Παρ’ όλο που το αλουμίνιο ξεχωρίζει για την ευελιξία, την ανθεκτικότητα, την ποιότητα και την ανακυκλωσιμότητά του, η ενεργοβόρα επεξεργασία του παράγει περίπου το 2% των ανθρωπογενών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα.
Το αλουμίνιο περιγράφεται ως «θαυματουργό μέταλλο». Ενώ είναι το πιο άφθονο μέταλλο στον φλοιό της γης, οι πολυπλοκότητες που σχετίζονται με τον καθαρισμό του κατέστησαν το αλουμίνιο πιο πολύτιμο από το ασήμι ή ακόμα και τον χρυσό κατά τη διάρκεια του 19ου αιώνα. Ο Ναπολέων Γ’ το εκτιμούσε τόσο πολύ που σέρβιρε στους πλέον επίτιμους καλεσμένους του το φαγητό τους σε πιάτα αλουμινίου. Παραμένει ένα υλικό υψηλής αξίας σήμερα, που ξεχωρίζει για την ελαφρότητα και την ευελιξία του, τη μοναδική του αντοχή, την ανθεκτικότητά του στη διάβρωση και την αέναη ανακυκλωσιμότητά του.
Το μειονέκτημά του: η ενεργοβόρα σειρά διεργασιών που μετατρέπουν το ακατέργαστο μετάλλευμα βωξίτη σε καθαρό μέταλλο. εκπέμπει κατά μέσο όρο 16 μετρικούς τόνους CO2 για κάθε μετρικό τόνο πρωτογενούς αλουμινίου που παράγεται. Ο βιομηχανικός τομέας, στο σύνολό του, παράγει περίπου 1,1 δισεκατομμύρια μετρικούς τόνους CO2 κάθε χρόνο, αντιπροσωπεύοντας το 2% των παγκόσμιων ανθρωπογενών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Πάνω από το 60% αυτών των εκπομπών προέρχονται από την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται κατά τη διαδικασία τήξης.
Επιπλέον, η ζήτηση για το θαυματουργό μέταλλο —καθοδηγούμενη από βιομηχανίες όπως οι μεταφορές, οι κατασκευές, η συσκευασία και ο ηλεκτρικός τομέας— προβλέπεται να αυξηθεί σχεδόν κατά 40% έως το 2030. Τα δύο τρίτα αυτής της ανάπτυξης αναμένονται από την Κίνα και την Ασία, κάτι που προκαλεί ανησυχία, δεδομένου ότι η βιομηχανια τήξης της Κίνας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από δεσμευμένους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα. Αν δεν σημειωθεί πρόοδος στον τομέα της ανακύκλωσης και της απανθρακοποίησης, οι εκπομπές του κλάδου θα μπορούσαν να ανέλθουν σε σχεδόν 2 δισεκατομμύρια μετρικούς τόνους έως το 2050.
Αυστηρή Στοχοθεσία από την First Movers Coalition
Κάποιες νέες τεχνολογίες έχουν τη δυνατότητα να καθαρίσουν το αλουμίνιο, αλλά μόνο οι πιο φιλόδοξες ανταποκρίνονται στον αυστηρό στόχο του Συνασπισμού First Movers Coalition (FMC) του Παγκόσμιου Οικονομικού Φόρουμ, μιας παγκόσμιας πρωτοβουλίας για την αξιοποίηση της αγο- ραστικής δύναμης των εταιρειών για την απανθρακοποίηση των βιομηχανιών με τις μεγαλύτερες εκπομπές στον πλανήτη. Τα μέλη του FMC έχουν δεσμευτεί ότι τουλάχιστον το 10% του ετήσιου πρωτογενούς αλουμινίου έως το 2030 θα παράγεται μέσω διαδικασιών σχεδόν μηδενικών εκπομπών. Ο ορισμός του «σχεδόν μηδενικού» είναι το δύσκολο κομμάτι: σημαίνει εκπομπή μικρότερη των τριών μετρικών τόνων CO2 ανά μετρικό τόνο πρωτογενούς αλουμινίου. Αυτό αντιπροσωπεύει τεράστια μείωση των τρεχουσών εκπομπών κατά 85% ή περισσότερο.
Για να κατανοήσουμε πώς να επιτύχουμε τόσο βαθιά απανθρακοποίηση, χρειαζόμαστε μια γρήγορη περιγραφή της διαδικασίας κατασκευής αλουμινίου. Ο βωξίτης είναι η πρώτη ύλη — εξορύσσεται από το έδαφος και εξευγενίζεται σε οξείδιο του αλουμινίου ή «αλουμίνα», μέσω μιας διαδικασίας πολλαπλών φάσεων που περιλαμβάνει θέρμανση σε περίπου 1.000 βαθμούς Κελσίου. Για να επιτευχθεί αυτή η θερμότητα, πολλά διυλιστήρια καίνε επιτόπου ορυκτά καύσιμα, τα οποία εκπέμπουν μεγάλες ποσότητες CO2 στη διαδικασία. Η δεύτερη διαδικασία, γνωστή ως τήξη, μετατρέπει την αλουμίνα σε καθαρό μέταλλο αλουμινίου μέσω ηλεκτρόλυσης, η οποία χρησιμοποιεί πολύ ηλεκτρισμό και ανόδους άνθρακα που εκπέμπουν επίσης μεγάλες ποσότητες CO2.
Σύμφωνα με την Nancy Gillis, Επικεφαλής Προγράμματος της Climate Action & First Movers Coalition του Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ «Τα καλά νέα είναι ότι οι υπάρχουσες μορφές ανανεώσιμης ενέργειας, όπως είναι η υδροηλεκτρική και η ηλιακή, θα ανοίξουν το δρόμο για το αλουμίνιο μηδενικών εκπομπών άνθρακα.»
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε καθαρή ενέργεια για τους νέας τεχνολογίας ηλεκτρικούς λέβητες και ασβεστοποιητές που εμπλέκονται στη διύλιση του μεταλλεύματος βωξίτη σε αλουμίνα — καθώς και για τη διαδικασία τήξης με ηλεκτρισμό. Αλλά αυτό μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα ακριβό βραχυπρόθεσμα. Απαιτεί μετακίνηση των μονάδων σε τοποθεσίες με πρόσβαση σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και ανακατασκευή των διυλιστηρίων για την εγκατάσταση του νέου εξοπλισμού.
Ορισμένες αναδυόμενες νέες τεχνολογίες — οι οποίες μπορούν να εφαρμοστούν σε υπάρχουσες μονάδες αλουμινίου — μπορούν να συμβάλουν στη μείωση του χάσματος για το αλουμίνιο μηδενικών εκπομπών. Η διαδικασία τήξης μπορεί να απελευθερωθεί πλήρως από τον άνθρακα αντικαθιστώντας τις ανόδους άνθρακα με αδρανείς ανόδους που εκπέμπουν οξυγόνο αντί για CO2. Πρόκειται για μια διαδικασία γνωστή ως «μηχανική επανασυμπίεση ατμών» και επιτρέπει την ανακύκλωση αντί της απελευθέρωσης της θερμικής ενέργεια που απαιτείται για τη διύλιση. Όσον αφορά στις υπόλοιπες εκπομπές, υπάρχουν τεχνολογίες όπως η δέσμευση, η χρήση και η αποθήκευση άνθρακα (CCUS) για την παρεμπόδιση των εκπομπών τόσο από τη διύλιση όσο και από τη διαδικασία τήξης. Όταν μερικές από αυτές τις πρωτοποριακές τεχνολογίες χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό, μπορούν να φέρουν ολόκληρη τη διαδικασία παραγωγής αλουμινίου κάτω από το όριο των 3ων μετρικών τόνων CO2 ανά μετρικό τόνο πρωτογενούς αλουμινίου.
Σε αντίθεση με τους περισσότερους άλλους τομείς στο FMC, η ανακύκλωση μπορεί να παίξει μεγάλο ρόλο στο ταξίδι προς την απανθρακοποίηση της βιομηχανίας αλουμινίου, καθώς το μέταλλο θεωρείται απείρως ανακυκλώσιμο. Η ανακύκλωση χρησιμοποιεί περίπου το 5% της ενέργειας που απαιτείται για την κατασκευή νέου αλουμινίου, επομένως είναι συμφέρουσα τόσο από εμπορικής όσο και από περιβαλλοντικής άποψης. Η επανάτηξη αλουμινίου είναι ευρέως διαδεδομένη σήμερα με περισσότερους από 30 εκατομμύρια μετρικούς τόνους ανακυκλωμένου αλουμινίου να επιστρέφουν σε νέα προϊόντα ετησίως. Μπορεί επίσης να συμβάλει σε μια δίκαιη μετάβαση, καθώς η συλλογή, η διαλογή και η ανακύκλωση προσφέρουν τη δυνατότητα δημιουργίας νέων θέσεων εργασίας, μειώνοντας ταυτόχρονα την εξόρυξη φυσικών πόρων που απαιτείται για την υποστήριξη της πρωτογενούς παραγωγής αλουμινίου.
Κατά συνέπεια, το FMC έχει θέσει έναν επιπλέον στόχο για τα μέλη του: να διασφαλίσουν ότι τουλάχιστον το 50% του αλουμινίου που χρησιμοποιούν ετησίως μέχρι το 2030 θα ανακυκλώνεται. Ωστόσο, η ανακύκλωση από μόνη της δεν θα είναι αρκετή για να μειώσει την αυξανόμενη παγκόσμια δίψα για το μέταλλο – στην πραγματικότητα, θα παρέχει μόλις το ήμισυ της αναμενόμενης ζήτησης έως το 2050, σύμφωνα με τη στρατηγική μετάβασης που δημοσιεύθηκε από την Mission Possible Partnership. Επομένως, η παραγωγή πρωτογενούς αλουμινίου όσο το δυνατόν πιο κοντά στις μηδενικές εκπομπές παραμένει κορυφαία προτεραιότητα.
Η τεχνολογική λύση απανθρακοποίησης του αλουμινίου
Αν και υπάρχουν νέες τεχνολογίες για την απανθρακοποίηση της παραγωγής αλουμινίου, οι οποίες δεν βρίσκονται ακόμα σε χρήση αλλά στο στάδιο του πρωτοτύπου, το κόστος τους είναι μεγάλο. Η εμπορευματοποίησή τους αποτελεί πρόκληση, που δεν έγκειται μόνο στο κόστος, καθώς η αλυσίδα αξίας του αλουμινίου είναι περίπλοκη και εκτεταμένη.
Πάρτε ένα κουτάκι μπύρας, για παράδειγμα, το οποίο είναι συνήθως κατασκευασμένο από περισσότερο από 50% ανακυκλωμένο αλουμίνιο, αλλά εξακολουθεί να απαιτεί πρωτογενές αλουμίνιο. Πρώτα εξορύσσετε τον βωξίτη και μετά τον διυλίζετε σε αλουμίνα. Συνήθως πρέπει να μεταφερθεί αλλού για να λιώσει σε καθαρό αλουμίνιο. Το μέταλλο στη συνέχεια επεξεργάζεται σε δίσκους ή πηνία, αγοράζεται από εταιρείες που το μετατρέπουν σε κουτιά, πωλείται σε επιχειρήσεις ποτών και εμφιαλωτές, διανέμεται στους λιανοπωλητές και μόνο τότε φτάνει στον καταναλωτή. Αυτή η μακρά αλυσίδα εφοδιασμού επιδεινώνεται από το μέγεθος των αγοραστών. Ενώ ο χάλυβας και το σκυρόδεμα έχουν μεγάλους αγοραστές, όπως κατασκευαστές αυτοκινήτων ή κρατικούς οργανισμούς προμηθειών, το αλουμίνιο αγοράζεται σε μικρές ποσότητες από πολλούς παίκτες. Και όλοι οι εμπλεκόμενοι παίκτες — από την εταιρεία ορυχείων μέχρι τον λιανοπωλητή ποτών — πρέπει να ευθυγραμμιστούν για να μοιραστούν τον στόχο και το κόστος της απανθρακοποίησης. Η Ball Corporation, μεγάλος κατασκευαστής συσκευασιών αλουμινίου και μέλος της FMC, έχει κάνει μια πρώτη κίνηση προς ευθυγράμμιση με τους εταίρους της στην αλυσίδα αξίας. Η εταιρεία συνεργάστηκε με τους προμηθευτές αλουμινίου και τα άλλα μέλη της FMC, Novelis και Rio Tinto, για να δημιουργήσουν το πρώτο ειδικά σημαδεμένο κουτί ποτών χαμηλών εκπομπών άνθρακα για την μπύρα Corona στον Καναδά. Το κουτί είναι κατασκευασμένο εν μέρει από ανακυκλωμένο αλουμίνιο μαζί με πρωτογενές αλουμίνιο σχεδόν μηδενικών εκπομπών, εξευγε- νισμένο με υδροηλεκτρική ενέργεια και λιωμένο χρησιμοποιώντας τεχνολογία αδρανούς ανόδου χωρίς αέρια θερμοκηπίου, που ονομάζεται Elysis.
Η επαναστατική αυτή τεχνολογία έγινε εφικτή μέσω της συνεργασίας δύο ανταγωνιστών κολοσσών της βιομηχανίας αλουμινίου, της Alcoa και της Rio Tinto — μαζί με επενδύσεις και τεχνική υποστήριξη 13 εκατομμυρίων δολαρίων Καναδά από την Apple, συν πρόσθετες επενδύσεις 80 εκατομμυρίων δολαρίων Καναδά από τις κυβερνήσεις του Καναδά και του Κεμπέκ. Το Elysis βρίσκεται ακόμη στο στάδιο του πρωτοτύπου, αλλά η ομάδα στοχεύει να κάνει την τεχνολογία εμπορικά διαθέσιμη έως το 2024.
Η ευθυγράμμιση της αλυσίδας αξίας, μέσω συνασπισμών όπως το FMC, είναι κρίσιμη για τις προσπάθειες απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές. Χωρίς μια ευθυγραμμισμένη αλυσίδα αξίας, τα μηνύματα ζήτησης προς τους παραγωγούς ενδέχεται να μην οδηγήσουν σε καμία αλλαγή. Αυτού του είδους οι συνασπισμοί οδηγούν επίσης σε καλύτερες συνομιλίες με τις κυβερνήσεις για μια σειρά θεμάτων, από την αυστηροποίηση των πολιτικών για την ανακύκλωση έως τη συνεπένδυση στην έρευνα και την ανάπτυξη.
Οι κυβερνήσεις έχουν να διαδραματίσουν βασικό ρόλο στο στόχο της απανθρακοποίησης της πρωτογενούς διύλισης και τήξης αλουμινίου. Η Μέση Ανατολή έχει την ευκαιρία να συνεισφέρει, χρησιμοποιώντας το άφθονο δυναμικό της ηλιακής ενέργειας. Η Κίνα δείχνει ότι κινείται προς τη σωστή κατεύθυνση, κλείνοντας ορισμένα διυλιστήρια που λειτουργούν με άνθρακα και ανοίγοντας νέες μονάδες σε περιοχές με άφθονη υδροηλεκτρική ενέργεια. Αλλά οι κυβερνήσεις μπορεί επίσης να χρειαστεί να παράσχουν άμεση οικονομική στήριξη στον τομέα. Οι νέες τεχνολογίες που απαιτούνται για την απανθρακοποίηση του αλουμινίου – συμπεριλαμβανομένης της πρόσθετης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, του CCUS και του επανασχεδιασμού της διαδικασίας τήξης γύρω από τις αδρανείς ανόδους – θα κοστίσουν περίπου 1 τρισεκατομμύριο δολάρια έως το 2050, επομένως είναι πιθανό ότι τα κράτη θα πρέπει να παρέμβουν με κίνητρα, επενδύσεις και μέτρα. Η παραγωγή υλικών όπως το λίθιο ή ο χαλκός — ζωτικής σημασίας για τη μετάβαση σε χαμηλές εκπομπές άνθρακα — προσελκύει ήδη κρατικές επιδοτήσεις. Το ίδιο θα πρέπει να συμβεί και με το αλουμίνιο, δεδομένου του ρόλου που παίζει στην απανθρακοποίηση άλλων τομέων, όπως οι μεταφορές και η τεχνολογία μπαταριών.
Ο κλάδος βρίσκεται σε αγώνα δρόμου ενάντια στο χρόνο για να κλιμακώσει την εκκολαπτόμενη παραγωγή σχεδόν μηδενικών εκπομπών και να επιτύχει την απαιτούμενη προσφορά. Οι εταιρείες πρέπει να λάβουν μια ξεκάθαρη ηγετική θέση, για να υποστηρίξουν την ανάπτυξη των τεχνολογιών βαθιάς απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές που απαιτούνται για την ευθυγράμμιση του κλάδου σε μια πορεία προς το καθαρό μηδέν έως το 2050. Θα υπάρξει πρόσθετο κόστος, αλλά ενώσεις όπως το FMC θα συμβάλουν στη δημιουργία της απαιτούμενης συνεργασίας για την αντιμετώπιση αυτών των δαπανών. Η τεχνολογία είναι ήδη διαθέσιμη.
