نگاهی بر فلزات مورد استفاده در فناوری‌های انرژی پاک

چقدر فلز در هر یک از فناوری های انرژی پاک استفاده می‌شود؟

در سال 2022، 12٪ از کل انرژی جهانی از طریق انرژی‌های خورشیدی و بادی تأمین شد که این میزان نسبت به 10٪ در سال 2021 افزایش یافته است و نشان‌دهنده رشد استفاده از منابع انرژی پاک است.

مواد معدنی ضروری که منبع اصلی زیرساختهای فناوری‌های انرژی پاک هستند، در قلب این تغییر قرار دارند. اما چه چیزی باعث می‌شود این مواد معدنی این‌قدر ضروری باشند؟

فلزات مورد استفاده و سهم کاربرد آنها در فناوری‌های انرژی پاک

در این جدول، فلزهای به کار رفته و همچنین درصد سهم آن از کل فلزات در هر فناوری انرژی پاک نمایش داده شده است.

همانطور که مشاهده می شود، مس بیشترین سهم را برای هر هر دو نوع انرژی بادی و پنل‌های خورشیدی را دارد، به ویژه در پنل‌های خورشیدی که بیشترین درصد را به خود اختصاص می‌دهد.

با توجه به جدول، فناوری بادی دریایی، بزرگ‌ترین مصرف‌کننده فلزات است و تنها، نیاز به مس آن حدود 8000 کیلوگرم به ازای هر مگاوات انرژی است.

بزرگ-ترین-مصرف-کننده-فلزات-1

هزینه فلزات مورد استفاده و سهم هزینه ای آنها در فناوری‌های انرژی پاک

برای تخمین هزینه فلزات مورد استفاده در فناوری‌های انرژی پاک، باید قیمت‌های فعلی فلزات را در نظر بگیریم. قیمت‌ها ممکن است تغییر کنند، اما برای این تخمین از قیمت‌های تقریبی استفاده می‌کنیم:

درصدهای هزینه به خوبی نشان‌دهنده اهمیت هر فلز در تولید و نصب فناوری‌های انرژی پاک هستند و  این اطلاعات می‌تواند به درک بهتر نیازهای فلزی در فناوری‌های انرژی پاک کمک کند و اهمیت هر فلز را در این زمینه روشن کند.

  • مس (Copper) : حدود 9,000 دلار آمریکا به ازای هر تن
  • روی (Zinc)  : حدود 2,500 دلار آمریکا به ازای هر تن
  • منگنز (Manganese)  : حدود 3,500 دلار آمریکا به ازای هر تن
  • کروم (Chromium) : حدود 7,500 دلار آمریکا به ازای هر تن
  • نیکل (Nickel) : حدود 20,000 دلار آمریکا به ازای هر تن
  • عناصر نادر (Rare Earths) : حدود 60,000 دلار آمریکا به ازای هر تن
  • مولیبدن (Molybdenum) : حدود 30,000 دلار آمریکا به ازای هر تن
  • سیلیکون (Silicon) : حدود 2,000 دلار آمریکا به ازای هر تن

با توجه به جدول زیر، مس بیشترین سهم هزینه را برای هر دو نوع انرژی بادی و پنل‌های خورشیدی را دارد، به ویژه در پنل‌های خورشیدی که بیشترین درصد هزینه را به خود اختصاص می‌دهد.

نگاهی به مهمترین فلزات مورد استفاده

  1. مس

مس سومین فلز صنعتی پرمصرف در جهان است و به دلیل رسانایی فوق‌العاده، تطبیق‌پذیری و قابلیت‌های دفع حرارت برتر نسبت به سایر فلزات، برای فناوری‌های انرژی پاک ضروری است.

به دلیل نرخ بازیافت 100٪ ، مس می‌تواند بارها بدون کاهش عملکرد بازیافت شود.

ساخت زیرساخت‌های انرژی پاک، نیاز بیشتری به مس خواهد داشت. یک مزرعه بادی می‌تواند بین 4 تا 15 میلیون پوند مس مصرف داشته باشد.

  1. روی

روی به عنوان یکی از عناصر چندکاره و حیاتی در کاربردهای انسانی شناخته شده است. این فلز چهارمین فلز پرمصرف در جهان است که بعد از آهن، آلومینیوم و مس قرار دارد.

کاربرد اصلی آن در فرآیند گالوانیزاسیون است، جایی که به عنوان لایه محافظ برای آهن و فولاد در برابر خوردگی عمل می‌کند.

پوشش‌های روی نقش حیاتی در حمل و نقل عمومی و زیرساخت‌ها ایفا می‌کنند و عمر فولاد مورد استفاده در ریل‌های پل، سازه‌های پشتیبانی، خطوط راه‌آهن و غیره را افزایش می‌دهند.

ساخت پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی منجر به تقاضای بیشتری برای روی شده است زیرا این ماژولها همیشه در معرض عوامل جوی قرار دارند.

یک پارک پنل خورشیدی با ظرفیت 100 مگاوات ساعت (قادر به تأمین انرژی برای 110,000 خانه) به 240 تن روی نیاز دارد.

فلزات برای آینده

به طور کلی، انرژی‌های پاک نیاز بیشتری به فلزات دارند، به ویژه فلزاتی مانند مس و روی، که در ساخت توربین‌های بادی و پنل‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این در حالی است که نیروگاه‌های غیرتجدیدپذیر به طور معمول از فلزات کمتری استفاده می‌کنند، اما ممکن است در زمینه‌های دیگری مانند فرآیندهای تولید و نگهداری انرژی به مواد دیگری نیاز داشته باشند. با این حال، روند رو به رشد استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر نشان‌دهنده اهمیت روزافزون این فلزات در آینده انرژی جهانی است.