Astronomski magazin - HOME

am@astronomija.co.rs
 
 
Zemlja
 

Sadržaj AM

 
zemlja
Zdravstveni bilten Zemlje

 

Vaši komentari

Dipl. ing. Drago I. Dragović
dragovic@net.yu

25. mart. 2008.

Zatrpani našom paklenom svakodnevicom, definitivno smo izgubili pojam o globalnom. Bar ja jesam. Zato sam se s pažnjom usredsredio na jedno zanimljivo viđenje jedne pametne žene koja živi na Zapadu. Tačnije, u Ujedinjenom Kraljevstvu, ili kako mi to pogrešno kažemo, u Engleskoj. Radi se na neki način o zdravstvenom biltenu naše planete, ali sagledanog iz jednog sasvim drugačijeg rakursa. Ono što je mene privuklo ovoj temi, to je njena (njihova) svest o problemu. Ono što me užasava, to je potpuna nesvest našeg kolektiva o tome (svaka čast pojedincima, ali da izbegnem politiku, preskočiću dalju diskusiju).

Evo šta kaže Hazel Prichard, geolog sa univerziteta u Kardifu. Pokušaću da prenesem neka njena zapažanja i stavove, koje je iznela pred svoje kolege na jednom nedavnom stručnom sastanku.

"Svaki put se uznemirim kada na ulici vidim đubretare", jer kako kaže, tada pomisli na bezbrojne uzice na kesama u kojima se odlažu otpaci i nečistoće sakupljene na ulicama. U tim uzicama se nalaze tragovi platine, najređeg i najskupljeg metala na Zemlji. Bezbrojni katalitički konvertori, koji na Zapadu moraju biti fabrički ugrađeni u svaki atomobil, autobus i kamion, pomoću kojih se smanjuje štetnost izduvnih gasova, svi sadrže platinu, koja se tako iz godine u godinu polako ali postojano gubi kroz auspuhe bezbrojnih vozila. Tone ovog materijala se izbacuje na ulice i autoputeve širom sveta, a Hejzel istražuje mesta gde se on koncentriše u dovoljnoj meri da bi mogao jednog dana da bude recikliran. Jedno od njenih omiljenih mesta su kontejneri mašina za usisavanje gradskih ulica.

Možda se to pokaže rentabilnim, ali ono što Pričardovu stvarno motiviše je nešto mnogo značajnije od šanse da društvu uštedi neku funtu. Platina nije samo vitalna komponenta katalitičkih konvertora već i nečega za šta mi (čini mi se) još nemamo ni svoju reč: radi se o fuel cells [1]– čija upotreba se iz dana u dan uvećava. Procenjuje se da ako bi se svako od 500 miliona vozila koje se danas koristi prebacilo na gorljive ćelije (?), to dovelo do iscrpljivanja svetskih rezervi platine za samo 15 godina! Za razliku od nafte ili dijamanata, za nju ne postoji sintetička zamena: platina je hemijski elemenat, i kad ga jednom celokupnog iskoristimo, nema načina da ga na Zemlji naknadno stvorimo. Je li to cena za gradove bez zagađenja?

Nije samo svetska platina iskorišćena do alarmantnih granica. Isto važi i za sve ostae retke metale, kao što su indijum, koji se prekomerno koristi za proizvodnju LCD "flat–screen" televizora, ili tantal, neophodan za proizvodnju kompaktnih elektronskih uređaja, kao što su celularni telefoni. Koliko će, recimo, još da potraju svetske rezerve urana u novom nuklearnom dobu? Čak će i rezerve tako trivijalnih elemenata kao što su cink, bakar, nikl i fosfor, koji se koriste u industriji veštačkih đubriva, definitivno nestati u ne tako dalekoj budućnosti. Zato da vidimo kakav je odnos utroška takvih materijala danas, i koliko ih zapravo još ostalo u zemlji?

Možda će se neko začuditi, ali niko baš ne barata sa sigurnim brojkama koje govore o tome koliko trenutno naša planeta troši određenih elemenata. Začudo, niko ni približno nezna kolika je globalna potrošnja najdragocenijih metala. Takođe, i procene trenutno raspoloživih rezervi mnogih metala su teške. Brojke vezane za retke metale, kao što su galijum ili iridijum, brižljivo su čuvane tajne rudarskih kompanija. Vlade i naučnici su tek nedavno shvatili da bi ovo moglo da izazove probleme, te su studije na tu temu vrlo retke i neprecizne.

Među svega nekoliko naučnika koji su sa kolegama posvetili karijeru istraživanju ovog problema je i Armin Reller sa Augsburškog univerziteta u Nemačkoj. Oni su otkrili da će za najviše 10 godina svetske rezerve indijuma [2] biti svedene na retke mrvice. Ta lebdeća opasnost se već ogleda na ceni: u januaru 2003. godine, kilogram ovog metala je na svetskoj berzi vredeo $60, dok je u avgustu 2006. cena skočila na preko $1.000 po kilogramu.

Ovakve nesigurne procene otvaraju mnoga pitanja. Posebno se ruši san da bi jednog dana naša planeta mogla da svim svojim stanovnicima obezbedi životne uslove kakve danas imaju svi (ili bar dobar deo) zapadnjaka (pogledati prvu fusnotu u tekstu "Kardašovljeve civilizacije"). Šačica svetskih geologa je izračunala troškove uvođenja novih tehnologija u budućnosti, uzevši u obzir materijale koji se koriste i implikacije njihove rasprostranjenosti u razvijenom svetu. Svi su se bez izuzetka složili da će populacioni bum na planeti i porast standarda života značiti nezabeleženu potražnju za materijalima koje nam može dati samo i jedino Zemlja. Ograničenja izazvana prostom raspoloživom količinom određenjih materijala može čak da znači da će neke tehnologije jednostavno biti nemoguće dugoročno razvijati.

Uzmimo metal galijum, koji se zajedno sa iridijumom koristi za spravljanje iridijum–galijum arsenida. Taj poluprovodnički materijal čini srce nove generacije solarnih panela (koristi ih i Hablov teleskop), koje su više nego dvostruko efikasnije od konvencionalnih ćelija. Rezerve ovih metala su vrlo diskutabilne, ali se iz nedavnog izveštaja Renéa Kleijna, hemičara sa Lajdenskog univerziteta u Holandiji, može zaključiti da su trenutne rezerve "možda nedovoljne da obezbede nesmetanu proizvodnju ćelija" neophodnih za buduće korisnike solarne energije. On procenjuje da će galijuma i iridijuma biti za podmirivanje manje od jednog procenta potreba za solarnim ćelijama – a da je ograničenje nametnuto prostim nedostatkom sirovina.

Da bi smo pokazali razmere problema, prikazaćemo podatke iz godišnjeg izveštaja Američkog geološkog društva i statistika Ujedinjenih nacija o svetskoj populaciji za prošlu godinu. Pokazaćemo efekte koje porast standarda života ima na vreme potrebno da ključni minerali potpuno nestanu iz zemlje. (Vidi grafike). Koliko će godina, naprimer, trajati navedeni minerali ako svaki stanovnik planete bude koristio samo polovinu onoga što koristi prosečni Amerikanac danas?

Kliknite na ilustracije
 
Gde se nalaze minerali (1 MB!)  
 
Koliko će trajati rezerve (1 MB!)   koliko se troše resursi (311 KB!)

Kalkulacija je krajnje gruba – ne uzima u obzir nikakvu povećanu potražnju izazvanu novim tehnologijama, i uzima da je trenutna proizvodnja jednaka potrošnji. Zasnovane čak i na takvim pretpostavkama, one dovode do nekih alarmantnih zaključaka. Bez većeg recikliranja, antimon, koji se koristi kao materijal za usporavanje vatre (u farbama, plastici, itd.), nestaće za 15 godina, srebro za 10 a indijum za manje od 5. U još sofistikovanijim analizama, Reller je uključio efekte novih tehnologija, i projektovao koliko je još godina ostalo za neke druge važne metale. Prema njegovim procenama, cinka će biti sve do 2037, indijum i hafnijum – elemenati koji se sve više koriste za kompjuterske čipove – nestaće do 2017., a terbijum (Tb) – koji se koristi da bi se dobilo zeleno svetlo u fluoroscentnim cevima – može nestati i pre 2012. godine. Sve ovo našoj trenutnoj globalnoj potrošnji daje zastrašujuću perspektivu.

Međutim, naša glad za metalima i mineralima ne raste u nedogled. Kada su Tom Graedel i kolege sa univerziteta Jejl pogledali brojeve o potrošnji gvožđa – jednog od najrasprostranjenijih metala na našoj planeti [3] – videli su da je njegova godišnja potročnja po glavi stanovnika u Americi na istom nivou kao 1980. godine. "To možda pokazuje koliko je jednom naprednom društvuuopšte  potrebno mostova, zgrada i automobila", razmišlja glasno Graedel. Sada pokušava da otkrije da li je taj plato univerzalan fenomen, i da li bi na osnovu toga mogla da se predvidi potreba za gvožđem u razvijenim društvima. Da li će i potrošnja drugih metala dostići svoj plato, veliko je pitanje. Potrebe za bakrom, jedinim još metalom kojim se Graedel bavio, ne pokazuju znake stagnacije, i na osnovu potreba po glavi stanovnika u 2006. godini izračunao je da će do 2100. potrebe za bakrom prevazići količinu koja se krije u tlu.

Šta nam onda valja činiti? Reller je izričit: "Moraćemo da smanjimo potrošnju, potražimo zamenu gde god je to moguće, i recikliramo sve što možemo."

Pričardova, radeći sa Lynne Macaskie sa Birmingenskog univerziteta, pronašla je da se u svakom gramu prljavštine kraj autoputeva nalazi oko 0,0000015 grama platine. One sada pokušavaju da otkriju gde se u velikim gradovima nalaze najveće urbane naslage platine, a Makaskijeva je čak pronašla metod da uz pomoć bakterija izvrši ekstrahovanje ovog metala iz prašine.

  Kliknite na ilustraciju        

Odakle će Amerikanci dobijati bakar dada ruudnici poput ovog iz Jute budu presahli?

I drugi metali se mogu naći na sličnim neočekivanim mestima. Kako kaže Kleijn, gradovi su ogromna skladišta metala koje bismo mogli upotrebiti. Zamenom bakarnih slavina plastičnim, smatra on, mogli bi da sačuvamo mnogo bakra za druge potrebe [4]. Jalovina u napuštenim rudnicima uvek sadrži jedan mali procenat minerala koje bi možda bilo ekonomično ekstrahovati. Neki metali bi mogli biti dobijeni i iz morske vode (o ovome ima vrlo zanimljivo poglavlje u knjizi "Molim te objasni mi") "Sve se svodi na troškove energije," smatra on. "Možemo mi da odemo i na Mesec i da kopamo dragocene materijale. Samo, pitanje je: isplati li se to?"

Možda sve ovo izgleda kao drastična solucija, ali kao što Graedel podvlači u svom radu objavljenom prošle godine ("Proceedings of the National Academy of Sciences; vol 103, p 1209), "Nova nalazišta vrednih metala neće moći da sa postojećim tehnologijama održe ovaj kvalitet života 'modernog sveta' svima na Zemlji." A kad rezerve presahnu, konflikti neće biti daleko. Javna je tajna da je jedan od ključnih motiva za "civilni rat" u Demokratskoj republici Kongo, koji se vodio od 1998. do 2002., bilo zapravo rudno bogatstvo ove zemlje, koje uključuje i nalazišta dragocenog tantala – najveća u Africi. Rat se "poklopio" sa velikim porastom cena ovog metala na svetskom tržištu, izazvan tadašnjom ogromnom popularnošću mobilnih telefona.

Nije teško zamisliti slične tenzije izazvane nestašicom sličnih retkih metala. Kineska vlada je već napravila strategiju kako da sačuva svoje resurse ovog blaga, pa je počela da investira u afričke mineralne rudnike i kupuje visokotehnološki otpad [5] iz koga će da izvlači metale ključne za razvoj svoje industrije. Prema poverljivom izveštaju Američkog geološkog društva, Amerika već sada kupuje preko 90% takozvanih "retkih metala [6]". Ako bi iz svojih strateških interesa Kina rešila da prekine snabdevanje Amerike, to bi moglo da preraste u vrlo rizičan konflikt, s pravom smatra Reller.

Reller i Graedel nemaju nikakvih dilema da li nam je potrebna hitna akcija. Kao najpreče, potrebno je promptno napraviti precizne procene globalnih rezervi i precizne pokazatelje opšte potrošnje. Sledeće bi bilo uspostavljanje ubrzanog programa za reciklažu, ponovno korišćenje i, kada je god to moguće, zamenu retkih metala onim rasprostranjenijim. Bez svega navedenog, svaki san o pravednijoj budućnosti za sve predstavljaće samo pusti sanak.

Izgleda da su neke vlade, konačno, problem shvatile ozbiljno, pa je krajem prošle godine radna grupa OECD [7] (Organization for Economic Cooperation and Development) istupila sa određenim odgovorima. Ako sve bude teklo po planu, uskoro ćemo imati jasnije ideje za solviranje problema. Ako bi našli rešenje, onda bi i naša budućnost na "svemirskom brodu Zemlja" dobila sasvim nove i realnije perspektive.

[1] U načelu, to je električna ćelija koja putem oksidacije gasnog goriva u kontinuiranom procesu direktno stvara električnu energiju za pogon. Stepen iskorišćenosti je 65–80%. Postoje mnoge kombinacije goriva i oksidanata. Vodonične ćelije koriste vodonik kao gorivo a kiseonik kao oksidant, ali kao gorivo mogu da posluže i razni ugljovodonici i alkoholi. Bipolarne ploče elektroda (od metala ili ugljeničnih nanocevi) prevučene su slojem katalizatora od platine ili pladijuma.

[2] Poznato je da je u famoznom K–T sloju od pre 65 miliona godina otkriven nenormalno visok nivo iridijuma. Tim koji je 1980. predvodio Luis Alvarez utvrdio je da je taj iridijum asteroidnog ili kometnog porekla, mada Dewey M. McLean i neki drugi veruju da je on vulkanskog porekla.

[3] On je zapravo 2. metal i 4. elemenat po rasprostrajenosti u kori Zemlje (~5%).

[4] U Americi je sva električna instalacija izvedema od aluminijuma.

[5] Prema "Forbesu", neki od najbogatijih Kineza prošle godine su upravo oni koji se bave reciklažom. Među njima je i Yan Cheung (49), koja je najbogatija žena u Aziji, i četvrta po bogatstvu u Kini.

[6] Pored navedenih, tu spadaju i paladijum, iridijum, francijum, astat, tehnicijum, itd.

[7] Grupa od 30 zemalja, osnovana 1961., koja ima za cilj razvoj ekonomske i socijalne politike. Nastala je na osnovu Maršalovog plana iz 1948. kao kooperativna pomoć (sic) u naporima da se Evropa oporavi od razaranja II sv. rata. Pored evropskih zemelja, članice su i Amerika, Britanija, Kanada i Japan.

 

(18.04.2008.)


Komentari

19.04.2008.

Jako interesantan članak, drago mije što sam glasao za njega ;)

Sale

***

30.04.2008.

Fuel cells - gorivne celije... Ili se bar tako ustalilo u medijima vec neko vreme. (da budem iskren, meni se i svidja taj prevod - gorivne celije)

Nemanja


Komentar?

Vaše ime:
Vaša e-mail adresa:
Predmet:
Vaš komentar:

vrh

 

Potražite

AM Index
 
priključite se

Voda

Vazduh

Zemljiste

Biodiverzitet (Bioloska raznolikost)

Odrzivi razvoj