Ученые из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий и Высшей технической школы Цюриха решили оценить, какой вклад может дать переработка выводимой из эксплуатации инфраструктуры ископаемого топлива в развитие «зеленой» энергетики. Для этого они проанализировали, сколько металла содержится в нефтяных платформах, трубопроводах и угольных электростанциях и можно ли использовать его для строительства солнечных и ветровых мощностей. Выяснилось, что переплавка этих объемов способна обеспечить значительную часть потребностей энергоперехода.
Климатический кризис требует наращивать возобновляемую энергетику быстрыми темпами, а значит – резко увеличивается спрос на металлы, прежде всего, на сталь и медь. Их добыча остается долгим, дорогим и экологически затратным процессом. Например, запуск нового месторождения в среднем занимает более 16 лет.
В этой ситуации исследователи предложили использовать уже существующее «наследие», которое будет высвобождаться по мере отказа от ископаемого топлива. Они проанализировали глобальные базы данных по угольным шахтам, нефтегазовым месторождениям, трубопроводам и электростанциям и сопоставили их с данными о материалоемкости таких объектов. Оказалось, что в этих «ископаемых» сооружениях накоплено более 6 млрд тонн материалов. Основную массу составляет бетон, однако наибольшую ценность представляют металлы – около 1,34 млрд тонн стали и 10 млн тонн меди. Для сравнения: этого достаточно, чтобы полностью покрыть прогнозируемую потребность в стали для энергоперехода до 2050 года и обеспечить примерно треть спроса на медь.
Далее ученые оценили полный жизненный цикл стали и меди – как произведенных из первичного сырья, так и полученных из переработанного лома. Они смоделировали разные сценарии до 2050 года с учетом развития технологий и изменения энергобаланса. Результат показал, что переработка выигрывает по большинству экологических параметров – по 17 из 20 показателей. В частности, выбросы парниковых газов могут сократиться почти на 2 млрд тонн CO₂-эквивалента, что сопоставимо с годовым углеродным следом России.
Особенно показательны экономические выводы исследования. Производство металлов сопровождается так называемыми внешними издержками – это ущерб для здоровья людей и окружающей среды, который обычно не учитывается в цене продукции, но фактически оплачивается обществом. Для первичной стали и меди такие издержки в 4-9 раз превышают стоимость самого металла. Переработка позволяет снизить их на 56-97% в зависимости от технологии и сценария. В сумме это дает потенциальную экономию от 4 до 11,7 трлн долларов к 2050 году.
Исследователи также выяснили, что конкретно можно построить из этого металлолома. Если использовать сталь из бывших нефтевышек и труб для строительства ветряных сооружений, ее хватит примерно на 10 тераватт наземных ветровых мощностей – это вдвое больше текущих прогнозов. Если же направить этот металл на солнечные электростанции, заменив алюминий в конструкциях, можно построить от 24 до 45 тераватт солнечных панелей.
При этом исследователи отмечают, что реализация такой стратегии может столкнуться с сопротивлением владельцев действующей инфраструктуры, не заинтересованных в досрочном выводе из эксплуатации прибыльного бизнеса. Однако идея не выглядит утопичной: многие объекты уже приближаются к завершению срока службы, а угольная генерация все чаще уступает по экономике солнечной энергетике.
