Phát hiện kho báu kim loại hiếm cần thiết cho năng lượng sạch trong tro than độc hại
Các nhà khoa học đã phát hiện tro than độc hại chứa lượng lớn kim loại hiếm quý giá, mở ra cơ hội mới ngành năng lượng sạch và giảm phụ thuộc vào khai thác truyền thống.
Theo nghiên cứu của Đại học Texas tại Austin, tro than từ các nhà máy điện trên khắp nước Mỹ có thể chứa tới 11 triệu tấn kim loại đất hiếm, trị giá khoảng 8,4 tỷ USD – lớn gấp gần 8 lần so với lượng dự trữ nội địa hiện tại của Mỹ. Đây được xem là tiềm năng lớn để khai thác tài nguyên mà không cần đến việc khai mỏ mới.
"Từ rác thải thành kho báu"
Bà Bridget Scanlon, giáo sư nghiên cứu tại Trường Địa chất Jackson thuộc Đại học Texas và là đồng tác giả của nghiên cứu, nhận định: "Phát hiện này minh họa rõ nét cho triết lý 'biến rác thải thành kho báu'". Chúng tôi đang nỗ lực khép kín vòng tuần hoàn, tái sử dụng chất thải và khai thác tài nguyên từ đó".
Kim loại đất hiếm, như scandium, neodymium và yttrium, có vai trò quan trọng trong công nghệ xanh, bao gồm xe điện, tấm pin năng lượng mặt trời và tuabin gió. Tuy không thực sự hiếm trong tự nhiên, việc tách chiết các kim loại này khỏi quặng đòi hỏi quy trình phức tạp, khiến nguồn cung không đáp ứng đủ nhu cầu ngày càng tăng.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, nhu cầu về kim loại đất hiếm dự kiến tăng gấp 7 lần vào năm 2040 khi thế giới chuyển dịch khỏi nhiên liệu hóa thạch khiến toàn cầu nóng lên.
Hậu quả của vụ sập ao chứa tro than tại Nhà máy hóa thạch TVA Kingston ở Harriman, Tennessee, Mỹ, vào ngày 22/12/2008. (Ảnh: AP)
Tiềm năng thay đổi chuỗi cung ứng
Hiện tại, Mỹ nhập khẩu hơn 95% kim loại đất hiếm, chủ yếu từ Trung Quốc, gây ra các vấn đề về an ninh chuỗi cung ứng. Mỏ Mountain Pass tại California là nguồn cung lớn duy nhất trong nước.
"Chúng ta cần cải thiện tình hình này" - bà Scanlon nhấn mạnh. Do đó, việc tìm kiếm các nguồn cung cấp không truyền thống như tro than đã trở thành một hướng đi mới.
Khoảng 70 triệu tấn tro than được sản xuất mỗi năm tại Mỹ, chứa lượng nhỏ kim loại đất hiếm nhưng dễ dàng tiếp cận hơn so với khai thác trực tiếp từ lòng đất.
Thách thức chi phí và môi trường
Tuy nhiên, việc tách chiết kim loại đất hiếm từ tro than không hề đơn giản. Quá trình này cần sử dụng các loại axit và kiềm mạnh, dẫn đến chi phí cao và có thể gây tác động tiêu cực đến môi trường. Tro than cũng chứa các chất độc hại như thủy ngân, arsen và chì, đòi hỏi quy trình xử lý nghiêm ngặt.
Bất chấp các thách thức, các nhà khoa học kỳ vọng rằng giá trị từ việc khai thác kim loại đất hiếm có thể bù đắp chi phí cải thiện việc lưu trữ và quản lý tro than.
Ao chứa tro than Dallman ở Springfield, Illinois, Mỹ vào tháng 11/2021. (Ảnh: USA Today Network/Imago Images)
Hỗ trợ từ chính phủ Mỹ
Hồi tháng 4/2024, chính quyền Tổng thống Joe Biden công bố khoản đầu tư 17,5 triệu USD cho các dự án khai thác kim loại đất hiếm từ than và chất thải của nó. Bộ trưởng Năng lượng Jennifer Granholm cho biết: "Khoản tài trợ này sẽ tăng cường an ninh quốc gia đồng thời hỗ trợ tái thiết ngành sản xuất và các cộng đồng năng lượng, khai thác trên toàn quốc".
Với hơn 2 tỷ tấn tro than đang được lưu trữ tại Mỹ, các nhà khoa học tin rằng đây là nguồn tài nguyên tiềm năng mà không khuyến khích sử dụng thêm than – loại nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm nhất.
Theo bà Scanlon, mục tiêu rộng hơn là tìm cách khai thác giá trị từ tro than mà không cần đốt cháy nó, đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
