Cuộc cách mạng mặt trời tiếp theo có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch trong khai thác

Gần đây Tài nguyên lửa, một nhà sản xuất vàng và đồng có trụ sở tại Tây Úc, tuyên bố nhà máy điện mặt trời mới của họ sẽ sớm bắt đầu cung cấp năng lượng cho mỏ DeGrussa. Bằng cách thay thế năng lượng diesel, nhà máy điện 10-megawatt, với các tấm 34,000 và pin lưu trữ lithium, dự kiến ​​sẽ giảm lượng khí thải carbon của mỏ xuống còn 15%.

Đây là một sự phát triển thú vị bởi vì nó nhận ra một tiềm năng quan trọng đã được công nhận từ lâu nhưng không được khai thác. Hai trong số các tài nguyên lớn nhất của Úc - năng lượng mặt trời và khoáng sản - là, như may mắn sẽ có nó, cả hai tập trung cao độ ở cùng một phần của Úc.

Trong trường hợp này, năng lượng mặt trời đang được sử dụng để cung cấp năng lượng cho mỏ, nhưng cũng có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời được sử dụng để chuyển đổi các khoáng chất thành hóa chất và kim loại.

Trong sản xuất kim loại, hầu hết các khí nhà kính được tạo ra khi carbon (thường là than) được sử dụng để sản xuất kim loại từ quặng đá. Một số carbon này được sử dụng trong các phản ứng hóa học thực tế, nhưng một tỷ lệ lớn chỉ là cung cấp năng lượng cho quá trình.

Việc thay thế nguồn năng lượng carbon bằng năng lượng tái tạo hoặc năng lượng phát thải thấp khác có khả năng làm giảm đáng kể các khí nhà kính liên quan đến sản xuất kim loại.


đồ họa đăng ký nội tâm


Ví dụ, trong sản xuất sắt, nhiều hơn 400kg than cốc và than đá được sử dụng để tạo ra mỗi tấn sắt. Sử dụng năng lượng tái tạo làm nguồn nhiệt có thể giảm tới đầu vào carbon này tới 30%.

Cuộc cách mạng tiếp theo

Hiện nay, việc sử dụng năng lượng mặt trời của Úc chủ yếu giới hạn ở các gia đình, đối với nước nóng và điện năng lượng mặt trời. Nhưng năng lượng mặt trời cũng có tiềm năng lớn đối với khu vực Úc.

Mỏ thường bị cô lập. Thông thường nguồn cung cấp khí đốt và điện tự nhiên bị hạn chế, và ở vùng sâu, việc cung cấp năng lượng bị giới hạn ở nhiên liệu hóa thạch lỏng. Đây chính xác là tiềm năng đang được Sandfire Resources khai thác tại cơ sở khai thác 900km về phía bắc Perth.

Các nghiên cứu gần đây bởi CSIRO đã xác định tiềm năng sử dụng năng lượng mặt trời trong chế biến quặng ở nhiệt độ cao như bauxite, đồng và quặng sắt. Quá trình này sẽ sử dụng năng lượng nhiệt mặt trời tập trung (CST) như một nguồn cung cấp nhiệt. Nhiệt này cũng có thể được chuyển đổi thành điện, được gọi là năng lượng mặt trời tập trung (CSP).

Điều này khác với tấm pin năng lượng mặt trời công nghệ được sử dụng trong nhà máy năng lượng mặt trời của Sandfire (và các tấm pin mặt trời trên mái nhà), giúp chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng.

Năng lượng nhiệt mặt trời hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ giữa 800? và 1,600? – điều này có thể đạt được nhờ công nghệ tập trung nhiệt mặt trời hiện có. Nhiệt độ này hiện quá nóng để chuyển đổi nhiệt thành điện, thường hoạt động dưới 600?.

Nhưng chế biến khoáng sản có thể sử dụng nhiệt độ cao này, vì nhiệt được sử dụng trực tiếp để chuyển đổi hóa học, thay vì đầu tiên được chuyển đổi thành điện.

Chính lý do này đang thúc đẩy nghiên cứu, tại Đại học Adelaide, sản xuất alumina sử dụng năng lượng mặt trời tập trung và, tại Đại học Swinburne, để sản xuất sắt từ quặng.

Chúng tôi đã thử nghiệm một loạt các nhiệt độ và hỗn hợp khoáng chất, và đã sản xuất các sản phẩm sắt tương tự như các sản phẩm sắt thương mại. Chúng tôi dự tính một nhà máy sản xuất sắt năng lượng mặt trời hoạt động ở Tây Úc và gia tăng giá trị cho dự trữ sắt của chúng tôi trước khi được chuyển ra nước ngoài.

Chúng tôi hy vọng điều này có thể giảm năng lượng và khí thải bằng 20-30% so với các quy trình sản xuất sắt hiện nay, bằng cách thay thế nhiên liệu hóa thạch dựa trên carbon bằng năng lượng mặt trời, mặc dù carbon vẫn được sử dụng trong các quy trình hóa học.

Việc này có hiệu quả về mặt chi phí hay không sẽ phụ thuộc vào nhà sản xuất, vì việc tiết kiệm năng lượng và carbon sẽ cần phải bù đắp cho chi phí vốn cao liên quan đến thông lượng mặt trời cao.

Năng lượng mặt trời tập trung vẫn còn tương đối đắt tiền. Viện năng lượng mặt trời Úc ước tính ở 2012 rằng chi phí điện từ năng lượng mặt trời tập trung là gần gấp đôi chi phí hiện tại cho năng lượng thông thường, phản ánh phần lớn chi phí vốn cao của các hệ mặt trời.

Khoảng cách này hợp lý có thể được dự kiến ​​sẽ đóng lại với sự gia tăng quy mô hoạt động (giảm chi phí sản xuất) và trong áp lực quy định đối với các nguồn điện thông thường.

Nó có thể là một lối thoát, nhưng bước nhỏ của Sandfire Tài nguyên có thể là sự khởi đầu của một cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp khoáng sản Úc.

Giới thiệu về Tác giả

Geoffrey Brooks, Phó hiệu trưởng (Sản xuất tương lai), Đại học Công nghệ Swinburne

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at

phá vỡ

Cảm ơn đã ghé thăm Nội địa.com, ở đâu có 20,000 + những bài báo thay đổi cuộc sống quảng bá "Thái độ mới và những khả năng mới". Tất cả các bài viết được dịch sang Hơn 30 ngôn ngữ. Theo dõi đến Tạp chí Nội tâm, xuất bản hàng tuần và Cảm hứng hàng ngày của Marie T Russell. Tạp chí InsideSelf đã được xuất bản từ năm 1985.