Metali jest coraz mniej, a recykling rozwiąże problem na maksymalnie 200 lat

Surowce na naszej planecie nie są nieskończone. W zasadzie – eksploatujemy coraz więcej metali, a ciągle mało recyklingujemy. Mimo to nie możemy w nieskończoność wykorzystywać tych samych surowców. Niektóre metale w cyklu recyklingu osiągają zaledwie rok„żywotności”, te szlachetne – 200 lat. Co z metalami w przemyśle?

Ciągle recyklingujemy za mało, ale to może się zmienić

Według danych Statista Research Deparment w 2019 r. Stany Zjednoczone poddały recyklingowi 76% ołowiu, 60% tytanu, 52% magnezu, 51% aluminium i niklu, a także 47% stali i żelaza. Autorzy badania wskazali, że był to jeden z lepszych wyników na świecie. I choć na papierze te dane mogą wyglądać imponująco, to wbrew pozorom – ciągle jest to stosunkowo niewiele. Zapotrzebowanie na metale w przemyśle i ogólnie światowej gospodarce stale rośnie, a recykling niekoniecznie musi za tym nadążać.

Sprawa komplikuje się o tyle, że wydobycie surowców jest coraz droższe, bo złóż jest zwyczajnie mniej i trzeba schodzić głębiej pod ziemię. Co ciekawe – największym motorem napędowym na recykling w ostatnim czasie nie jest widmo nadciągającej katastrofy klimatycznej czy wyczerpanie surowców, a… pandemia koronawirusa. Przykładowo Chiny jeszcze w lipcu 2021 r. ogłosiły, że w ciągu 5 lat zwiększą zużycie złomu stalowego o 23%. I jest to podyktowane stricte inflacją przyspieszoną przez koronawirusa. Cena rudy żelaza w 2021 r. wzrosła o 38%!

Cały ten recykling surowców jest o tyle ważny w przypadku Chin, że kraj ten dostarczał ponad miliard ton żelaza rocznie, co stanowiło ponad 80% jego całkowitego zapotrzebowania. A to według szacunków, chociażby World Bureau Metal Statistic może wzrosnąć o 100% do końca stulecia. A żelazo jest o tyle ważne, że bez niego nie ma stali, bo to właśnie ten surowiec wykorzystywany jest do jego wyrobu. A samo żelazo czy stal, to nie wszystko, bo rośnie też zapotrzebowanie na aluminium, lit, nikiel, kobalt, miedź czy cynk. I to również nie są surowce, których jest nieskończenie wiele. Częstokroć są też wydobywane w tzw. biedaszybach w Afryce, czyli w prowizorycznych kopalniach niejednokrotnie z udziałem małoletnich.

Metale mogą się niedługo skończyć

Serwis Sciencedirect.com poddał krytycznej analizie liczne badania i opracowania dot. tego, kiedy osiągniemy szczyt produkcyjny poszczególnych metali i kiedy wyczerpią się ich naturalne złoża. Przeanalizowane badania oszacowały tzw. lata wyczerpania dla żelaza na 2042–2045, dla miedzi 2030–2038, 2025 dla cynku, 2020–2025 dla ołowiu i 2030–2040 dla niklu.

I oczywiście – naukowcy mogą się w tym aspekcie nieco pomylić, gdyż trudno jest ze 100% pewnością wskazać, jak zmieni się zapotrzebowanie na poszczególne metale do końca najbliższego stulecia. Ponadto możliwe, że gdzieś na świecie jeszcze odkryjemy nowe złoża metali, ale sytuacja wcale nie jest kolorowa.

Co więcej – scenariusz recyklingowy też nie jest taki optymistyczny. Z publikacji „Resource Demand Scenarios for the Major Metals” możemy się dowiedzieć, że recykling nawet w połowie tego stulecia wystarczy jedynie na ułamek zapotrzebowania na metale. A co więcej – nawet gdybyśmy znaleźli się w idealnej sytuacji, gdzie poziomy recyklingu sięgałyby 90%, to jeśli poziom wyczerpania surowców się utrzyma – i tak nie wystarczy nam niektórych metali do końca XXI wieku. Np. miedzi. Dzieje się tak z bardzo prostej przyczyny – metali nie da się recyklingować w nieskończoność. Każde z nich ma określoną żywotność.

Recykling może niestety nie rozwiązać naszych problemów

Choć recykling jest piekielnie ważny i stanowi część zrównoważonego rozwoju, to nie jest lekarstwem na wszystkie bolączki. Przy każdym procesie ponownego wykorzystania metali – tracimy częściowo na ich wartościach. Grupa naukowców z niemieckich i francuskich uniwersytetów przebadała, jaką żywotność mają poszczególne metale. Wykorzystali do tego narzędzie MaTrace stworzone przez pracowników z japońskiego Uniwersytetu Waseda.

Narzędzie to pozwala na dokonywanie symulacji – przez procesy pozyskiwania, po produkcję, użytkowanie i recykling, śledząc przy tym wszelkie straty. Przebadano 61 surowców. Wynikami podzielili się na łamach magazynu Nature. Jak się okazuje – już podczas samego wydobycia czy procesu produkcji tracimy część surowców. A recykling dodatkowo skraca żywotność metali i rzadko kiedy proces osiąga ponad 90% wydajności.

I tak według badań żelazo możemy wykorzystywać ponownie przez 150 lat. Najdłużej procesowi recyklingu możemy poddawać metale szlachetne – zwłaszcza złoto, którego żywotność oszacowano na ok. 200 lat. Najkrócej z kolei w obiegu wytrzymują gal (gallium) i selen (selenium, ten akurat jest niemetalem) – wytrzymują zaledwie rok. A niestety – są to materiały niezwykle ważne. Określa się ich jako „surowce krytyczne” – nie tylko jest ich niewiele, ale też służą do produkcji nowych technologii. A co więcej – taki gal wykazuje wysokie straty produkcyjne, sięgające niemal 95%.

Oczywiście – dane te są szacunkowe i niekoniecznie muszą się całkowicie pokrywać z realną żywotnością i procesom recyklingu. Jednak jeśli technologia recyklingu, wydobycia i produkcji nie będzie się rozwijać – zmarnujemy i bezpowrotnie stracimy sporą część metali. Jednak nawet znacznie efektywniejsze procesy nie uchronią nas przed zniknięciem części surowców. Te z czasem zwyczajnie się wyczerpią. Prędzej czy później (raczej prędzej) będziemy musieli szukać alternatywnych źródeł – tak wydobycia, jak i odpowiedników samych surowców.

Na rynku funkcjonują już startupy, które starają się adresować ten problem i odzyskiwać surowce z e-odpadów. Przykładowo nowozelandzki Mint Innovation za pomocą mikrobów odfiltrowuje metale nieszlachetne i szlachetne ze śmieci i w ten sposób je odzyskuje. To jednak zaledwie kropla w morzu potrzeb. Ciągle mamy do czynienia z olbrzymią niszą na rynku odzyskiwania metali, a zapotrzebowanie będzie tylko rosnąć. Być może problemom tym prędzej zapobiegać będą rozwiązania z zakresu przemysłu 5.0 – pytanie tylko czy jesteśmy na niego gotowi?