- إنضم
- 6 فبراير 2022
- المشاركات
- 8,754
- التفاعل
- الدولة
سياث / شترستوك
حامض الكبريتيك: أزمة الموارد القادمة التي يمكن أن تخنق التكنولوجيا الخضراء وتهدد الأمن الغذائي
تاريخ النشر: 23 أغسطس 2022 5.11 مساءً بتوقيت جرينتشمارك ماسلين ، سايمون داي ، جامعة كاليفورنيا
بدون الكبريت على شكل حمض الكبريتيك ، ستكافح الصناعات لإنتاج الأسمدة الفوسفورية التي ترفع غلة المزارع أو تستخرج المعادن الأساسية المستخدمة في كل شيء من الألواح الشمسية إلى بطاريات السيارات الكهربائية.
ومع ذلك ، تلوح في الأفق مشكلة مرت دون أن يلاحظها أحد إلى حد كبير. أكثر من 80٪ من إمدادات الكبريت العالمية عبارة عن نفايات مستخرجة من الوقود الأحفوري مثل النفط والغاز الطبيعي (التي تحتوي عادةً على ما بين 1٪ و 3٪ من الكبريت بالوزن) لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت ، وهو الغاز الذي يسبب الأمطار الحمضية .
سيؤدي القضاء على الوقود الأحفوري لكبح جماح تغير المناخ إلى خفض العرض السنوي لحمض الكبريتيك تمامًا مع زيادة الطلب. يستخدم العالم بالفعل أكثر من 246 مليون طن من حامض الكبريتيك سنويًا. يمكن أن يؤدي النمو السريع في الاقتصاد الأخضر والزراعة المكثفة إلى ارتفاع الطلب إلى أكثر من 400 مليون طن بحلول عام 2040.
وفقًا لأحدث دراستنا ، فإن الانخفاض السريع في استخدام الوقود الأحفوري المطلوب لتحقيق صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 يمكن أن يؤدي إلى نقص في حمض الكبريتيك يصل إلى 320 مليون طن بحلول عام 2040 ، أو 130٪ من إنتاج اليوم.
سترتفع أسعار حامض الكبريتيك ، مما يؤجج المنافسة التي من المرجح أن تتفوق فيها صناعات التكنولوجيا الخضراء الأكثر ربحية على منتجي الأسمدة. وهذا من شأنه أن يزيد من تكلفة إنتاج الغذاء ويجعل الغذاء أكثر تكلفة بالنسبة للمستهلكين ، خاصة في البلدان النامية حيث يكون المزارعون أقل قدرة على تحمل التكاليف المرتفعة.
مادة كيميائية صناعية أساسية
يوجد الكبريت في مجموعة واسعة من المنتجات ، بما في ذلك الإطارات والأسمدة الكبريتية والورق والصابون والمنظفات. لكن أهم تطبيقاتها هو الكيمياء الصناعية ، حيث تتحلل مجموعة واسعة من المواد.
منذ عام 2008 على وجه الخصوص ، ارتبط سعر الكبريت ارتباطًا وثيقًا بإنتاج الوقود الأحفوري. ماسلين وآخرون. (2022) ، قدم المؤلف
سيؤدي التوسع السريع في استخدام التقنيات منخفضة الكربون ، مثل البطاريات عالية الأداء والمحركات خفيفة الوزن للمركبات والألواح الشمسية ، إلى زيادة تعدين الرواسب المعدنية بشكل كبير ، وخاصة خامات اللاتريت التي تعد مصادر مهمة بشكل متزايد للكوبالت والنيكل. يمكن أن يزداد الطلب على الكوبالت بنسبة 460٪ ، والنيكل بنسبة 99٪ ، والنيوديميوم بنسبة 37٪ بحلول عام 2050. ويتم استخلاص جميع هذه المواد حاليًا باستخدام كميات كبيرة من حامض الكبريتيك.
في الوقت نفسه ، سيؤدي النمو السكاني المتوقع والاتجاهات الغذائية أيضًا إلى زيادة الطلب على حامض الكبريتيك من المستهلك الوحيد الأكثر أهمية: صناعة إنتاج الأسمدة الفوسفاتية.
من المقرر أن يرتفع الطلب على حامض الكبريتيك تمامًا كما من المرجح أن تتقلص المصادر. ماسلين وآخرون. (2022) ، قدم المؤلف
تقدر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أن هناك إمدادات غير محدودة تقريبًا من معادن الكبريتات في المبخرات (الصخور الناتجة عن التبخر الطبيعي للبحار أو البحيرات الضحلة والمالحة) وموارد كبيرة من كبريتيدات الحديد والكبريت العنصري في الرواسب البركانية ، ولكن الوصول إليها يتطلب توسيع التعدين ومعالجة المعادن.
إن تحويل الكبريتات إلى كبريت بالطرق الحالية يستهلك الكثير من الطاقة وينبعث منه الكثير من الكربون. يمكن أن يؤدي تعدين الكبريت ومعالجة خام الكبريتيد إلى تلويث الهواء والتربة والماء وتحمض البرك السطحية وخزانات المياه الجوفية وانبعاث السموم بما في ذلك الزرنيخ والثاليوم والزئبق. وهناك دائمًا قضايا حقوق الإنسان المرتبطة بالتعدين المكثف.
إعادة التدوير والابتكار
بالإضافة إلى إيجاد مصادر جديدة للكبريت للوقود غير الأحفوري ، يمكن تقليل الطلب على الكبريت عن طريق إعادة التدوير والتقنيات الصناعية البديلة التي تتجنب الاستخدام المكثف لحمض الكبريتيك.إن إعادة تدوير الفوسفات من مياه الصرف الصحي وتحويله إلى سماد سيقلل من الحاجة إلى حامض الكبريتيك لمعالجة صخور الفوسفات للأسمدة . ومن شأن ذلك أن يساعد أيضًا في معالجة المخاوف من أن العالم سينفد من صخور الفوسفات على المدى الطويل. كما أنه سيقلل من كمية الفوسفور التي تدخل موائل المياه العذبة والساحلية ، مما يتسبب في تكاثر الطحالب الضخمة التي يمكن أن تخنق النباتات والأسماك الأخرى.
كما يمكن أن تساعد إعادة تدوير المزيد من بطاريات الليثيوم من السيارات الكهربائية. إن تطوير بطاريات ومحركات جديدة تعتمد بدرجة أقل على المعادن النادرة من شأنه أن يقلل من الطلب على حامض الكبريتيك لاستخراج المعادن من خاماتها.
سيؤدي إهدار طاقة متجددة أقل (مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح) وتخزين المزيد منها دون استخدام البطاريات التي تحتاج إلى هذه المعادن إلى خفض الطلب على حامض الكبريتيك في نفس الوقت الذي يقلل فيه الطلب على الوقود الأحفوري ويسرع إزالة الكربون. في المستقبل ، قد يكون من الممكن أيضًا إنتاج كميات كبيرة من الكبريت من الكبريتات عن طريق زراعة بكتيريا معينة .
من خلال توقع النقص في الكبريت في المستقبل ، يمكن للسياسات الوطنية والدولية إدارة الطلب في المستقبل ، وزيادة إعادة التدوير وتطوير إمدادات بديلة ورخيصة لها تكاليف بيئية واجتماعية قليلة.
صدمه على جماعة النفط مجرد وقود وينهيه سياره كهربائيه تعمل ببطاريه
