下一次太陽能革命可以取代採礦中的化石燃料

最近 沙火資源位於西澳大利亞的一家黃金和銅生產商宣布,其新的太陽能發電廠將很快開始為其DeGrussa礦山供電。 通過更換柴油發電,10兆瓦級發電站配備34,000面板和鋰蓄電池,預計將使該礦的碳排放量減少15%。

這是一個令人興奮的發展,因為它實現了一個長期被認可但未被開發的重要潛力。 澳大利亞最大的兩個資源 - 太陽能 和礦物一樣,幸運的是,它們都高度集中在澳大利亞的同一地區。

在這種情況下,太陽能被用來為礦山供電,但太陽能用於將礦物質轉化為化學品和金屬的潛力也很大。

在金屬生產中,大多數溫室氣體是在碳(通常是煤)用於從岩石礦石中生產金屬時產生的。 其中一些碳用於實際的化學反應,但很大一部分只是為該過程提供能量。

用可再生能源或其他低排放能源取代碳能源有可能大大降低與金屬生產相關的溫室氣體。


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例如,在鐵生產中,超過 400kg的焦炭和煤用於製造每噸鐵。 使用可再生能源作為熱源可以將碳輸入減少多達30%。

下一場革命

目前,澳大利亞對太陽能的使用主要限於家庭,熱水和太陽能發電。 但太陽能對澳大利亞地區也有巨大的潛力。

地雷通常是孤立的。 天然氣和電力供應通常有限,而在偏遠地區,能源供應僅限於液態化石燃料。 這正是Sandfire Resources在珀斯北部900km礦區開采的潛力。

最近的研究 CSIRO已經確定了在鋁土礦,銅和鐵礦石等礦石的高溫加工中使用太陽能的潛力。 這個過程會使用 集中太陽能熱(CST)能源 作為供熱。 這種熱量也可以轉換為電能,稱為集中太陽能(CSP)。

這是不同的 太陽能光伏 Sandfire太陽能發電廠(以及屋頂太陽能電池板)中使用的技術,可將太陽光直接轉換為電能。

太陽能熱能在溫度下效果最佳 800之間?和 1,600? – 這可以透過現有的集中太陽熱量的技術來實現。目前溫度太高,無法將熱能轉換為電能,一般運轉溫度低於攝氏 600 度。

但加工礦物質可以利用這些高溫,因為熱量直接用於化學轉化,而不是首先轉化為電能。

正是這一理論基礎促使阿德萊德大學利用集中太陽能生產氧化鋁,並在斯威本大學生產用於從礦石生產鐵的研究。

我們測試了一系列溫度和礦物質混合物,並生產出類似於商業級鐵產品的鐵產品。 我們設想在西澳大利亞運營一家太陽能煉鐵廠,並在運往海外之前增加我們的鐵儲備。

我們預計,與目前的煉鐵工藝相比,通過用太陽能替代碳基化石燃料,可以減少20-30%的能源和排放,儘管碳仍將用於化學工藝。

這是否具有成本效益取決於製造商,因為節約能源和碳將需要補償與高太陽能通量相關的高資本成本。

集中的太陽能仍然相對昂貴。 澳大利亞太陽能研究所估計在2012中 集中太陽能發電成本 大約是傳統能源的當前成本的兩倍,主要反映了太陽能係統的高資本成本。

隨著運營規模的增加(降低製造成本)和對傳統電源的監管壓力,可以合理地預計這種差距將會縮小。

這可能還有一段距離,但Sandfire Resources的一小步可能是澳大利亞礦產業革命的開始。

關於作者

杰弗里布魯克斯,斯威本科技大學副校長(未來製造)

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