Το τέλος της εποχής του σιδήρου

Έχω αναφερθεί στην εξάντληση του "εύκολου" πετρελαίου και στην εξάντληση του κάρβουνου της Κίνας (δείτε σχετικά links στο τέλος της ανάρτησης). Όμως ποιος θα μπορούσε να φανταστεί ότι εξαντλείται και ο σίδηρος; Και όμως, και ο σίδηρος, όπως και όλοι οι φυσικοί πόροι δεν είναι ανεξάντλητός.

Του λόγου το αληθές το αποδεικνύει ένα εξαιρετικό άρθρο στο TOD του Andre Diederen, επιστημονικού ερευνητή στο TNO στην Ολλανδία, πάνω στην ενδεχόμενη έλλειψη των μετάλλων. Το άρθρο τιτλοφορείται "Metals minerals scarsity: A call for managed austerity and the elements of hope" (Έλλειψη μετάλλων: μία έκκληση για διαχειρίσιμη ασκητικότητα και τα στοιχεία της ελπίδας). Ο τίτλος είναι λίγο περίεργος και πιθανόν να παραξενέψει πολλούς από εσάς. Ας δούμε όμως τα κύρια σημεία του άρθρου και στην πορεία θα δείτε πως ο τίτλος εκφράζει το συγκεκριμένο άρθρο.

Καταρχάς ο Diederen αναφέρεται στον ρυθμό παραγωγής του πετρελαίου και του φυσικού αερίου που ακολουθεί, όπως είδαμε και εδώ, μία χουμπερτιανή λογιστική καμπύλη ξεκινώντας από το μηδέν, αυξάνει αρχικά αργά και ύστερα απότομα φθάνοντας σε μια κορυφή, ένα μέγιστο παραγωγής, και ύστερα φθίνει εξίσου απότομα. Κατά τον Diederen το μέγιστο δεν είναι οξύ, αλλά έχει μάλλον την μορφή ενός οροπεδίου, που έχει ήδη ξεπεραστεί και είμαστε στη φάση της πτώσης. Αυτό το γεγονός από μόνο του καθιστά προβληματική την υποστήριξη των υπάρχοντων ρυθμών ανάπτυξης.

--

Από το Επίκεντρο

--

Τα μέταλλα ακολουθούν μια ανάλογη λογιστική καμπύλη. Η παραγωγή τους φθάνει σε ένα μέγιστο που δεν ταυτίζεται με το μισό των υπάρχοντων αποθεμάτων και ύστερα αρχίζει η πτώση.

Τα μεταλλέυματα χαρακτηρίζονται από τον "βαθμό". Υψηλός βαθμός σημαίνει εύκολη εξόρυξη χωρίς την χρήση μεγάλων ποσών ενέργειας. Όσο μικραίνει ο βαθμός του μεταλλεύματος, τόσο αυξάνει η ενέργεια που απαιτείται και μάλιστα εκθετικά.

Τι σημαίνει αυτό; Απλά, όσο θα τελειώνουν τα μεταλλέυματα υψηλού βαθμού και θα αναγκαστούμε, προκειμένου να στηρίξουμε την αύξηση της ζήτησης, να εξάγουμε τα αντίστοιχα μικρότερου βαθμού, τόσο θα επιδεινώνεται το ενεργειακό πρόβλημα.

Αυτό φαίνεται στο παρακάτω γράφημα⁽¹⁾ της ενέργειας σε MWh (μεγαβατώρες) ανά τόνο μετάλλου συναρτήσει του βαθμού του μεταλλέυματος (ore grade). Βλέπουμε χαρακτηριστικά πως η απαιτούμενη ενέργεια για την εξόρυξη ενός τόνου μετάλου αυξάνει εκθετικά καθώς μικραίνει ο βαθμός του μεταλλέυματος, δηλ. καθώς κινούμαστε από δεξιά προς τα αριστερά. Στο διάγραμμα αυτό υπάρχουν 5 καμπύλες (αλουμίνιο σε μορφή αλουμίνας, αλουμίνιο σε μορφή βωξίτη, σίδηρος σε μορφή λατερίτη, σίδηρος σε μορφή μη μαγνητικού τακονίτη και σιδήρου σε μορφή αιματίτη). Η λεζάντα στα δεξιά δείχνει την μορφή της γραμμής που χρησιμοποιείται για καθένα από αυτά τα μέταλλα.

Επιπλέον υπάρχει το μεταλλευτικό φράγμα κάτω από το οποίο η εξαγωγή του μεταλλέυματος γίνεται μόνο με χημικό διαχωρισμό που συνεπάγεται τεράστια ποσά ενέργειας και επομένως ουσιαστικά το μετάλλευμα είναι μη εξορύξιμο.

Στο γράφημα^(1,2) στην κορυφή της ανάρτησης δίνεται ο χρόνος εξάντλησης σε χρόνια για διάφορα στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων και αρκετών μετάλλων. Τα στοιχεία είναι από την Γεωλογική Επιθεώρηση των ΗΠΑ (USGS) και υποθέτουν ετήσια ανάπτυξη της τάξης του 2%.

Στο γράφημα αυτό κάνει εντύπωση ο σίδηρος (χημικό σύμβολο Fe), του οποίου η εξάντληση υπολογίζεται σε 48 χρόνια, δηλ. σε λιγότερο από τρεις γενιές. Σκεφτήτε πόσες χιλιάδες χρόνια τον χρησιμοποιούμε. Από την εποχή του Σιδήρου. Και φθάσαμε σημέρα να μιλάμε για την εξάντλησή του σε λιγότερο από 50 χρόνια. Προκαλεί ανατριχίλα.

Η ετήσια παραγωγη του Σιδήρου είναι τεράστια. Περίπου 950 εκ τόνοι, σχεδόν 1δις τόνοι, ενώ τα αποθέματα υπολογίζονται στα 750 δις τόνοι. Όπως είπαμε όμως μόνο ένα μικρό μέρος αυτών είναι εξορύξιμο.

Το ερώτημα που τίθεται είναι τι θα κάνουμε χωρίς σίδηρο. Φανταστείτε πολέμους για σίδερο. Μην το γελάτε, δεν είναι απίθανο. Κάποτε γίνονταν πόλεμοι για τον χαλκό (χημικό στοιχείο Cu), ο οποίος σημειωτέον εξαντλείται επίσης σε 25 χρόνια.

Και δεν είναι μόνο ο σίδηρος. Πολλά στοιχεία που χρησιμοποιούνται σε είδη καθημερινής χρήσης εξαντλούνται με αποτέλεσμα συσκευές όπως τα κινητά τηλέφωνα, οι επίπεδες τηλεοράσεις ή οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές να ακριβύνουν λόγω αδυναμίας προμήθειας των απαιτούμενων υλικών όπως π.χ. το Ίνδιο και το Ταντάλιο. Η έλλειψη των σπανίων γαιών, μετάλλων της ομάδας της πλατίνας ή του Γαλλίου θα έχουν επιπτώσεις στην κατασκευή των ηλιακών συλλεκτων. Οι επιπτώσεις από την έλλειψη των μετάλλων είναι ανυπολόγιστες. Επομένως κάτι πρέπει να κάνει η ανθρωπότητα προτού φθάσει στην άκρη του γκρεμού.

Ο Diederen προτείνει ως λύση τα στοιχεία της ελπίδας. Αυτά είναι στοιχεία που υπάρχουν σε αφθονία και θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν αυτά που εξαντλούνται. Για παράδειγμα το μαγνήσιο (χημικό σύμβολο Mg) θα μπορούσε να αντικαταστήσει τον σίδηρο. Το μαγνήσιο είναι πρακτικά ανεξάντλητο και μπορεί να εξαχθεί και από τον πυθμένα των θαλασσών.

Η ανακύκλωση θα πρέπει να ενισχυθεί καθώς μπορεί να μας δώσει παράταση χρόνου μέχρι να μπορέσουμε να κάνουμε την μετάβαση από τα στοιχεία που εξαντλούνται στα στοιχεία της ελπίδας. Όμως από μόνη της δεν μπορεί να λύσει το πρόβλημα διότι ακόμα και αν γινότανε 100% ανακύκλωση και πάλι δεν θα μπορούσε να ικανοποιηθεί η αυξανόμενη ζήτηση. Εκτός των άλλων η ανακύκλωση απαιτεί ενέργεια και όσο πιο αποδοτική είναι τόσο μεγαλύτερη είναι η απαιτούμενη ενέργεια. Με δεδομένο το ενεργειακό πρόβλημα δεν μπορεί να αποτελέσει λύση.

Επίσης λύση δεν μπορεί να αποτελέσει η τεχνολογική βελτίωση της απόδοσης των μεθόδων εξόρυξης λόγω του παραδόξου του Jevon, σύμφωνα με το οποίο "η τεχνολογική εξέλιξη που αυξάνει την απόδοση χρήσης ενός πόρου, τείνει να αυξάνει (αντί να μειώνει) τον ρυθμό κατανάλωσης του πόρου αυτού". Με τον όρο απόδοση της μεθόδου εξόρυξης αναφέρομαι στο ποσό του μεταλλεύματος που ανακτάται από δεδομένη ποσότητα ορυκτού. Όσο μεγαλύτερο είναι το ποσό αυτό τόσο μεγαλύτερη είναι απόδοση της μεθόδου.

Τελικά ο άνθρωπος κατάφερε σε λιγότερο από έναν αιώνα να ξεζουμίσει ολόκληρο τον πλανήτη. Μάλλον ήρθε η ώρα να ξανασκεφτεί σοβαρά τα διαστημικά προγράμματα και τον αποικισμό άλλων πλανητών ξεκινώντας από την Σελήνη. Ο δορυφόρος θα μπορούσε να υποστηρίξει τους φυσικούς πόρους της Γης.

Αυτό βέβαια δεν σημαίνει ότι δεν πρέπει να γίνουμε πιο συνετοί, στερούμενοι ίσως λίγη από την πολυτέλειά μας προκειμένουμε να καταστήσουμε τον πλανήτη βιώσιμο και για τις επόμενες γενιές

Πηγή: http://center24.blogspot.com/2011/04/blog-post_27.html#ixzz1KkZxdiOi