Párizsban ma kezdődött az ENSZ 21. Klímakonferenciája, ami nem csak az energetikai szakembereket és a Greenpeace aktivistáit mozgatta meg. Bill Gates már november elején bejelentette, hogy alapítványán keresztül a következő öt évben 2 milliárd dollárt fektet a megújuló energiaforrások kutatásába.

Tegnap elindult a Breakthrough Energy Coalition elnevezésű kezdeményezése is, amihez a technológiai szektort képviselő legnagyobb vállalatok vezetői is csatlakoztak. Ott van például Marc Benioff, a Salesforce.com elnök-vezéigazgatója, Jeff Bezos Amazon-vezér, Xavier Niel, a francia Iliad Group alapítója, Hasso Plattner SAP-alapító, Meg Whitman HP-vezér és persze Mark Zuckerberg is, aki hol máshol, a Facebookon jelentette be csatlakozását a szövetséghez.

A kezdeményezés célja, hogy olyan megújuló energiaforrásokhoz kapcsolódó kutatásokat támogasson, amelyek közelebb hozzák a vágyott célt: a nulla közeli széndioxid-kibocsátást.

Nem eszik olyan forrón...

Csakhogy a kérdés nem olyan egyszerű. A The New York Times a közelmúltban hívta fel a figyelmet arra, hogy a széndioxid-kibocsátás legnagyobb részéért felelős fosszilis energiaforrások kiváltása újabb problémákat vet fel.

A megújuló energiaforrásokra (szél-, nap- és árapályenergia stb.) ugyanis valóban igaz az, hogy gyakorlatilag korlátlanul állnak rendelkezésre, a hatékony kinyerésükhöz és hasznosításukhoz azonban olyan anyagokra van szükség, melyekhez nagyon korlátozottan lehet hozzájutni. Mintegy ötven olyan anyag van – köztük ritkaföldfémek, mint az indium, a gallium –, melyeket évente mindössze néhány ezer tonna mennyiségben bányásznak, és az összes anyag mennyisége nem éri el a 200 ezer tonnát.

Összehasonlításképpen: a globális aranykitermelés évente mintegy 2500-2600 tonna körül alakul, kőolajból még a kicsi készletekkel rendelkező Magyarországon is évi több mint 1 millió tonnát hoznak felszínre, az integrált áramkörök és kondenzátorok gyártásához nélkülözhetetlen szilícium-oxid pedig a földkéreg leggyakoribb ásványának, a kvarcnak az alkotóeleme, azaz szinte bárhol megtalálható korlátlan mennyiségben.

Ritkaföldfémek: tényleg kevés van belőlük

A ritkaföldfémeket használják a chipgyártásban, de nélkülözhetetlen elemei például a nagy hatékonyságú szélturbináknak és a modern akkumulátoroknak is. Mindhárom terület komoly kihívás előtt áll. A Nemzetközi Energiaügynökség egyik ajánlása szerint 2030-ra a szélenergia-kapacitást a jelenleginek legalább a négyszeresére kellene emelni. Az elektromos autók terjedése szintén okozhat problémákat: egyes előrejelzések szerint 2025-re a a jelenlegi százszorosára gyarapszik az ilyen autók száma, ami óhatatlanul magával hozza az igényt a még hatékonyabb akkumulátorok előállítására, amelyhez jelenlegi ismereteink szerint még több ritka fémre lesz szükség, például kobaltra.

Szennyezéssel a széndioxid ellen?

A zöld energiaforrások hatékony felhasználása ugyanakkor meglehetősen paradox tendenciával jár együtt. Egyfelől ugyanis tény, hogy az energiatakarékos elektronikai berendezések gyártásához elengedhetetlenek a ritkaföldfémek. A NYT hoz egy érdekes példát. Az Egyesült Államok összes villamosenergia-felhasználásának 5 százalékát a légkondicionálók fogyasztása adja. Ha ezekben használt elektromágneses motorokhoz nem használnának ritkaföldfémeket, akkor sokkal kevésbé lennének hatékonyak, azaz megugrana az energiafogyasztás, tehát nőne az ebből adódó széndioxid-kibocsátás.

Másfelől az ilyen ásványok bányászata és feldolgozása rendkívül környezetszennyező.

A világ kibányászható ritkaföldfém-készletének majdnem fele Kínában található. Bár jelentős készletek találhatók Ausztráliában, Brazíliában, Afrikai egyes országaiban – a legjelentősebb kobaltkitermelő például Kongó, illetve az ott működő Eurasian Resources Group –, Grönlandon, Indiában, Kaliforniában és Ausztráliában, a legnagyobb kitermelő egyelőre Kína. Egy 2009-es adat szerint az akkor kitermelt 130 ezer tonna ritkaföldfém elsöprő része onnan származott, de még 2013-ban is a termelés több mint 90 százalékát adta.

Az ilyen ásványi kincsekkel rendelkező országok már csak azért is óvatosan nyúlnak a készletekhez, mert bányászatuk hatalmas környezeti károkat okoz. Kínában a ritkaföldfém-bányák környéke jellemzően meddő pusztasággá változott a bányászat során keletkezett szennyezett és gyakran radioaktív víztől.

Ritkaföldfém-kitermelés 1960-tól

(Forrás: Berkeley Egyetem)

De van más probléma is, aminek egyelőre csak az előszele érezhető. Bár az utóbbi két évben az Egyesült Államok növelte a kitermelést, ezeknek az anyagoknak a fenntartható biztosítása erősen kérdéses. És nem csak a készletek végessége miatt. Kína ugyanis, amelynek korábban jelentős bevételi forrása volt a ritkaföldfém-export, maga is szeretne a hitech iparág fontos szereplője lenni. A tavasszal meghirdetett "Made in China 2025" stratégia célkitűzése ugyanis az, hogy a magasabb hozzáadott értékű gyártás felé tolja el az iparát. Ezért fektett például irdatlan összegeket a chipgyártás felfuttatásába.

Ha azonban a ritkaföldfém-készleteivel a belső igényeket elégíti ki, a nagy elektronikai gyártók kénytelen lesznek más források után nézni.

Az anyagkutatókon a világ szeme

A megoldás tehát nem önmagában a megújuló energiaforrások üzembiztonságának növelése. Egyre inkább úgy tűnik, hogy mindennél nagyobb hangsúlyt kell kapjon az ehhez szükséges anyagok kutatása. Egyrészt a ritkaföldfémek környezetkímélő módszerekkel történő kinyerése, másrészt a helyettesítése kevésbé környezetterhelő anyagokkal.

A másik fontos irány pedig az újrahasznosítás. Ez a gyártók felelőssége is, hogy úgy fejlesszék elektronikai eszközeiket, hogy azok alkatrészei – különösen a környezetszennyező, illetve ritka anyagokat tartalmazó elemei – minél egyszerűbben újrahasznosíthatóak legyenek.