การปฏิวัติพลังงานแสงอาทิตย์ครั้งต่อไปสามารถแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลในการทำเหมืองได้

เมื่อเร็ว ๆ นี้Sandfire Resourcesผู้ผลิตทองคำและทองแดงในออสเตรเลียตะวันตก ประกาศว่าโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แห่งใหม่จะเริ่มจ่ายพลังงานให้กับเหมือง DeGrussa ในเร็วๆ นี้ โรงไฟฟ้าขนาด 10 เมกะวัตต์พร้อมแผง 34,000 แผงและแบตเตอรีลิเธียมคาดว่าจะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนของเหมืองลง 15% ด้วยการเปลี่ยนพลังงานดีเซล นี่เป็นการพัฒนาที่น่าตื่นเต้นเพราะได้ตระหนักถึงศักยภาพสำคัญที่ได้รับการยอมรับมานานแต่ไม่ได้ใช้ประโยชน์ 

ทรัพยากรที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของออสเตรเลีย 2 ชนิด ได้แก่พลังงานแสง

อาทิตย์และแร่ธาตุ ต่างก็กระจุกตัวอยู่ในส่วนเดียวกันของออสเตรเลีย ในกรณีนี้ มีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตพลังงานในเหมือง แต่ก็มีศักยภาพสูงสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ที่จะใช้ในการเปลี่ยนแร่ธาตุเป็นสารเคมีและโลหะ

ในการผลิตโลหะ ก๊าซเรือนกระจกส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อคาร์บอน (มักเป็นถ่านหิน) ถูกใช้ในการผลิตโลหะจากแร่หิน คาร์บอนนี้บางส่วนถูกใช้ในปฏิกิริยาเคมีจริง แต่ส่วนใหญ่เป็นเพียงการให้พลังงานสำหรับกระบวนการ

การแทนที่แหล่งพลังงานคาร์บอนด้วยพลังงานหมุนเวียนหรือพลังงานอื่นๆ ที่ปล่อยมลพิษต่ำ มีศักยภาพในการลดก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับการผลิตโลหะได้อย่างมาก

ตัวอย่างเช่น ในการ ผลิตเหล็ก ถ่านโค้กและถ่านหินมากกว่า400 กิโลกรัมถูกใช้เพื่อผลิตเหล็กทุกตัน การใช้พลังงานหมุนเวียนเป็นแหล่งความร้อนสามารถลดคาร์บอนที่ป้อนเข้าได้ถึง 30%

การปฏิวัติครั้งต่อไป

ปัจจุบัน การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของออสเตรเลียส่วนใหญ่จำกัดอยู่ที่บ้านเท่านั้น สำหรับน้ำร้อนและไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ แต่พลังงานแสงอาทิตย์ก็มีศักยภาพสูงสำหรับภูมิภาคออสเตรเลียเช่นกัน

ทุ่นระเบิดมักจะถูกแยกออกจากกัน โดยทั่วไปมีก๊าซธรรมชาติและไฟฟ้าอยู่อย่างจำกัด และในพื้นที่ห่างไกล พลังงานจะถูกจำกัดให้ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเหลว นี่คือศักยภาพที่ถูกใช้ประโยชน์โดย Sandfire Resources ที่โรงงานเหมืองซึ่งอยู่ห่างจากเพิร์ทไปทางเหนือ 900 กม.

การศึกษาล่าสุดโดย CSIRO ได้ระบุถึงศักยภาพในการใช้พลังงาน

แสงอาทิตย์ในการแปรรูปสินแร่ที่อุณหภูมิสูง เช่น แร่บอกไซต์ ทองแดง และเหล็ก กระบวนการนี้จะใช้พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์เข้มข้น (CST)เป็นแหล่งจ่ายความร้อน ความร้อนนี้ยังสามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้ด้วย เรียกว่า พลังแสงอาทิตย์เข้มข้น (CSP)

สิ่งนี้แตกต่างจาก เทคโนโลยี โซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของ Sandfire (และแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนชั้นดาดฟ้า) ซึ่งจะแปลงแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยตรง

พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิระหว่าง 800℃ ถึง 1,600℃ – ซึ่งสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ซึ่งรวมความร้อนจากดวงอาทิตย์ ขณะนี้ร้อนเกินไปสำหรับการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปจะทำงานต่ำกว่า 600 ℃

แต่การแปรรูปแร่สามารถใช้ประโยชน์จากอุณหภูมิสูงเหล่านี้ได้ เนื่องจากความร้อนจะถูกใช้โดยตรงสำหรับการแปลงทางเคมี แทนที่จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าในขั้นแรก

เหตุผลนี้เองที่ผลักดันการวิจัยที่มหาวิทยาลัยแอดิเลด ไปสู่การผลิตอลูมินาโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้น และที่มหาวิทยาลัยสวินเบิร์น สู่การผลิตเหล็กจากแร่

เราได้ทดสอบอุณหภูมิและส่วนผสมของแร่ธาตุต่างๆ และได้ผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กที่คล้ายคลึงกับผลิตภัณฑ์เหล็กเกรดเชิงพาณิชย์ เรามองเห็นโรงงานผลิตเหล็กพลังงานแสงอาทิตย์ที่เปิดดำเนินการในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียและเพิ่มมูลค่าให้กับเหล็กสำรองของเราก่อนที่จะส่งไปยังต่างประเทศ

เราคาดหวังว่าสิ่งนี้จะสามารถลดพลังงานและการปล่อยมลพิษลงได้ 20-30% เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตเหล็กในปัจจุบัน โดยแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ แม้ว่าคาร์บอนจะยังคงถูกใช้ในกระบวนการทางเคมี

การทำเช่นนี้จะคุ้มทุนหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิต เนื่องจากการประหยัดพลังงานและคาร์บอนจะต้องชดเชยต้นทุนเงินทุนที่สูงซึ่งเกี่ยวข้องกับฟลักซ์แสงอาทิตย์ที่สูง

พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นยังคงมีราคาค่อนข้างแพง Australian Solar Institute ประมาณการในปี 2555 ว่าค่าไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นนั้นสูงกว่าต้นทุนปัจจุบันสำหรับพลังงานทั่วไปประมาณสองเท่า ซึ่งสะท้อนถึงต้นทุนทุนที่สูงของระบบสุริยะเป็นส่วนใหญ่

ช่องว่างนี้คาดว่าจะปิดลงได้อย่างสมเหตุสมผลด้วยการเพิ่มขนาดของการดำเนินงาน (ต้นทุนการผลิตที่ลดลง) และแรงกดดันด้านกฎระเบียบต่อแหล่งพลังงานทั่วไป

อาจเป็นทางออก แต่ก้าวเล็กๆ ของ Sandfire Resources อาจเป็นจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติในอุตสาหกรรมแร่ธาตุของออสเตรเลีย

Credit : สล็อต