فناوری‌های کم‌کربن نیاز به استخراج کمتری نسبت به سوخت‌های فسیلی دارند یعنی برای تولید و بهره‌برداری از منابع انرژی پاک که انتشار دی‌اکسید کربن کمتری دارند، نسبت به سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، نیاز به استخراج کمتری از معادن داریم. این فناوری‌ها شامل انرژی خورشیدی، بادی، هسته‌ای و غیره می‌شوند که در طول عمر خود به مواد اولیه کمتری نیاز دارند. اگر ما بخواهیم یک اقتصاد کم‌کربن بسازیم، نیاز به استخراج انواع مختلفی از مواد معدنی خواهیم داشت. برای ساخت پنل‌های خورشیدی به سیلیکون، نیکل، نقره و منگنز نیاز داریم. برای توربین‌های بادی به آهن و فولاد، برای نیروی هسته‌ای به اورانیوم، و برای باتری‌ها به لیتیوم و گرافیت نیاز خواهیم داشت.
این موضوع نگرانی‌هایی را ایجاد می‌کند مبنی بر اینکه گذار به انرژی پاک ممکن است منجر به افزایش قابل توجه استخراج جهانی شود.
اگر تنها به نیازمندی‌های استخراج یک سیستم انرژی کم‌کربن به صورت مجزا نگاه کنیم، به نظر می‌رسد که این‌گونه است. ما واقعاً نیاز داریم که ده‌ها تا صدها میلیون تن مواد معدنی را هر سال استخراج کنیم.
اما استخراج صفر نقطه مرجع درستی برای مقایسه نیست. مقایسه مرتبط، آنچه که ما هم‌اکنون برای سیستم فعلی سوخت فسیلی خود استخراج می‌کنیم است. جایگزین انرژی کم‌کربن، اقتصاد بدون انرژی نیست؛ بلکه حفظ وضعیت موجود یک سیستم است که عمدتاً توسط سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود.
زمانی که ما اعداد و ارقام را بررسی می‌کنیم، درمی‌یابیم که گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر یا انرژی هسته‌ای در واقع نیازهای مادی برای تولید برق را کاهش می‌دهد.
بیایید به داده‌ها نگاهی بیندازیم. انرژی هسته‌ای کمترین ردپای مصرف مواد اولیه را دارد. چه مقدار بتن، فولاد، سیلیکون و سایر مواد برای منابع مختلف انرژی پاک نیاز است؟
سیور وانگ و همکارانش در مؤسسه پیشرفت اخیراً مطالعه‌ای به‌روزرسانی شده را منتشر کرده‌اند که به بررسی نیازهای مادی منابع مختلف برق می‌پردازد.
این یک ارزیابی بسیار جدید و به‌روز است، که حیاتی است زیرا بسیاری از این فناوری‌ها به لطف بهبودهای طراحی و کارایی در سال‌های اخیر ردپای کربن خود را به طور چشمگیری کاهش داده‌اند. پنل‌های خورشیدی، باتری‌ها و توربین‌های بادی به مواد کمتری نیاز دارند،. دوم اینکه، برخلاف سایر مطالعات (که اغلب منسوخ شده‌اند)، این مطالعه نه تنها به مقدار هر ماده مورد نیاز برای ساخت منابع برق می‌پردازد، بلکه کل نیازهای استخراج، از جمله سنگ زاید را نیز محاسبه می‌کند. همان‌طور که بعداً خواهیم دید، این امر می‌تواند تفاوت بزرگی ایجاد کند. در نهایت، این مطالعه نه تنها به نیازهای فلز و معدن برای فناوری‌های کم‌کربن می‌پردازد، بلکه این امر را نیز در زمینه ردپای استخراج برای سوخت قرار می‌دهد. برخی مطالعات به مواد مورد نیاز برای ساخت یک نیروگاه زغال سنگ یا گاز می‌پردازند اما استخراج سوخت خود را نادیده می‌گیرند.
در حالی که من در اینجا بر اعداد از وانگ و همکاران (۲۰۲۴) تمرکز می‌کنم، سایر مطالعات با کیفیت بالا نیز به همین نتیجه رسیده‌اند: اینکه گذار به انرژی پاک، استخراج برای انرژی را کاهش می‌دهد تا اینکه آن را افزایش دهد. برخی از این‌ها را در پاورقی آورده‌ام.
نمودار زیر نشان می‌دهد چه مقدار مواد — از جمله فلزات، مواد معدنی و بتن — برای تولید یک گیگاوات‌ساعت برق لازم است. برای مقایسه، این مقدار مصرف سالانه برق حدود ۲۳۰ نفر بریتانیایی است.
بتن (به رنگ خاکستری) و فولاد (به رنگ آبی روشن) معمولاً بزرگ‌ترین ردپای کربن از تمام این فناوری‌ها را تشکیل می‌دهند، که صدها تا هزاران کیلوگرم مصرف می‌کنند، در مقایسه با تنها ده‌ها کیلوگرم نیکل یا منگنز، و چند کیلوگرم یا کمتر از عناصر نادرتر مانند نقره، گرافیت یا کبالت.
همان‌طور که می‌بینید، انرژی بادی روی زمین به طور عمده به دلیل نیاز به بتن مواد بسیار بیشتری نسبت به انرژی خورشیدی یا هسته‌ای مصرف می‌کند، انرژی هسته‌ای — که با دو طراحی نشان داده شده، رآکتور آب فشرده اروپایی (EPR) و AP1000 کوچکتر — کمترین شدت ردپای کربن را دارد.
موادمورد استفاده برای منابع برق کم کربن
الزامات استخراج برای منابع مختلف تولید برق
گزیده جهان فولاد
