Γιατί οι ανεμογεννήτριες πρέπει να χρησιμοποιούν σπάνιες γαίες;

[διαφήμιση_1]

Οι ανεμογεννήτριες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας μόνιμους μαγνήτες, οι οποίοι είναι εξαιρετικά ισχυροί αλλά περιέχουν σπάνιες γαίες που είναι δύσκολο να εξορυχθούν και να ανακυκλωθούν.

Οι ανεμογεννήτριες είναι συχνά εξοπλισμένες με μόνιμους μαγνήτες, οι οποίοι χρησιμοποιούν σπάνιες γαίες. Φωτογραφία: Rabih Shasha — Πολλές ανεμογεννήτριες είναι εξοπλισμένες με μόνιμους μαγνήτες, οι οποίοι χρησιμοποιούν σπάνιες γαίες. Φωτογραφία: *Rabih Shasha*

Από περιβαλλοντικής άποψης, οι ανεμογεννήτριες είναι μια ευκαιρία, ανέφερε το IFL Science στις 3 Μαρτίου. Έχουν μια «περίοδο απόσβεσης» - τον χρόνο που χρειάζεται μια ανεμογεννήτρια για να παράγει αρκετή καθαρή ενέργεια για να αντισταθμίσει τη ρύπανση που παράγεται από την παραγωγή της - λιγότερο από ένα έτος. Δεν παράγουν σχεδόν καθόλου ρύπανση κατά τη λειτουργία τους και είναι επίσης πολύ αποδοτικές, με μόνο μία ανεμογεννήτρια να μπορεί να τροφοδοτεί περίπου 940 μέσες αμερικανικές κατοικίες κάθε μήνα.

Ωστόσο, οι ανεμογεννήτριες είναι γνωστές για τη δυσκολία ανακύκλωσης, συμπεριλαμβανομένων των σπάνιων γαιών που περιέχουν. «Αυτή τη στιγμή, από όσο γνωρίζουμε, ουσιαστικά καμία σπάνια γαία από ανεμογεννήτριες δεν ανακυκλώνεται», δήλωσε ο Τάιλερ Κρίστοφελ, επικεφαλής τεχνολογίας στο Γραφείο Τεχνολογιών Αιολικής Ενέργειας του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ.

Αυτό το στατιστικό στοιχείο δεν προκαλεί έκπληξη. Σε παγκόσμιο επίπεδο , οι ειδικοί εκτιμούν ότι λιγότερο από το 1% των σπάνιων γαιών - ουσιών όπως το δημήτριο, το λανθάνιο, το νεοδύμιο - ανακυκλώνονται. Τα στοιχεία σπάνιων γαιών, όπως υποδηλώνει και το όνομα, είναι πολύ δύσκολο να βρεθούν σε χρήσιμες ποσότητες.

Κανονικά, τα μέταλλα συσσωρεύονται στον φλοιό της Γης λόγω διαφόρων γεωλογικών διεργασιών, όπως οι ροές λάβας, η υδροθερμική δραστηριότητα και η δημιουργία βουνών. Ωστόσο, οι ασυνήθιστες χημικές ιδιότητες των σπάνιων γαιών σημαίνουν ότι συνήθως δεν συσσωρεύονται μαζί υπό αυτές τις ειδικές συνθήκες. Ίχνη σπάνιων γαιών είναι διάσπαρτα σε όλο τον πλανήτη, καθιστώντας την εξόρυξή τους αναποτελεσματική.

Μερικές φορές, τα όξινα υπόγεια περιβάλλοντα μπορούν να παράγουν ελαφρώς υψηλότερα επίπεδα σπάνιων γαιών σε ορισμένες τοποθεσίες. Ωστόσο, η εύρεση αυτών των τοποθεσιών είναι μόνο η πρώτη πρόκληση. Η εξόρυξη περιπλέκεται στη συνέχεια από τη δυσκολία εξαγωγής καθαρών στοιχείων. Επί του παρόντος, η Κίνα αντιπροσωπεύει περίπου το 70% της παγκόσμιας παραγωγής σπάνιων γαιών.

Τα στοιχεία σπάνιων γαιών αποκτούν ολοένα και μεγαλύτερη σημασία. Παίζουν ζωτικό ρόλο σε όλα, από βιομηχανικές εφαρμογές έως προσωπικές συσκευές όπως φορητούς υπολογιστές και smartphones. Φυσικά, υπάρχουν και σε ανεμογεννήτριες.

«Καθώς τα πτερύγια της ανεμογεννήτριας περιστρέφονται, παράγουν κινητική ενέργεια. Μια γεννήτρια μόνιμων μαγνητών μετατρέπει αυτήν την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω της αλληλεπίδρασης δύο αντίθετα πολωμένων μόνιμων μαγνητών», έγραψε σε μια μελέτη του 2022 η Kristin Vekasi, αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Μέιν.

«Άλλοι μαγνήτες μπορούν να κάνουν τη δουλειά, αλλά οι μόνιμοι μαγνήτες έχουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως υψηλότερη απόδοση, μικρότερο μέγεθος, λιγότερα κινούμενα μέρη που μπορούν να σπάσουν και δεν χρειάζονται εξωτερική φόρτιση. Ο άνεμος κάνει όλη τη δουλειά», εξηγεί.

Στοιχεία σπάνιων γαιών βρίσκονται σε αυτούς τους ίδιους τους μαγνήτες, συνήθως νεοδύμιο ή σαμάριο. Αυτοί είναι οι ισχυρότεροι μαγνήτες που διατίθενται, αλλά δεν είναι άφθαρτοι. Μπορούν να χάσουν τον μαγνητισμό τους λόγω υπερθέρμανσης, διάβρωσης, τυχαίας πρόσκρουσης ή προβλημάτων μαγνητικού πεδίου. Ως αποτέλεσμα, η ανακαίνιση ανεμογεννητριών - αντικατάσταση παλαιών εξαρτημάτων, αναβάθμιση εξαρτημάτων όπως γεννήτριες και αντικατάσταση μαγνητών σπάνιων γαιών - είναι μια σχεδόν συνεχής διαδικασία.

Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ ξεκίνησε πέρυσι έναν διαγωνισμό για την εύρεση αποτελεσματικών τρόπων ανακύκλωσης εξαρτημάτων στροβίλων. Τον περασμένο μήνα, ανακοινώθηκαν οι 20 νικητές της πρώτης φάσης του διαγωνισμού, τέσσερις εκ των οποίων επικεντρώθηκαν στην ανακύκλωση μαγνητών.

Καθώς οι ΗΠΑ επενδύουν περισσότερο στην αιολική ενέργεια και οι τεχνολογίες που βασίζονται σε σπάνιες γαίες συνεχίζουν να αναπτύσσονται, η ανακύκλωση των σπάνιων γαιών θα γίνει ένα πολύ πιο πιεστικό ζήτημα, δήλωσε ο Christoffel. «Αυτό το βραβείο βοηθά στην προώθηση ορισμένων τεχνολογιών ανακύκλωσης που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε έναν τρόπο χρήσης μαγνητών με λιγότερες απαιτήσεις πόρων και χαμηλότερες εκπομπές», είπε.

Thu Thao (Σύμφωνα με το IFL Science )

[διαφήμιση_2]
Σύνδεσμος πηγής