Наблюдая за образцами пыльных красноватых монацита и крапчатого бастнезита, я осознал, что вижу не просто камни, а потенциал для прорывных инноваций. Все эти образцы минералов, разложенные на столе в Американском музее естественной истории, содержат неодим — редкоземельный металл, который сегодня незаменим во всем: от динамиков до лопастей ветряных турбин. И, судя по всему, его значимость будет только расти.
К моменту, когда я приехал в музей, чтобы лично увидеть неодим, я размышлял над этим металлом уже несколько месяцев. Это совпало с работой над материалом для нашего нового печатного выпуска, который теперь доступен онлайн. Статья посвящена будущим материалам, от которых будет зависеть человечество в следующем столетии, и неодим оказался в самом центре внимания. Давайте разберемся, почему этот, казалось бы, малоизвестный металл так много говорит о будущем технологий.
В новом выпуске наш журнал отмечает 125-летний юбилей. Вместо того чтобы оглядываться на момент основания в 1899 году, мы решили заглянуть на следующие 125 лет вперед.
Поскольку я давно интересуюсь вопросами добычи, переработки и альтернативными технологиями в контексте климатических изменений, мои мысли о далеком будущем сразу же сосредоточились на материалах. Какие вещества нам потребуются? Хватит ли их запасов? Как технологический прогресс меняет всю картину?
Взгляд на 2100-е годы и далее меняет ставки и заставляет по-новому осмыслить знакомые темы. Например, у нас достаточно ресурсов для перехода на возобновляемые источники энергии. Но что, если в будущем мы исчерпаем все доступные запасы? Как выясняется, в оценке доступности ресурсов гораздо больше неопределенности, чем можно было бы подумать. Здесь очень многое можно перенять из прошлых попыток спрогнозировать, когда закончится запас ископаемого топлива — концепция, известная как «пик нефти».
Мы можем создавать системы для повторного использования и переработки металлов, критически важных для нашего будущего. Такие комплексы могли бы снизить потребность в добыче и сделать поставки стабильнее и даже дешевле. Но что произойдет, когда технологии, для которых создавались эти перерабатывающие установки, неизбежно изменятся, возможно, сделав старые системы устаревшими? Прогнозировать, какие материалы будут востребованы, и адаптировать усилия по их производству и повторному использованию — задача крайне сложная.
Чтобы попытаться ответить на эти масштабные вопросы, я подробно изучил один конкретный металл: неодим. Это серебристо-белый редкоземельный металл, ключевой компонент мощных магнитов, лежащих в основе множества технологий, как в энергетическом секторе, так и за его пределами.
Неодим символизирует множество вызовов и возможностей, связанных с материалами в предстоящем столетии. В ближайшем будущем нам потребуется его гораздо больше, и мы можем столкнуться с ограничениями поставок, пытаясь удовлетворить этот спрос. Металл можно перерабатывать, чтобы снизить будущую потребность в его добыче, и некоторые компании уже работают над созданием необходимой для этого инфраструктуры.
Мир активно адаптируется к условиям, в которых неодим играет центральную роль. Но в то же время уже ведутся работы по созданию технологий, которые вообще не будут требовать неодима. Если компаниям удастся разработать такую замену, это полностью перевернет наши текущие проблемы и все усилия, направленные на их решение.
Технологический прогресс может менять наши потребности в материалах, а наши материальные запросы, в свою очередь, подталкивают технологии к развитию. Это замкнутый цикл, который нам предстоит понять и распутать по мере движения вперед. Я надеюсь, что вы ознакомитесь с моей попыткой разобраться в этом в моем репортаже, о котором идет речь здесь.
Читайте продолжение «Искры»
Связанное чтение
Чтобы получить более актуальный взгляд на гонку по производству редкоземельных металлов, ознакомьтесь с этим репортажем Муреджи Фатунду за январь.
Я начал глубже задумываться о спросе на материалы, работая над статьями о переработке, включая этот материал 2023 года о компании по переработке аккумуляторов Redwood Materials.
Как пример разработки новых технологий, которые изменят требуемые материалы, посмотрите этот материал о магнитах без редкоземельных элементов, опубликованный ранее в этом году.
Ещё кое-что
«Если мы полагаемся на надежду, мы отказываемся от действия. И хотя это может быть заманчиво, это также капитуляция».
Так пишет Лидия Милле, автор более десятка книг, в новом эссе об эмоциях, стоящих за борьбой за будущее, свободное от изменения климата. Оно было опубликовано онлайн на этой неделе. Оно также представлено в нашем грядущем печатном номере, и я настоятельно рекомендую с ним ознакомиться.
Климатическая повестка
Вот репортаж о том, каково на самом деле ездить на водородном автомобиле: репортер взял его в поездку и пообщался с другими водителями по пути. (The Verge)
→ Вот почему электромобили опережают водородные в гонке за экологизацию транспорта. (MIT Technology Review)
По мере роста температур у нас возникает проблема с «горячей сталью». Жара может заставлять сталь, а также другие материалы, такие как бетон, расширяться или деформироваться, что вызывает проблемы — от замедления движения поездов до снижения пропускной способности линий электропередач. (The Atlantic)
Окленд стал первым городом в США, использующим полностью электрический парк школьных автобусов. И эти машины не только возят детей; они также могут использовать свои аккумуляторы для поддержки энергосистемы при необходимости. (Electrek)
Компания Form Energy планирует построить крупнейшую в мире установку для хранения энергии в штате Мэн. Система, использующая новую технологию железо-воздушных аккумуляторов компании, сможет запасать 8 500 мегаватт-часов энергии. (Canary Media)
→ Мы включили Form в список 15 климатических технологических компаний, за которыми стоит следить в 2023 году. (MIT Technology Review)
В одном из самых интересных применений электромобилей Брюссель заменил конные экипажи на модели с батарейным питанием. Они немного напоминают старинные автомобили, и, по словам операторов, после перехода бизнес не замедлился. (New York Times)
домовладельцы в США получают миллиарды долларов налоговых льгот. Эти средства, поощряющие использование технологий, повышающих энергоэффективность жилья и снижающих выбросы, в непропорционально большем объеме достаются более состоятельным домохозяйствам. (E&E News)
Авиакомпании дают громкие обещания об использовании новых видов авиационного топлива, которые могут помочь сократить выбросы. Большая часть отрасли нацелена на достижение 10% использования альтернативного топлива к концу десятилетия. Фактический показатель в 2023 году составил 0,17%. (Bloomberg)
Солнечные фермы нуждаются в овцах — они становятся отличными партнерами для ландшафтного дизайна. Вскоре 6 000 овец помогут поддерживать травяной покров между панелями на крупнейшем проекте по выпасу скота на солнечных полях в США. (Canary Media)
