- Регистрация
- 29.04.20
- Сообщения
- 231
- Онлайн
- 8д 16ч 47м
- Сделки
- 1
- Нарушения
- 0 / 0
Недостаток ресурсов. Редкие элементы в наших устройствах
Это 17 химических элементов, без которых большинство современных технологий не могут обойтись, от таблеток до устройств магнитно-резонансной томографии. От электромобилей до военной техники. От солнечных электростанций до космических спутников. Их потребление резко растет, и есть риск, что они скоро станут дефицитным сырьем.
Редкоземельные элементы или редкоземельные металлы, как их иногда называют, представляют собой семнадцать металлов со схожими химическими свойствами. В частности, к ним относятся скандий, иттрий и вся пятнадцатичленная группа лантаноидов, которые являются химическими элементами с числом протонов от 57 до 71, поэтому мы находим их рядом в периодической таблице элементов. Они начинаются с лантана и заканчиваются лютецием.
Витамины для химической науки
Благодаря структуре их электронной оболочки, эти элементы имеют много чрезвычайно полезных преимуществ. Некоторые эксперты называют их «витаминами для химической науки», потому что они работают лучше.
Если у вас есть iPhone в вашем кармане, у вас также есть восемь редких элементов в вашем кармане. Этот смартфон имеет лантан, церий, иттрий, европий, неодим, празеодим, тербий и гадолиний. Они заботятся о цветах на дисплее, допускают вибрацию, вы найдете их в динамике и аккумуляторе.
Вы можете найти немного другой состав этих элементов в мобильных телефонах других брендов, и 16 из 17 редких элементов будут использоваться в смартфонах - за исключением прометия, который является радиоактивным.
Потребление этих элементов резко возрастает, а спрос растет еще быстрее. И это начинает быть проблемой. Если что-то не изменится, производство редкоземельных элементов скоро перестанет отвечать потребностям мировой экономики.
Это хорошо видно, например, на примере технологий для возобновляемых источников энергии, которые не могут обойтись без этих драгоценных металлов.
В прошлом году было опубликовано научное исследование, спонсируемое правительством Нидерландов, которое показало, что если сократить выбросы парниковых газов в борьбе с глобальным потеплением, по крайней мере, как это предусмотрено в Парижском соглашении, то для производства пяти редкоземельных элементов необходимо 20 редкоземельных элементов. Производство фотоэлектрических панелей и ветряных турбин. Такое увеличение добычи в современных условиях нереально.
И это только один маленький кусочек использования этих металлов в одном растущем промышленном сегменте. Когда мы добавим к общему уравнению быстрое развитие передовых технологий во всех областях промышленности и сельского хозяйства, а также тот факт, что глобальный средний класс вырастет с сегодняшнего 1 миллиарда до 3 миллиардов человек, становится ясно, что результат будет отрицательным. Сегодняшних ресурсов редких земель нам не хватит.
Редкие земли как супероружие
Вторая серьезная проблема растущей зависимости от редких земель состоит в том, что 95% из них происходят из Китая. Он хорошо знает о силе, которую она ей дает, и не боится ее использовать. Он продемонстрировал это наиболее убедительно в 2010 году, когда вступил в дипломатический раскол с Японией. В это время китайская рыбацкая лодка столкнулась с патрульными катерами ВМС Японии в водах, оспариваемых двумя странами, которые задержали китайский корабль и его команду. Для Китая было достаточно, чтобы угрожать Японии эмбарго на редкие земли, и Токио очень быстро капитулировал. Побочным эффектом стало то, что цены на редкие земли на мировых рынках временно выросли в пять раз.
В то же время китайская монополия на это сырье является относительно новой вещью. Редкие земли добывались в Индии и Бразилии с конца девятнадцатого века, в Южной Африке после Второй мировой войны, а шахты в Калифорнии долгое время доминировали в производстве этих металлов с середины 1960-х годов. Их бум был вызван массовым спросом на удивительные тогда технические инновации - цветное телевидение. И европий добавлялся к телевизионным экранам. Китай доминировал в мировом производстве во второй половине 1990-х годов. И надо сказать, что остальной мир, по крайней мере на начальном этапе, охотно предоставил ему эту привилегию. Причина была проста: добыча редкоземельных элементов является чрезвычайно сложной, дорогостоящей и огромной экологической нагрузкой.
Редкие земли на самом деле не редкость, например, церий находится на планете в том же количестве, что и медь. Проблема в том, что их нигде нет в концентрированных количествах. Их трудно извлечь из камней, которые часто являются токсичными или радиоактивными. Это означает измельчение этих пород, сортировку, а затем повторное выщелачивание в кислоте, фильтрацию и повторное растворение в кислоте.
Весь процесс состоит из сотен таких этапов, а в качестве побочного продукта используется много токсичных и агрессивных химических веществ. Настройка всего процесса таким образом, чтобы он не разрушал окружающую среду и здоровье сотрудников, является очень дорогостоящим и требовательным. Однако они не стали беспокоиться об этом в Китае - местное правительство объявило добычу редкоземельных элементов стратегическим приоритетом, а такие вещи, как экология или здоровье населения, остались в стороне.
Есть ли решение?
Остальная часть мира осознает силу Китая благодаря этой позиции. В то же время ясно, что китайских шахт скоро будет недостаточно для мировых нужд. Поэтому многие страны готовят собственную добычу. Япония, более активная, чем другие, после китайского эмбарго, недавно сообщила об обнаружении богатых отложений морского дна возле острова Минами Торишима на северо-западе Тихого океана.
США также реагируют - с прошлого года добыча на шахтах в Калифорнийском горном перевале, которые были закрыты с 2002 года, частично возобновилась, однако США (не говоря уже о ЕС) еще далеко до самодостаточности. Запуск добычи редкоземельных элементов требует огромных затрат и обычно занимает от 10 до 20 лет.
Поэтому многие высокотехнологичные компании, от Apple до Tesla, ищут инновации, которые каким-то образом снизили бы потребление этих металлов в производстве. Или они просто пытаются заменить их другими металлами. Однако это часто означает просто смещение сырьевой зависимости на какой-то другой редкий элемент.
Поэтому многие эксперты видят единственное эффективное решение в круговой экономике. То есть в новой системе, которая позволит сократить количество сырья и отходов до минимума с помощью инновационного дизайна и принципов обслуживания, ремонта и утилизации.
Система, которая сформировала бы замкнутый круг. Тем не менее, мы все еще далеки от этого - уровень переработки критически необходимых металлов в настоящее время составляет менее 1 процента, а некоторые редкоземельные элементы вообще не утилизируются.
Это 17 химических элементов, без которых большинство современных технологий не могут обойтись, от таблеток до устройств магнитно-резонансной томографии. От электромобилей до военной техники. От солнечных электростанций до космических спутников. Их потребление резко растет, и есть риск, что они скоро станут дефицитным сырьем.
Редкоземельные элементы или редкоземельные металлы, как их иногда называют, представляют собой семнадцать металлов со схожими химическими свойствами. В частности, к ним относятся скандий, иттрий и вся пятнадцатичленная группа лантаноидов, которые являются химическими элементами с числом протонов от 57 до 71, поэтому мы находим их рядом в периодической таблице элементов. Они начинаются с лантана и заканчиваются лютецием.
Витамины для химической науки
Благодаря структуре их электронной оболочки, эти элементы имеют много чрезвычайно полезных преимуществ. Некоторые эксперты называют их «витаминами для химической науки», потому что они работают лучше.
Если у вас есть iPhone в вашем кармане, у вас также есть восемь редких элементов в вашем кармане. Этот смартфон имеет лантан, церий, иттрий, европий, неодим, празеодим, тербий и гадолиний. Они заботятся о цветах на дисплее, допускают вибрацию, вы найдете их в динамике и аккумуляторе.
Вы можете найти немного другой состав этих элементов в мобильных телефонах других брендов, и 16 из 17 редких элементов будут использоваться в смартфонах - за исключением прометия, который является радиоактивным.
Потребление этих элементов резко возрастает, а спрос растет еще быстрее. И это начинает быть проблемой. Если что-то не изменится, производство редкоземельных элементов скоро перестанет отвечать потребностям мировой экономики.
Это хорошо видно, например, на примере технологий для возобновляемых источников энергии, которые не могут обойтись без этих драгоценных металлов.
В прошлом году было опубликовано научное исследование, спонсируемое правительством Нидерландов, которое показало, что если сократить выбросы парниковых газов в борьбе с глобальным потеплением, по крайней мере, как это предусмотрено в Парижском соглашении, то для производства пяти редкоземельных элементов необходимо 20 редкоземельных элементов. Производство фотоэлектрических панелей и ветряных турбин. Такое увеличение добычи в современных условиях нереально.
И это только один маленький кусочек использования этих металлов в одном растущем промышленном сегменте. Когда мы добавим к общему уравнению быстрое развитие передовых технологий во всех областях промышленности и сельского хозяйства, а также тот факт, что глобальный средний класс вырастет с сегодняшнего 1 миллиарда до 3 миллиардов человек, становится ясно, что результат будет отрицательным. Сегодняшних ресурсов редких земель нам не хватит.
Редкие земли как супероружие
Вторая серьезная проблема растущей зависимости от редких земель состоит в том, что 95% из них происходят из Китая. Он хорошо знает о силе, которую она ей дает, и не боится ее использовать. Он продемонстрировал это наиболее убедительно в 2010 году, когда вступил в дипломатический раскол с Японией. В это время китайская рыбацкая лодка столкнулась с патрульными катерами ВМС Японии в водах, оспариваемых двумя странами, которые задержали китайский корабль и его команду. Для Китая было достаточно, чтобы угрожать Японии эмбарго на редкие земли, и Токио очень быстро капитулировал. Побочным эффектом стало то, что цены на редкие земли на мировых рынках временно выросли в пять раз.
В то же время китайская монополия на это сырье является относительно новой вещью. Редкие земли добывались в Индии и Бразилии с конца девятнадцатого века, в Южной Африке после Второй мировой войны, а шахты в Калифорнии долгое время доминировали в производстве этих металлов с середины 1960-х годов. Их бум был вызван массовым спросом на удивительные тогда технические инновации - цветное телевидение. И европий добавлялся к телевизионным экранам. Китай доминировал в мировом производстве во второй половине 1990-х годов. И надо сказать, что остальной мир, по крайней мере на начальном этапе, охотно предоставил ему эту привилегию. Причина была проста: добыча редкоземельных элементов является чрезвычайно сложной, дорогостоящей и огромной экологической нагрузкой.
Редкие земли на самом деле не редкость, например, церий находится на планете в том же количестве, что и медь. Проблема в том, что их нигде нет в концентрированных количествах. Их трудно извлечь из камней, которые часто являются токсичными или радиоактивными. Это означает измельчение этих пород, сортировку, а затем повторное выщелачивание в кислоте, фильтрацию и повторное растворение в кислоте.
Весь процесс состоит из сотен таких этапов, а в качестве побочного продукта используется много токсичных и агрессивных химических веществ. Настройка всего процесса таким образом, чтобы он не разрушал окружающую среду и здоровье сотрудников, является очень дорогостоящим и требовательным. Однако они не стали беспокоиться об этом в Китае - местное правительство объявило добычу редкоземельных элементов стратегическим приоритетом, а такие вещи, как экология или здоровье населения, остались в стороне.
Есть ли решение?
Остальная часть мира осознает силу Китая благодаря этой позиции. В то же время ясно, что китайских шахт скоро будет недостаточно для мировых нужд. Поэтому многие страны готовят собственную добычу. Япония, более активная, чем другие, после китайского эмбарго, недавно сообщила об обнаружении богатых отложений морского дна возле острова Минами Торишима на северо-западе Тихого океана.
США также реагируют - с прошлого года добыча на шахтах в Калифорнийском горном перевале, которые были закрыты с 2002 года, частично возобновилась, однако США (не говоря уже о ЕС) еще далеко до самодостаточности. Запуск добычи редкоземельных элементов требует огромных затрат и обычно занимает от 10 до 20 лет.
Поэтому многие высокотехнологичные компании, от Apple до Tesla, ищут инновации, которые каким-то образом снизили бы потребление этих металлов в производстве. Или они просто пытаются заменить их другими металлами. Однако это часто означает просто смещение сырьевой зависимости на какой-то другой редкий элемент.
Поэтому многие эксперты видят единственное эффективное решение в круговой экономике. То есть в новой системе, которая позволит сократить количество сырья и отходов до минимума с помощью инновационного дизайна и принципов обслуживания, ремонта и утилизации.
Система, которая сформировала бы замкнутый круг. Тем не менее, мы все еще далеки от этого - уровень переработки критически необходимых металлов в настоящее время составляет менее 1 процента, а некоторые редкоземельные элементы вообще не утилизируются.
