Nieuwe peer-reviewed studie in opdracht van DeepGreen toont aan dat batterijen voor elektrische voertuigen de gevolgen van klimaatverandering DRAMATISCH verminderen in vergelijking met ertsen op het land
Nieuwe studie vindt dat het maken van batterijen voor elektrische voertuigen uit diepzeerotsen de gevolgen van klimaatverandering drastisch kan verminderen in vergelijking met ertsen op het land
Vancouver, Canada — Terwijl de wereld zich haast om fossiele brandstoffen te vervangen door hernieuwbare energiebronnen, toont nieuw onderzoek aan dat polymetallische gesteenten die op de diepzeebodem worden gevonden honderden miljoenen tonnen belangrijke batterijmetalen kunnen leveren om energie op te slaan en elektrische voertuigen (EV's) aan te drijven met ver minder impact op het klimaat dan het winnen van dezelfde metalen van het land.
De collegiaal getoetste studie, gepubliceerd in het Journal of Cleaner Production , is een vergelijkende beoordeling van de levenscyclus van metaalbronnen voor EV-batterijen, waarbij de directe en indirecte emissies en verstoringen van koolstofvastleggingsdiensten worden gekwantificeerd die worden gerealiseerd bij de mijnbouw, verwerking en raffinage van batterijmetalen. De koolstofintensiteit van de productie van metalen zoals nikkel heeft geleid tot een groeiende belangstelling voor koolstofarme metaalbronnen en een recent pleidooi van Tesla's Elon Musk die "een gigantisch contract" belooft voor nikkel dat "efficiënt en op een milieuvriendelijke manier" wordt gewonnen. Aangezien EV-fabrikanten zoals Tesla en Polestar een beweging voor transparantie in de hele auto-industrie aanvoeren en de koolstofvoetafdruk van hun auto's tijdens de levensduur onthullen, gaat de nieuwe studie verder dan alleen de koolstofemissies van menselijke activiteiten te beschouwen om te kijken naar de verstoring van de koolstofvastleggingsdiensten van ecosystemen veroorzaakt door veranderingen in land- en zeebodemgebruik om batterijmetalen te produceren.
Onder de titel 'Levenscyclus klimaatveranderingseffecten van de productie van batterijmetalen uit landerts versus diepzee polymetallische knollen', de paper begint met een vraagscenario van de productie van vier metalen (nikkel, kobalt, mangaan, koper) om een miljard 75 kWh EV-batterijen te leveren met een kathodechemie van NMC 811 (80% nikkel, 10% mangaan, 10% kobalt). Vervolgens vergelijkt het de klimaatveranderingseffecten van de levering van deze vier metalen uit twee bronnen:conventionele ertsen gevonden op het land en polymetallische rotsen met hoge concentraties van vier metalen in een enkel erts, los gevonden op de zeebodem op een diepte van 4-6 km.
We wilden beoordelen hoe metaalproductie met behulp van landertsen of polymetallische knollen kan bijdragen aan klimaatverandering. Van mijnbouw tot verwerking en raffinage, hebben we drie indicatoren gekwantificeerd voor elk ertstype:directe en indirecte emissies van kooldioxide-equivalenten, verstoring van bestaande opgeslagen koolstofvoorraden en verstoring van toekomstige koolstofvastleggingsdiensten. Deze drie indicatoren hebben een directe invloed op het resterende wereldwijde koolstofbudget om onder de 1,5°C te blijven”, zegt hoofdauteur Daina Paulikas van het Centre for Minerals, Materials and Society van de University of Delaware.
Uit de studie bleek dat de productie van batterijmetalen uit knobbeltjes de actieve menselijke uitstoot van CO2e met 70-75% kan verminderen, opgeslagen koolstof met een risico van 94% en verstoring van koolstofvastleggingsdiensten met 88%. "Terrestrische mijnwerkers worden gehandicapt door uitdagingen zoals dalende ertsgraden, omdat lagere metaalconcentraties leiden tot een grotere behoefte aan energie, materialen en landoppervlak om dezelfde hoeveelheid metaal te produceren. Bovendien brengt de feitelijke verzameling van knollen een relatief lage energie-, land- en afvalvoetafdruk met zich mee in vergelijking met een conventionele mijn. Als het gaat om emissies, zelfs als we uitgaan van een volledige afschaffing van het gebruik van steenkool van elektrische achtergrondnetwerken voor procesinput, laat ons model zien dat metaalproductie uit hoogwaardige polymetallische knollen nog steeds een voordeel van 70% kan opleveren", aldus Paulikas.
Wat er gebeurt met koolstofputten op het land en op de zeebodem die worden gebruikt voor metaalproductie, is een ander groot deel van het verhaal over de klimaatimpact”, zegt dr. Steven Katona, marien bioloog en mede-oprichter van de Ocean Health Index, die heeft bijgedragen aan het onderzoek. “Op het land wordt koolstof opgeslagen in vegetatie, bodem en afval. Op de zeebodem wordt koolstof opgeslagen in sedimenten en zeewater. De productie van metalen voor een miljard EV's uit landerts zou 156.000 km verstoren 2 land en 2.100 km 2 van de zeebodem voor de verwijdering van diepzeeafval. Het produceren van dezelfde hoeveelheid uit knobbeltjes zou 508.000 km verstoren 2 van de zeebodem tijdens het verzamelen van knobbeltjes en 9.800 km 2 van land tijdens metallurgische verwerking. Ondanks het verstoren van een groter deel van de zeebodem, zou de metaalproductie uit knobbeltjes veel minder koolstofverstoring veroorzaken. Dit komt omdat sedimenten op de zeebodem 15 keer minder koolstof per km opslaan 2 dan een gemiddeld terrestrisch bioom en er is geen bekend mechanisme voor verstoord zeebodemsediment om naar de oppervlakte te stijgen en atmosferische koolstof te beïnvloeden. Daarentegen vereist mijnbouw op het land de verwijdering van bossen, andere vegetatie en bovengrond om toegang te krijgen tot het erts, afval op te slaan en infrastructuur te bouwen. Daarbij verliezen we opgeslagen koolstof en verstoren we koolstofvastleggingsdiensten zolang het land in gebruik blijft, wat wel 30-100 jaar kan duren."
De onderzoekers ontdekten dat polymetallische knobbeltjes metalen kunnen leveren voor een miljard EV-batterijen met tot 11,6 Gt minder CO2 e vergeleken met terrestrische bronnen. Dit vertegenwoordigt een aanzienlijke potentiële besparing, gezien het resterende koolstofbudget van slechts 235 Gt voor een kans van 66% dat de opwarming van de aarde 1,5°C blijft.
"We hopen dat dit werk anderen motiveert om dieper in de analyse van de toeleveringsketen voor de transitie naar schone energie te duiken, en in het bijzonder om aandacht te besteden aan de effecten van de productie van cruciale mineralen zoals de mineralen die we hebben bestudeerd", aldus Paulikas. "Gezien de verwachte toename van 500% in de behoefte aan mineralen voor schone technologieën, denk ik dat we een gedeelde verantwoordelijkheid hebben om een planetaire kijk te hebben en na te denken over alle aspecten van de productie van mineralen om ervoor te zorgen dat deze hulpbronnenintensieve transitie de klimaatverandering niet verergert."
De focus van de onderzoekers op de gevolgen van klimaatverandering bouwt voort op een grotere studie, Waar moeten metalen voor de groene transitie vandaan komen ?, dat een reeks sociale en milieueffecten vergelijkt en is uitgevoerd in opdracht van DeepGreen Metals, een bedrijf dat polymetallische rotsen wil verzamelen om elektrische voertuigen te leveren onder een blockchain-systeem om batterijmaterialen te huren en opnieuw te gebruiken.
Deze collegiaal getoetste studie toont de intrinsieke voordelen van rotsen op de zeebodem als het gaat om de gevolgen van klimaatverandering. De hulpbron zelf geeft ons een aanzienlijke voorsprong op landmijnwerkers, maar koolstofarm zijn is niet genoeg. We werken eraan koolstof uit de atmosfeer te halen, niet toe te voegen”, zegt Gerard Barron, voorzitter en CEO van DeepGreen Metals. “We gebruiken waterkracht op land; we onderzoeken elektrobrandstoffen om offshore-activiteiten aan te drijven en gebruiken elektrische apparatuur en koolstofnegatieve reductiemiddelen bij metallurgische verwerking. Zet alles bij elkaar en we hebben een kans om koolstofnegatieve metalen op de markt te brengen.”
Afbeeldingen met dank aan DeepGreen
