To liczba, która może przyprawić o zawrót głowy, gdy próbujemy sobie ją wyobrazić. Rodzi się jednak istotne pytanie: czy zielona transformacja nie spowoduje szkodliwych zmian w środowisku, skoro zapotrzebowanie na metale jest tak ogromne? Nie tylko według przeciwników transformacji, lecz także niektórych jej zwolenników, odpowiedź brzmi: tak. W tym tekście pokażę jednak, że takie podejście jest błędne.
Autor: Juliusz Śmidowski
Węgiel miedzi nie równy
Warto zacząć od sprecyzowania, o jakich metalach mowa. Do tzw. zielonych metali zaliczamy. miedź, lit, nikiel, metale ziem rzadkich i kilka innych pierwiastków. Znajdują one szerokie zastosowanie w zielonej transformacji – od produkcji samochodów elektrycznych po rozbudowę sieci elektroenergetycznych.
Znajomość metali i ich roli pozwala przejść do kluczowego pytania: jak ocenić wpływ ich wydobycia na środowisko? Przede wszystkim warto spojrzeć na skalę wydobycia. Według IEA w 2020 roku wydobyto łącznie około 7 milionów ton zielonych metali. Dla porównania, wydobycie węgla, ropy i gazu wynosiło około 15 miliardów ton, przy czym węgiel stanowił większość tej liczby. Za tymi danymi stoją setki kopalni. Same Chiny zużywają rocznie około 4,2 miliarda ton węgla. Różnica w skali wydobycia jest ogromna, ale surowe statystyki nie dają jeszcze pełnego obrazu wpływu na środowisko. Energia z paliw kopalnych jest obecnie znacznie bardziej rozpowszechniona, co naturalnie generuje większy popyt na ich wydobycie.
Diabeł tkwi w szczegółach
Przechodząc do bardziej szczegółowych danych, strona Our World in Data analizuje, ile kilogramów skały trzeba wykopać, aby wygenerować 1 GWh energii elektrycznej z różnych źródeł. Dane pokazują, że koszt początkowy w postaci materiałów potrzebnych do budowy OZE jest wyższy niż w przypadku elektrowni węglowych i gazowych. Jednak nie stanowi to dużego problemu.
Po pierwsze, większość materiałów wykorzystywanych w OZE to stal i beton. Przykładowo, 1 GW mocy z turbin wiatrowych na lądzie wymaga około 7 tysięcy kilogramów materiałów, z czego stal i beton stanowią 6,82 tysiąca kilogramów. Stal od dawna jest jednym z najczęściej poddawanych recyklingowi materiałów, a choć beton nie jest tak popularny pod tym względem, jego odzysk jest technologicznie możliwy i ekonomicznie opłacalny. Co więcej, rozwój technologii poprawia wydajność i wydłuża cykl życia OZE, zmniejszając zapotrzebowanie na surowce.
Po drugie, odnawialne źródła energii nie wymagają stałego dostarczania paliwa, co obniża ogólny ślad surowcowy. Dane z Our World in Data pokazują, że 1 GWh energii z turbin wiatrowych wymaga wydobycia 53 tysięcy kilogramów skały, a z paneli fotowoltaicznych – 45 tysięcy kilogramów. Dla porównania, elektrownie węglowe potrzebują 1,18 miliona kilogramów skały na 1 GWh, czyli ponad 20 razy więcej niż turbiny wiatrowe i 57 razy więcej niż atom. Elektrownie atomowe też wymagają ciągłego dostarczania paliwa, niemniej uran daje znacznie więcej energii niż dana ilość węgla. A to nawet bez zgłębiania tematu możliwego recyklingu zużytego paliwa, co ma miejsce w znacznym stopniu w atomowej Francji.
Po trzecie, metali użytych w zielonej transformacji można użyć wielokrotnie, w przeciwieństwie do węgla, który po spaleniu nie ma większych zastosowań. Według International Copper Association w latach 2009-2018, 32% używanej miedzi pochodziło z recyklingu, a w przypadku cynku było to 30% według International Zinc Association.
Istnieją już też przykłady istotnych sukcesów w przypadku bardziej problematycznych w recyklingu technologii. Li-Cycle w Stanach Zjednoczonych zajmuje się odzyskiwaniem przede wszystkim litu z baterii litowo-jonowych (ale też i innych użytecznych metali). Szacuje się, że ich zakłady recyklingowe mogą produkować do 8500 ton węglanu litu rocznie. Nawet turbiny wiatrowe, owiane złą sławą w kwestii recyklingu, notują już pierwsze zwycięstwa na tym polu za sprawą firmy Carbon Rivers. Trudności regulacyjne w otwieraniu kopalni mogą jeszcze bardziej skłonić firmy do intensyfikacji działań na polu recyklingu.
Dodatkowo postęp technologiczny może obniżyć jeszcze bardziej koszty środowiskowe zielonego górnictwa. W przypadku litu, klasyczną metodą produkcji są tzw. stawy ewaporacyjne. Jest to metoda, która polega na tym, że z podziemi pompuje się na powierzchnię wodny roztwór soli mineralnych zawierających lit. Następnie roztwór ten paruje na powierzchni i pozostawia po sobie metal. Skutkuje to dużym zużyciem wody. Metoda direct lithium extraction zakłada natomiast, że można użyć różnych roztworów, by wyodrębnić lit i nie musieć odparowywać w tym celu setek litrów wody. Potencjalnie sam lit może okazać się zbędny jeśli zostaną rozwinięte akumulatory sodowo-jonowe, które korzystają ze znacznie bardziej powszechnego pierwiastka. Są to technologie w fazie rozwojowej, niemniej postęp techniczny stoi po stronie ludzkości.
Górnictwo nadal święte nie jest
Pomimo mniejszego wpływu wydobycia zielonych metali na środowisko niż paliw kopalnych, górnictwo nadal przekształca tereny i może powodować lokalne problemy ekologiczne. Wydobycie zielonych metali wzrośnie czterokrotnie do 2040 roku (z 7 milionów ton rocznie obecnie do 28 milionów) , co oznacza powstawanie nowych kopalni. Dodatkowo według IEA, jakość rud zaczęła się pogarszać w ostatnich latach, co wynika z tego, że najlepsze złoża są przeważnie wydobywane na początku. Przykładowo w Chile, czyli u największego producenta miedzi z udziałem 23% w światowym wydobyciu, przeciętna jakość miedzi pogorszyła się o 30% w ciągu ostatnich 15 lat. Co prawda gorsza jakość nie sprawi, że zielone górnictwo dotarłoby do poziomu górnictwa paliw kopalnych, jeśli chodzi o wpływ środowiskowy, bo różnica jest zbyt wysoka. Niemniej może to sprawić, że dojdzie do zauważalnie większych i bardziej licznych wydobyć niż pierwotnie zakładano. A to oznacza powszechne już problemy z wodą w okolicach kopalni.
W przypadku miedzi, woda jest używana do odseparowania rudy od zbędnych skał płonnych oraz przy dalszej obróbce. Obecnie 80% produkcji miedzi w Chile znajduje się na obszarach suchych i zagrożonych niedoborem wody. Największa podziemna kopalni miedzi na świecie, El Teniente, wprowadziła nawet racjonowanie wody w czasie suszy. Zużycie wody dotyczy też innych metali, ponieważ wiele z nich trzeba w jakiś sposób odseparować od skały, a następnie poddać dalszej obróbce. Nie tylko samo wydobycie i obróbka metali wymagają wody, lecz także działalność kopalni, m.in. w celu redukcji pyłu oraz chłodzenia maszyn. Konflikty o zasoby wodne mogą więc narastać, zwłaszcza w regionach dotkniętych suszami. W przypadku części metali problematyczne są też tzw. zbiorniki poflotacyjne, które zawierają resztki materiałów z procesu oddzielania rud metali od skał płonnych. Wśród tych materiałów mogą być resztki skał płonnych, chemikaliów i zanieczyszczonej wody. W „najlepszym wypadku” brak odpowiedniego nadzoru takiego zbiornika doprowadzi do zanieczyszczenia lokalnego środowiska odpadami. W najgorszym wypadku, może doprowadzić do śmierci ludzi. Takie wydarzenie miało miejsce w Brazylii, gdzie doszło do przerwania tamy w zbiorniku odpadów, które następnie zalały okoliczny obszar, co doprowadziło do śmierci około 300 osób.
Poza tym przekształcanie terenu ma wpływ na faunę i florę. W Stanach Zjednoczonych już od kilku lat trwają konflikty z tego powodu. Jedną z najbardziej znanych kości niezgody jest przypadek gryki Tiehma, ciekawie opisany w książce Wojna o minerały Ernesta Scheydera. Jest to bardzo rzadki kwiat polny, który rośnie na złożach litu. Firma górnicza Ioneer chciała zbudować kopalnie na tych terenach, ale obawy ekologów opóźniły ten proces. Batalia trwa już od kilku lat, a wręcz się pogłębiła od kiedy grykę wpisano na listę gatunków zagrożonych. Ioneer stara się, w przeciwieństwie do wielu firm, wziąć pod uwagę wpływ kopalni na grykę. Niemniej nie ważne jak dobre są intencje Ioneer, istnieją wątpliwości, czy delikatny kwiat mógłby przeżyć liczne pyły w powietrzu związane z pracą kopalni.
Podobne konflikty dotyczą także społeczności ludzkich. Projekt Resolution Copper w USA wzbudził kontrowersje, ponieważ jego realizacja naruszyłaby miejsce kultu religijnego plemienia Apaczów. Kopalnia ta mogłaby pokryć nawet 25% zapotrzebowania Stanów na miedź, ale walka o jej budowę trwa już od kilkunastu lat. A to już nie wspominając nawet o problemach złożach metali, które nie są na odludziu, tylko w gęściej zaludnionych obszarach. Historii, w których kopalnie zielonych metali stoją w konflikcie z lokalnymi środowiskami i społecznościami są setki. Trudno się dziwić, skoro historycznie górnictwo nie miało zbytniej renomy, jeśli chodzi o przejmowanie się lokalnymi warunkami.
Słodko-kwaśne zakończenie z przewagą słodkości
Zielona transformacja przyniesie światu korzyści, zarówno poprzez ograniczenie zmian klimatycznych, jak i redukcję liczby potrzebnych kopalni Nie oznacza to jednak, że problem wpływu górnictwa na środowisko zostanie całkowicie wyeliminowany. Recykling i postęp technologiczny mogą go zmniejszyć, ale do tego czasu konflikty ekologiczne i społeczne pozostaną nieuniknione. Mimo to perspektywy zielonego górnictwa są obiecujące, co pozwala patrzeć w przyszłość z nadzieją.