Ny peer-reviewad studie beställd av DeepGreen finner att batterier för elfordon DRAMATISKT minskar klimatförändringarnas effekter jämfört med landbaserade malmer
Ny studie visar att tillverkning av elfordonsbatterier från djuphavsstenar dramatiskt kan minska klimatförändringens effekter jämfört med landbaserade malmer
Vancouver, Kanada — När världen skyndar sig att ersätta fossila bränslen med förnybara energikällor visar ny forskning att polymetalliska stenar som finns på djuphavsbotten kan förse hundratals miljoner ton viktiga batterimetaller för att lagra energi och driva elfordon (EV) med långt mindre påverkan på klimatet än att bryta samma metaller från marken.
Den referentgranskade studien, publicerad i Journal of Cleaner Production , är en jämförande livscykelbedömning av EV-batterimetallkällor, som kvantifierar de direkta och indirekta utsläppen och störningarna av kolbindningstjänster som realiseras vid brytning, bearbetning och raffinering av batterimetaller. Kolintensiteten för att producera metaller som nickel har lett till ett växande intresse för lågkolhaltiga metallkällor och en nyligen vädjan från Teslas Elon Musk som lovar "ett jättekontrakt" för nickel som bryts "effektivt och på ett miljökänsligt sätt." Eftersom elbilstillverkare som Tesla och Polestar går i spetsen för en rörelse för transparens i hela fordonsindustrin och avslöjar deras bilars livstids koldioxidavtryck, går den nya studien utöver att bara överväga koldioxidutsläpp från mänsklig verksamhet för att titta på störningen av ekosystemens kolbindningstjänster som orsakas av förändringar i mark- och havsbottenanvändning för att producera batterimetaller.
Med titeln "Life Cycle Climate Change Impacts of Producing Battery Metals from Land Ores kontra Deep-Sea Polymetallic Nodules", tidningen börjar med ett efterfrågescenario för att producera fyra metaller (nickel, kobolt, mangan, koppar) för att förse en miljard 75KWh EV-batterier med en katodkemi av NMC 811 (80% nickel, 10% mangan, 10% kobolt). Den jämför sedan klimatförändringarnas effekter av att leverera dessa fyra metaller från två källor:konventionella malmer som finns på land och polymetalliska bergarter med höga koncentrationer av fyra metaller i en enda malm, som finns obundna på havsbotten på 4-6 km djup.
Vi ville bedöma hur metallproduktion med antingen landmalm eller polymetalliska knölar kan bidra till klimatförändringar. När vi tittar från gruvdrift till bearbetning och raffinering, kvantifierade vi tre indikatorer för varje malmtyp:direkta och indirekta koldioxidekvivalenta utsläpp, störning av befintliga lagrade koldioxidlager och avbrott i framtida kolbindningstjänster. Dessa tre indikatorer påverkar direkt den återstående globala kolbudgeten för att hålla sig under 1,5C uppvärmning, säger studiens huvudförfattare Daina Paulikas från University of Delawares Center for Minerals, Materials and Society.
Studien fann att produktion av batterimetaller från noduler kan minska aktiva mänskliga utsläpp av CO2e med 70-75 %, lagrat kol i riskzonen med 94 % och störningar av kolbindningstjänster med 88 %. "Terrestra gruvarbetare handikappas av utmaningar som fallande malmhalter, eftersom lägre koncentrationer av metall leder till större krav på energi, material och landyta för att producera samma mängd metall. Dessutom innebär själva insamlingen av knölar ett relativt lågt energi-, mark- och avfallsfotavtryck jämfört med en konventionell gruva. När det gäller utsläpp, även när vi antar en fullständig utfasning av kolanvändning från bakgrundsnät för processinsatser, visar vår modell att metallproduktion från högkvalitativa polymetalliska knölar fortfarande kan ge en fördel på 70 %, säger Paulikas.
Vad som händer med kolsänkor på land och på havsbotten som används för metallproduktion är en annan stor del av historien om klimatpåverkan”, säger Dr Steven Katona, marinbiolog och medgrundare av Ocean Health Index som bidragit till studien. ”På land lagras kol i vegetation, jord och detritus. På havsbotten lagras kol i sediment och havsvatten. Att producera metaller för en miljard elbilar från landmalmer skulle störa 156 000 km 2 land och 2 100 km 2 av havsbotten för bortskaffande av djuphavsavfall. Att producera samma mängd från knölar skulle störa 508 000 km 2 av havsbotten under knöluppsamling och 9 800 km 2 mark under metallurgisk bearbetning. Trots att ett större område av havsbotten stördes, skulle metallproduktion från knölar orsaka mycket mindre kolavbrott. Detta beror på att havsbottensediment lagrar 15 gånger mindre kol per km 2 än en genomsnittlig markbiom och det finns ingen känd mekanism för att störda havsbottensediment kan stiga upp till ytan och påverka atmosfäriskt kol. Däremot kräver gruvdrift på land borttagande av skog, annan vegetation och matjord för att komma åt malmen, lagra avfall och bygga infrastruktur. I processen förlorar vi lagrat kol och stör kolbindningstjänster så länge marken är i bruk, vilket kan vara så länge som 30-100 år.”
Forskarna fann att polymetalliska knölar kunde leverera metaller för en miljard EV-batterier med upp till 11,6 Gt mindre CO<2 e jämfört med terrestra källor. Detta representerar en betydande potentiell besparing med tanke på den återstående koldioxidbudgeten på bara 235 Gt för en 66 % sannolikhet att stanna vid 1,5°C global uppvärmning.
"Vi hoppas att det här arbetet motiverar andra att dyka djupare in i försörjningskedjan för övergången till ren energi, och specifikt att uppmärksamma effekterna av att producera kritiska mineraler som de vi studerade", säger Paulikas. "Med tanke på den förväntade 500 % ökningen av mineralkraven för ren teknik, tror jag att vi har ett delat ansvar att ta en planetär syn på och tänka igenom alla aspekter av mineralproduktion för att säkerställa att denna resurskrävande omställning inte förvärrar klimatförändringen.”
Forskarnas fokus på klimatförändringens effekter bygger på en större studie, Where Should Metals For the Green Transition Come From ?, som jämför en rad sociala och miljömässiga effekter och beställdes av DeepGreen Metals, ett företag som vill samla in polymetalliska stenar för att leverera elfordon under ett blockchain-aktiverat system för att hyra och återanvända batterimaterial.
Denna peer-reviewed studie visar de inneboende fördelarna med havsbottenstenar när det kommer till klimatförändringarnas effekter. Resursen i sig ger oss ett betydande försprång när det gäller landgruvarbetare, men det räcker inte att vara koldioxidsnål. Vi arbetar med att ta ut kol ur atmosfären, inte lägga till det, säger Gerard Barron, ordförande och VD för DeepGreen Metals. "Vi kommer att använda vattenkraft på land; vi utforskar elektrobränslen för att driva offshoreverksamhet och använder elektrisk utrustning och koldioxidnegativa reduktionsmedel i metallurgisk bearbetning. Sätt ihop allt och vi har en chans att få ut kolnegativa metaller på marknaden.”
Bilder med tillstånd av DeepGreen
