Kā viens startups ar probiotikas palīdzību cenšas atrisināt pasaules vara deficītu
Pasaules ekonomika kļūst arvien zaļāka, taču šī pāreja slēpj neticamu ironiju: lai izveidotu vēja turbīnas, elektromobiļus un saules paneļus, mums ir nepieciešams ļoti, ļoti daudz sena laba vara. Metāla, kura ražošana bieži vien nav ne draudzīga videi, ne īpaši efektīva. Globālo pieprasījumu pārsniedzot piedāvājumu, vara deficīts kļūst par reālu draudu zaļajai pārejai. Taču, iespējams, palīdzība nāk no negaidīta avota – no sīkajiem mikrobiem, kurus mēs parasti saistām ar veselīgiem zarnu trakta bakterijām. Startup uzņēmums Transition Metal Solutions stāsta, ka tieši ar īpašu “probiotikas” kokteiļa palīdzību viņi varētu atvērt nākotnes vara atslēgu.
Vara krīze: Neuzkrītošais šķērslis zaļajai enerģijai
Vars nav tikai vads un caurules. Tas ir absolūti būtisks metāls visā elektriskajā infrastruktūrūā. Katrs jauns elektromobilis satur apmēram četras reizes vairāk vara nekā parastais automašīnas ar iekšdedzes dzinēju. Vēja turbīnai var būt vajadzīgas līdz pat vairākām tonnām. Pasaules pieprasījums pēc vara, pēc starptautiskās organizācijas International Copper Study Group prognozēm, līdz 2050. gadam varētu gandrīz dubultoties. Tomēr tradicionālā vara ieguve ir sarežģīta: jauni atradumi ir reti, ieguves procesi enerģijas patērētāji, un daudzas ogļūdeņražus bagātas valstis tagad koncentrējas uz zaļāku nākotni, nevis uz jauniem raktuvju atvēršanas projektiem. Radās steidzama nepieciešamība pēc revolucionāras tehnoloģijas, kas varētu iegūt vairāk no tā, kas jau ir pieejams.
Dabiskais risinājums: Mikrobi kā rūdu kalnrači
Šeit ierodas Transition Metal Solutions ar savu biohidrometallurģijas pieeju. Jūs droši vien esat dzirdējuši par probiotikām – dzīvajiem mikroorganismiem, kas labvēlīgi ietekmē mūsu gremošanu. Uzņēmuma ideja ir līdzīga, bet mērogā: tie izmanto īpaši atlasītu un optimizētu mikrobu kopienu, lai “sagremotu” vara rūdu un atbrīvotu metālu. Šis process, ko daba ir izmantojusi miljoniem gadu, tiek paātrināts un uzlabots ar modernu zinātni.
Kā darbojas šis “probiotikas” process?
Iedomājieties lielu kaudzi sasmalcinātas vara rūdas. Tradicionāli, lai iegūtu metālu, tā tiek kausēta augstās temperatūrās vai izšķīdināta ar spēcīgām ķīmiskām skābēm, kas rada toksiskus blakusproduktus. Transition Metal Solutions pieeja ir daudz maigāka. Viņi izsmidzina vai ielej savu īpašo mikrobu kokteili – kas sastāv no baktērijām un arhejiem – pār rūdu. Šie mikrobi dabiskā veidā izdala bioloģiskus savienojumus (piemēram, skābes vai oksidējošas vielas), kas izšķīdina varu no minerāliem, pārvēršot to šķīdumā. Pēc tam varu var viegli izdalīt no šī šķīduma, izmantojot elektrolīzi. Mikrobi strādā, kamēr viņiem ir barība un labvēlīgi apstākļi, un process rada ievērojami mazāk kaitīgu atkritumu.
Potenciālie ieguvumi: Vairāk vara, mazāks klimata pēdas nospiedums
Šīs tehnoloģijas priekšrocības, ja tā izrādīsies mērogājama, varētu būt pārsteidzošas.
Palielināta efektivitāte
Daudzas no pasaules vara rūdām ir ar zemu vara saturu vai sarežģīti ķīmiski saistītas ar citiem minerāliem, padarot tās neekonomiskas tradicionālajai ieguvei. Mikrobi var piekļūt šim “neizmantojamajam” varam, efektīvi palielinot rezerves, nemaz neieskrienot jaunās raktuvēs. Tas ir kā iegūt pilnīgi jaunu raktuvi, neizraujot jaunu bedri.
Videi draudzīgāka ieguve
Biohidrometallurģija notiek gandrīz istabas temperatūrā, nepieprasot milzīgus enerģijas daudzumus kausēšanai. Tā nerada sēra dioksīda izmešus, kas ir galvenais piesārņotājs parastajā vara ražošanā. Ūdens lietošanas cikls ir slēgts, samazinot patēriņu. Tas ir ievērojams solis uz ilgtspējīgāku ieguves nozari.
Izmantošana esošās infrastruktūras ietvaros
Tehnoloģiju var potenciāli ievietot esošās raktuvēs vai izmantot atkritumu kaudzēm (haldām), kur jau iepriekš izrakta, bet nepietiekami apstrādāta rūda. Tas nozīmē mazāk jaunu zemes traucējumu un ātrāku ieviešanu.
Izaicinājumi un nākotnes perspektīvas
Protams, ceļš no laboratorijas līdz globālai rūpniecības mēroga tehnoloģijai ir garš un pilns izaicinājumiem. Process var būt lēnāks nekā ķīmiskā izšķīdināšana, un mikrobu aktivitāte ir atkarīga no apstākļiem, piemēram, temperatūras un pH. Uzņēmumam būs jāpierāda, ka viņu metode ir ne tikai videi draudzīgāka, bet arī ekonomiski konkurētspējīga tradicionālajām metodēm lielos mērogos.
Tomēr potenciāls ir milzīgs. Ja Transition Metal Solutions vai līdzīgi uzņēmumi veiksmīgi komercializēs šo tehnoloģiju, tas varētu būt spēcīgs instruments globālās vara piegādes ķēdes noturības palielināšanai. Tas varētu padarīt atkritumu kaudzes par vērtīgiem resursiem un samazināt zaļās enerģijas tehnoloģiju ekoloģisko pienesumu.
Vara deficīts ir sarežģīta problēma, kas prasa daudzpusīgus risinājumus. Un, kā izrādās, viens no vismazāk sagaidāmajiem, bet potenciāli visvairāk solašajiem risinājumiem, varētu būt paslēpts mazajā, dzīvajā pasaulē, kas pastāv zem mūsu kājām – mikrobu pasaulē, ko tagad gudri virza uz priekšu cilvēku izgudrojamība. Nākotnes vara raktuve varētu izskatīties nevis kā milzīga karjera, bet kā rūpīgi kontrolēta bioreaktora halle, kur mazie palīgi darbojas, lai barotu mūsu zaļo sapni.