การปฏิวัติสุริยะครั้งต่อไปแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลในการขุดหรือไม่?

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทรัพยากรทรายผู้ผลิตทองคำและทองแดงในออสเตรเลียตะวันตก ประกาศว่าโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แห่งใหม่จะเริ่มให้พลังงานแก่เหมือง DeGrussa ในเร็วๆ นี้ การเปลี่ยนพลังงานดีเซลนั้น โรงไฟฟ้าขนาด 10 เมกะวัตต์ที่มีแผงแบตเตอรี่ 34,000 แผงและแบตเตอรี่จัดเก็บลิเธียม คาดว่าจะลดการปล่อยคาร์บอนของเหมืองลง 15%

นี่เป็นการพัฒนาที่น่าตื่นเต้นเพราะตระหนักถึงศักยภาพที่สำคัญซึ่งเป็นที่ยอมรับกันมานานแต่ไม่ถูกเอารัดเอาเปรียบ แหล่งข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดสองแห่งของออสเตรเลีย – พลังงานแสงอาทิตย์ และแร่ธาตุ - อย่างที่โชคมี ทั้งสองมีความเข้มข้นสูงในส่วนเดียวกันของออสเตรเลีย

ในกรณีนี้ พลังงานแสงอาทิตย์ถูกใช้เป็นพลังงานให้กับเหมือง แต่ก็มีศักยภาพที่ดีเช่นกันที่พลังงานแสงอาทิตย์จะใช้ในการแปลงแร่ธาตุเป็นสารเคมีและโลหะ

ในการผลิตโลหะ ก๊าซเรือนกระจกส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นเมื่อใช้คาร์บอน (มักเป็นถ่านหิน) เพื่อผลิตโลหะจากแร่หิน คาร์บอนบางส่วนนี้ถูกใช้ในปฏิกิริยาเคมีจริง แต่ส่วนใหญ่เป็นเพียงการให้พลังงานสำหรับกระบวนการ

การเปลี่ยนแหล่งพลังงานคาร์บอนด้วยพลังงานหมุนเวียนหรือพลังงานอื่นที่มีการปล่อยมลพิษต่ำกว่ามีศักยภาพในการลดก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับการผลิตโลหะได้อย่างมาก

ตัวอย่างเช่น ในการผลิตเหล็ก มากกว่า ใช้โค้กและถ่านหิน 400 กก. เพื่อผลิตเหล็กทุกตัน. การใช้พลังงานหมุนเวียนเป็นแหล่งความร้อนสามารถลดการป้อนคาร์บอนนี้ได้ถึง 30%

การปฏิวัติครั้งต่อไป

ปัจจุบัน การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของออสเตรเลียส่วนใหญ่จำกัดสำหรับบ้านเรือน สำหรับน้ำร้อนและไฟฟ้าที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ แต่พลังงานแสงอาทิตย์มีศักยภาพที่ดีสำหรับภูมิภาคของออสเตรเลียเช่นกัน

เหมืองมักจะถูกแยกออก โดยทั่วไปจะมีก๊าซธรรมชาติและการจ่ายไฟฟ้าอย่างจำกัด และในพื้นที่ห่างไกล การจ่ายพลังงานนั้นจำกัดเฉพาะเชื้อเพลิงฟอสซิลเหลว นี่คือศักยภาพที่ Sandfire Resources ใช้ประโยชน์ในเหมืองของตน 900 กม. ทางเหนือของเพิร์ท

การศึกษาล่าสุด โดย CSIRO ได้ระบุถึงศักยภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการแปรรูปแร่ที่อุณหภูมิสูง เช่น แร่อะลูมิเนียม ทองแดง และแร่เหล็ก กระบวนการนี้จะใช้ พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์เข้มข้น (CST) เป็นแหล่งจ่ายความร้อน ความร้อนนี้สามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้หรือที่เรียกว่าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP)

ซึ่งแตกต่างจาก photovoltaic พลังงานแสงอาทิตย์ เทคโนโลยีที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของ Sandfire (และแผงโซลาร์เซลล์บนชั้นดาดฟ้า) ซึ่งแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้าโดยตรง

พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิ ระหว่าง 800 ℃ ถึง 1,600 ℃ - ซึ่งสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ซึ่งรวมความร้อนของดวงอาทิตย์ ขณะนี้ร้อนเกินไปสำหรับการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปจะทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 600 องศาเซลเซียส

แต่การแปรรูปแร่ธาตุสามารถใช้ประโยชน์จากอุณหภูมิสูงเหล่านี้ได้ เนื่องจากความร้อนถูกใช้โดยตรงสำหรับการเปลี่ยนรูปทางเคมี แทนที่จะแปลงเป็นไฟฟ้าก่อน

เหตุผลนี้เองที่ขับเคลื่อนการวิจัยที่มหาวิทยาลัยแอดิเลดในการผลิตอลูมินาโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น และที่มหาวิทยาลัย Swinburne เพื่อผลิตเหล็กจากแร่

เราได้ทดสอบช่วงอุณหภูมิและส่วนผสมของแร่ และได้ผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กที่คล้ายกับผลิตภัณฑ์เหล็กเกรดเชิงพาณิชย์ เรานึกภาพโรงงานทำเหล็กพลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำงานในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียและเพิ่มมูลค่าให้กับแหล่งเหล็กสำรองของเราก่อนที่จะส่งไปต่างประเทศ

เราคาดว่าสิ่งนี้สามารถลดพลังงานและการปล่อยมลพิษได้ 20-30% เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตเหล็กในปัจจุบัน โดยการแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้คาร์บอนเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ แม้ว่าคาร์บอนจะยังคงถูกใช้ในกระบวนการทางเคมี

การประหยัดต้นทุนจะขึ้นอยู่กับผู้ผลิตหรือไม่ เนื่องจากการประหยัดพลังงานและคาร์บอนจะต้องชดเชยต้นทุนทุนที่สูงซึ่งเกี่ยวข้องกับฟลักซ์สุริยะที่สูง

พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นยังค่อนข้างแพง สถาบัน Australian Solar Institute ประมาณการในปี 2012 ว่า ค่าไฟฟ้าจากโซลาร์เข้มข้น เป็นประมาณสองเท่าของต้นทุนปัจจุบันสำหรับพลังงานทั่วไป ซึ่งสะท้อนถึงต้นทุนทุนที่สูงของระบบสุริยะเป็นส่วนใหญ่

ช่องว่างนี้คาดว่าจะปิดลงได้อย่างสมเหตุสมผลด้วยการเพิ่มขนาดของการดำเนินงาน (ลดต้นทุนการผลิต) และแรงกดดันด้านกฎระเบียบต่อแหล่งพลังงานทั่วไป

อาจเป็นทางออก แต่ขั้นตอนเล็ก ๆ ของ Sandfire Resources อาจเป็นจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติในอุตสาหกรรมแร่ของออสเตรเลีย

เกี่ยวกับผู้เขียน

Geoffrey Brooks, Pro-Vice Chancellor (Future Manufacturing), Swinburne University of Technology

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at

คุณอาจจะชอบ

เหตุใดเราจึงเห็นแสงเหนือมากขึ้นในปีนี้

by Sandra C Chapman, University of Warwick

งานวิจัยใหม่ยืนยันว่าอนุภาคจากอวกาศสามารถส่งลงสู่ชั้นบรรยากาศของโลกได้อย่างไร...

ถนนสู่รถยนต์ไฟฟ้าที่มีราคาสติกเกอร์ต่ำกว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมัน - อธิบายต้นทุนแบตเตอรี่

by Venkat Viswanathan และคณะ

ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าเติบโตขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พร้อมกับราคาที่ลดลง…

วิธีทำให้คอมพิวเตอร์เร็วขึ้นและเป็นมิตรกับสภาพอากาศ

by Seokbum Ko

สมาร์ทโฟนของคุณมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์ของ NASA ที่ทำให้ Neil Armstrong และ Buzz...

สิ่งที่จะทำให้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดอย่างแท้จริง

by Frank Jotzo และคณะ

การใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสะอาดเป็นแนวคิดที่อาจถึงเวลา สำหรับออสเตรเลีย การผลิต...

เครื่องบินไฟฟ้ามาแล้ว แต่ไม่สามารถแก้ปัญหาคาร์บอนของการบินได้

by ดันแคนวอล์คเกอร์

รัฐบาลสหราชอาณาจักรวางแผนที่จะห้ามการขายรถยนต์เบนซินและดีเซลแบบเดิมภายในปี 2040 เห็นได้ชัดว่า…