. Что еще более важно, Шмидт подчеркивает, что основная проблема глубоководной добычи заключается не в выбросах углерода, а в необратимом ущербе, который она наносит уникальным глубоководным экосистемам.
Экономическая целесообразность и будущие исследования
Несмотря на эти опасения, новый процесс извлечения может сделать глубоководную добычу более экономически целесообразной, потенциально открыв дверь для дальнейшего развития. Дэвид Дай из Имперского колледжа Лондона предполагает, что путем решения проблем с добычей на последующих этапах, экологическое и бизнес-обоснование глубоководной добычи может стать более убедительным.
Исследователи подчеркивают необходимость тщательной оценки воздействия на окружающую среду перед широким внедрением. Исследование не пропагандирует глубоководную добычу, но стремится разработать более чистый процесс, если он когда-либо станет необходимым.
В конечном итоге, хотя метод извлечения водородом предлагает потенциально более экологичный подход, дебаты об общей устойчивости глубоководной добычи остаются открытыми, завися от как технологических достижений, так и сохранения уязвимых морских сред.
