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Jul 28, 2023

Soluções justas e sustentáveis ​​para mineração e reciclagem de elementos de terras raras em turbinas eólicas

O vento está em nossas velas na viagem rumo a um futuro de energia limpa. Vento

O vento está em nossas velas na viagem rumo a um futuro de energia limpa. A energia eólica é atualmente a maior fonte de energia renovável nos EUA, e a indústria está crescendo rapidamente. As empresas de energia eólica têm um forte compromisso em garantir o ciclo de vida sustentável e responsável de suas turbinas e estão progredindo para alcançar cadeias de suprimentos totalmente circulares. Para entender como é essa cadeia de suprimentos, confira Como são feitas as turbinas eólicas e, para um mergulho profundo nas pás das turbinas eólicas, leia "O que acontece com as pás das turbinas eólicas no final de seu ciclo de vida?"

Um componente das turbinas eólicas que ainda não explorei são os pequenos mas poderosos elementos de terras raras. Elementos de terras raras, ou REEs, são partes importantes dos ímãs permanentes de uma turbina eólica, localizados no centro das pás na caixa elétrica (chamada de nacele). Os ímãs permanentes são usados ​​principalmente para aumentar a geração de energia e reduzir a manutenção em turbinas eólicas offshore maiores. Setenta e seis por cento das turbinas eólicas offshore e 32% das terrestres usam atualmente ímãs permanentes de terras raras.

O tipo mais comum de ímãs usados ​​em aplicações eólicas são os ímãs de neodímio-ferro-boro (NdFeB). Esses ímãs geralmente contêm quatro elementos de terras raras: o neodímio e o praseodímio fortalecem o ímã, enquanto o disprósio e o térbio o tornam resistente à desmagnetização em altas temperaturas. O Banco Mundial prevê que a demanda por neodímio para tecnologias de energia em 2050 será de 37% da produção total de neodímio em 2018. Estima-se que a demanda global por neodímio para turbinas eólicas aumente 48% até 2050. Elementos de terras raras são essenciais para o futuro da energia renovável e são os principais "metais críticos" usados ​​em turbinas eólicas. Obtê-los também envolve preocupações sociais e ambientais da cadeia de suprimentos.

Vamos mergulhar mais fundo e, em seguida, explorar soluções para garantir uma cadeia de fornecimento circular de elementos de terras raras para geradores de turbinas eólicas.

No geral, os elementos de terras raras incluem 17 elementos da tabela periódica. Famosamente, seu nome é um equívoco. Eles não são "raros"; eles são tão abundantes na Terra quanto o cobre. Mas eles raramente se agrupam para facilitar a extração e, quando o fazem, geralmente estão altamente concentrados em um só lugar.

Nosso mundo tecnológico moderno não funcionaria sem elementos de terras raras. Em quantidades essenciais, mas minúsculas, eles são como pequenos super-heróis alquímicos, alimentando quase todos os dispositivos que alimentam nossas vidas digitais. Antes de mergulhar em suas aplicações de energia renovável, alguns fatos divertidos:

Elementos de terras raras ajudam a girar as engrenagens da indústria de energia eólica. No entanto, a mineração de elementos de terras raras em grandes quantidades é desafiadora e o mundo precisa de mais para atender à demanda crescente. De acordo com um relatório do Joint Research Center de 2020, assumindo a obtenção de 100% de energia renovável até 2050, juntamente com o aumento da demanda por elementos de terras raras de outros setores e apenas pequenas melhorias na tecnologia, a demanda de térbio em 2030 poderia exceder ligeiramente a oferta projetada, a demanda de praseodímio poderia atingir mais de 175% da oferta, e a demanda de neodímio e disprósio pode exceder 250% da oferta prevista.

A mineração de elementos de terras raras também pode envolver sérias ameaças à saúde humana e ambiental. O flúor e o arsênico desenterrados através da mineração de elementos de terras raras podem causar taxas de natalidade mais baixas e causar doenças como a fluorose esquelética, que causa deformação na estrutura óssea. Em Baotou, Mongólia Interior, 1 em cada 7 residentes de Baotou – uma cidade de vários milhões – tem câncer. Um grande lago de resíduos de elementos de terras raras está localizado a vinte minutos do centro da cidade.

Em 2010, a China estava produzindo 95% dos elementos de terras raras, mas desde 2016 diminuiu a mineração de elementos de terras raras para 60% da produção mundial atual. Quinze por cento dos elementos de terras raras são produzidos nos EUA e 9% em Mianmar, onde a mineração - particularmente a mineração ilegal e não regulamentada - vem aumentando desde o golpe militar em 2021. Grupos ambientais baseados em Kachin estimam que existam mais de 100 terras raras minas de elementos nos municípios de Pangwa e Chipwe, de propriedade da milícia afiliada aos militares de Mianmar. Os resíduos radioativos das minas poluem o solo e os cursos d'água de dezenas de aldeias próximas. Um ativista Pangwa disse à Radio Free Asia no início deste ano: "Esses mineradores geralmente limpam o solo e depois cavam buracos. Depois disso, despejam líquido quimicamente tratado nos buracos. Quando terminam, não cobrem os buracos em o solo, causando deslizamentos de terra quando as chuvas chegam."