Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям

Спрос на металлы будет зависеть от конкретных технологий и машин, используемых для обезуглероживания повседневной жизни каждого человека. Уже сейчас есть множество способов производства, хранения и использования возобновляемой энергии, основанных на разных элементах периодической таблицы.

Существуют два основных варианта для обуздания энергии ветра: наземные и морские турбины. Наземные турбины, как правило, оснащены редуктором, который преобразует плавное движение лопастей в гораздо более высокую скорость вращения электрического генератора. Основным металлом для изготовления катушки генератора является медь, и это один из элементов, который можно добывать из глубоководных конкреций и на подводных горах.

Ветряные электростанции, построенные в море, работают обычно при гораздо более сильном ветре, а движущиеся части редуктора турбины не приспособлены к нагрузкам, связанным с быстро вращающимися лопастями. Поэтому в морских турбинах нет редукторов, вместо них используется механизм прямого привода с многосложным генератором, детали которого содержат в том числе и редкоземельные металлы. На самом деле большинство их семнадцати известных редкоземельных элементов не так уж редки. Такое впечатление возникает из-за того, что они практически не встречаются в концентрированных месторождениях, и это делает их добычу более трудной и дорогостоящей. В незначительных количествах редкоземельных металлов нуждаются самые разные отрасли – от производства смартфонов и плазменных экранов до очков ночного видения, радаров и высокоточного оружия, а в основном они используются для изготовления керамики, стекла и каталитических нейтрализаторов в автомобилях. Сплавы редкоземельных неодима и диспрозия применяются при создании мощных магнитов для морских ветряных турбин.

На сегодняшний день Китай – крупнейший в мире поставщик редкоземельных металлов, и это порождает множество проблем. После территориального спора в 2010 году Китай прекратил их экспорт в Японию, что вызвало скачок мировых цен на эту категорию металлов. Совсем недавно, в 2019 году, редкоземельные металлы стали причиной американско-китайской торговой войны, поскольку Китай намекнул, что может ограничить их экспорт в США. Учитывая влияние геополитики на бесперебойные поставки, не удивительно, что китайские и другие горнодобывающие компании крайне заинтересованы в глубоководных месторождениях редкоземельных металлов, включая тихоокеанские конкреции.

Однако вскоре могут появиться турбины новой конструкции, в которой будут использованы другие металлы. В 2019 году датский консорциум провел успешные полномасштабные полевые испытания турбины с прямым приводом, в которой неодимовые магниты были заменены сверхпроводником. По сравнению с привычными механизмами турбины со сверхпроводниками будут дешевле в изготовлении и эксплуатации, поскольку они легче, эффективнее и для них требуется гораздо меньше редкоземельных металлов. Одна такая турбина будет содержать примерно килограмм гадолиния, в то время как на создание неодимового магнита требуется около тонны этого металла.

Поэтому важнейшие вопросы для рынка возобновляемых источников энергии касаются того, за какими турбинами будущее – наземными или морскими – и каких они будут конструкций. В настоящее время на наземные ветряные турбины приходится 70 % мирового рынка ветряных электростанций. Какие виды турбин будут пользоваться большим спросом в ближайшие годы и, следовательно, в каких металлах возникнет наибольшая потребность, будет зависеть от государственной поддержки, проектов для конкретных местных условий и многих других факторов.

Ну а в солнечной энергетике доминирует единственная технология, разработанная более шестидесяти лет назад. Фотоэлектрические элементы на основе кремния – это солнечная технология первого поколения, панели которой состоят из тонких пластин кремния, высвобождающих электроны при попадании на них фотонов света. Серебряная паста, добавленная в кремниевую пластину, замыкает эти электроны в цепь, поскольку серебро является лучшим из известных проводников электричества. Недавний анализ рынка связал растущий спрос на солнечные батареи с ростом цен на серебро. И хотя на гидротермальных источниках можно добыть какое-то количество серебра, крупномасштабная добыча тихоокеанских конкреций в данном случае бессмысленна.