Дефицит серы: потенциальный ресурсный кризис, который может иметь катастрофические последствия

Автор: Университетский колледж Лондона, 5 сентября 2022 г.

Сера является ключевым ингредиентом многих удобрений, поэтому ее нехватка может создать проблемы для производства продуктов питания.

According to a recent study led by University College London (UCL) scientists, a projected shortage of sulfuric acidAny substance that when dissolved in water, gives a pH less than 7.0, or donates a hydrogen ion." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">кислота, ключевое химическое вещество в нашем современном индустриальном обществе, может препятствовать развитию экологически чистых технологий и поставить под угрозу глобальную продовольственную безопасность.

Согласно исследованию, которое было недавно опубликовано в The Geographical Journal, повышение производительности сельского хозяйства и отказ от ископаемого топлива во всем мире приведут к значительному увеличению спроса на серную кислоту с «246 до 400 миллионов метрических тонн» к 2040 году.

По прогнозам исследователей, в зависимости от того, насколько быстро произойдет декарбонизация, это приведет к ежегодному дефициту поставок от 100 до 320 миллионов метрических тонн, или от 40% до 130% от текущих поставок.

Серная кислота, важнейший компонент современного производства, необходима для производства фосфорных удобрений, которые способствуют мировому производству продуктов питания, а также для извлечения редких металлов из руд, имеющих решающее значение для перехода к быстро необходимой зеленой экономике, таких как используемые кобальт и никель. в высокопроизводительных литий-ионных аккумуляторах.

Более 80% мировых поставок серы в настоящее время приходится на серные отходы от десульфурации сырой нефти и природного газа, что сводит к минимуму выбросы сернистого газа, которые могут вызвать кислотные дожди. Однако декарбонизация мировой экономики в ответ на изменение климата резко сократит производство ископаемого топлива – и, следовательно, поставки серы.

Это исследование, проведенное исследователями UCL, является первым, которое выявило эту серьезную проблему. Авторы предполагают, что, если не будут приняты меры по снижению потребности в этом химическом веществе, потребуется резкое увеличение экологически вредной добычи полезных ископаемых, чтобы удовлетворить возникающий спрос на ресурсы.

Ведущий автор исследования, профессор географии UCL Марк Маслин, сказал: «Нехватка серы случалась и раньше, но что отличает ситуацию, так это то, что источник этого элемента перестает быть отходом промышленности ископаемого топлива. Мы прогнозируем, что по мере того, как запасы этой дешевой, обильной и легкодоступной формы серы иссякнут, спрос может быть удовлетворен за счет значительного увеличения прямой добычи элементарной серы. Это, напротив, будет грязным, токсичным, разрушительным и дорогостоящим».

Он продолжает: «Срочно необходимы исследования для разработки недорогих и экологически безопасных методов извлечения больших количеств элементарной серы из обильных залежей сульфатных минералов в земной коре. Международному сообществу следует рассмотреть возможность поддержки и регулирования добычи серы, чтобы минимизировать последствия переходного периода, а также избежать искажения рынка дешевым неэтичным производством».

Соавтор исследования доктор Саймон Дэй (Институт по снижению риска и стихийных бедствий Калифорнийского университета в колледже) сказал: «Наша обеспокоенность заключается в том, что сокращение поставок может привести к переходному периоду, когда зеленые технологии перебьют цену у промышленности удобрений из-за ограниченных и более дорогих поставок серы, создавая проблема с производством продуктов питания, особенно в развивающихся странах».

Чтобы прийти к своим выводам, исследователи оценили три сценария спроса на серную кислоту в период с 2021 по 2040 год, основываясь на историческом и прогнозируемом спросе, с ежегодными темпами роста в диапазоне от 1,8% до 2,4%.

Авторы также исследуют несколько способов снижения спроса на серу в рамках перехода к экономике после ископаемого топлива, например, переработка фосфора в сточных водах для промышленности удобрений, увеличение переработки литиевых батарей или использование батарей с более низким соотношением энергоемкости и веса. для производства которых требуется меньше серы.

Кроме того, они вызывают важные вопросы о том, имеет ли экономический смысл инвестировать в альтернативные методы производства, учитывая, что в настоящее время невозможно предсказать, насколько быстро сократится предложение серы в качестве отходного продукта десульфуризации нефти и газа по мере декарбонизации мировая экономика только зарождается.