EUROPEAN GREEN DEAL a perspektywy dla miedzi

Działania mające na celu osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 r. są priorytetem dla nowej Komisji Europejskiej i jej przewodniczącej, Ursuli Von der Leyen. Wytyczne polityczne na kadencję 2019-2024 wskazują na dążenie do zaostrzenia celów klimatycznych, o czym świadczy ambitna propozycja tzw. Europejskiego Zielonego Ładu (European Green Deal). Propozycja europejskiego prawa klimatycznego zostanie zaprezentowana w najbliższych dniach. Oczekuje się, że Komisja zaproponuje zmianę celu redukcji do 2030 r. do 50/55%.

Dla całego europejskiego przemysłu metali nieżelaznych spełnienie tak restrykcyjnych wymagań w stosunkowo krótkim czasie oznacza ogromne wyzwania, związane z transformacją energetyczną i przejściem na odnawialne źródła energii, tym bardziej, że - oprócz nakładów inwestycyjnych - należy uwzględnić drastyczny wzrost cen uprawnień do emisji CO2 oraz ryzyko poważnych zmian w wykazie sektorów objętych systemem rekompensat kosztów pośrednich w IV okresie rozliczeniowym unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji lata 2021-2030 (EU-ETS).

Perspektywy dla miedzi i innych metali nieżelaznych

Realizacja idei Europy neutralnej dla klimatu jest możliwa do osiągnięcia jedynie w przypadku zapewnienia wystarczającej ilości metali nieżelaznych. Już w 2017 r. Bank Światowy prognozował, że do 2050 r. rozwijająca się produkcja turbin wiatrowych potrzebować będzie o 300% więcej metali, o 200% więcej metali będzie potrzebne do wytwarzania paneli słonecznych i aż o 1000% wzrośnie zapotrzebowanie na metale niezbędne do produkcji akumulatorów (źródło: Bank Światowy - Rosnąca rola minerałów i metali dla niskoemisyjnej przyszłości, 2017).

Szacuje się, że w latach 2020–2050 w technologiach, w przypadku których oczekuje się zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych w UE o 75%, potrzebne będzie 22 mln ton miedzi (szacunki w oparciu m.in. o unijny scenariusz "High-RES" do 2050 r. oraz Energetyczną Mapę Drogową UE do 2050 r.[1])

Europejscy producenci miedzi przegrywają z azjatyckimi konkurentami

W ciągu ostatnich kilku lat globalna produkcja miedzi wzrosła o 50%, ale europejska produkcja miedzi nie wykazała znaczącego wzrostu. Z kolei udział Azji w światowej produkcji miedzi wzrósł z 27% w 1990 r. do 61% w 2017 r. (źródło: International Copper Study Group).

Według badania oceny cyklu życia, miedź produkowana przez europejski przemysł ma średnio o połowę niższą emisję jednostkową niż produkowana poza UE, ale – w przeciwieństwie do swoich globalnych konkurentów – musi słono płacić za swoje emisje. Tymczasem rosnące w Europie zapotrzebowanie na produkty zawierające miedź powoduje także wzrost (o 23%, według Międzynarodowej Grupy Badawczej Miedzi) importu gotowych wyrobów, które mają większy ślad węglowy niż ich europejskie odpowiedniki.

W dogłębnej analizie towarzyszącej komunikatowi „Czysta planeta dla wszystkich” napisano: „Oczekuje się, że rynek energii odnawialnej poza UE będzie się rozwijał jeszcze szybciej niż w UE. (…) Należy oczekiwać, że zmiany te przyniosą przemysłowi europejskiemu korzyści w postaci nowych perspektyw biznesowych. Jeśli chodzi o rodzaje energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, w których przedsiębiorstwa UE mają przewagę konkurencyjną, to silna niegdyś pozycja UE w dziedzinie energii solarnej została w ostatnich latach znacząco naruszona przez Chiny ”.

Proponujemy:

a. Wezwanie do wykorzystania we wszystkich politykach UE, które wpływają na otoczenie biznesowe przedsiębiorstw surowcowych i służą celowi dekarbonizacji, czystych i bezpiecznych europejskich surowców.

b. Każde nowe prawo dotyczące działalności przedsiębiorstw surowcowych w Europie powinno być analizowane również pod kątem kosztów społeczno-ekonomicznych, a tym samym możliwości osłabienia konkurencyjności sektora w stosunku do zagranicznej konkurencji o większym śladzie węglowym.

c. Umożliwienie dalszej dekarbonizacji poprzez jeszcze większą elektryfikację, wspieraną maksymalną możliwą rekompensatą kosztów pośrednich emisji i finansowanie inwestycji zmierzających do zastąpienia paliw kopalnych w procesach technologicznych energią elektryczną.

d. Włączenie sektora surowcowego jako przemysłu energochłonnego w możliwość pozyskania funduszy UE na inwestycje we własne OZE, inteligentne sieci, urządzenia do magazynowania energii, zastosowania przemysłowe w dziedzinie efektywności energetycznej i inne (np. poprzez Fundusz Modernizacyjny, Fundusz Innowacji, Europejski Bank Inwestycyjny).

e. Wsparcie innowacji i inwestycji w zaawansowane technologie poprzez programy poświęcone górnictwu i metalurgii w ramach Horizon Europa i podobnych mechanizmów.

f. Znaczny wzrost współfinansowania inwestycji w energetycznie i surowcowo efektywny recykling metali nieżelaznych oraz wsparcie legislacyjne dla sektora poprzez zabezpieczenie dostaw złomu (zapobieganie jego eksportowi poza UE).

g. Wprowadzenie preferencji w obszarze zamówień publicznych dla surowców wydobywanych i produkowanych w Europie.

Europejski Zielony Ład będzie wymagał więcej metali bazowych. Europejski przemysł surowcowy może wnieść swój wkład i ma bardzo niski ślad węglowy.

Choć sektor ten ma zasadnicze znaczenie dla gospodarki europejskiej, ponieważ zapewnia podstawowy dostęp do wielu metali i minerałów dla przemysłu przetwórczego w UE, jego ogólny udział w emisji CO2 nie jest ogromny. Średnio 40% metali jest wytwarzanych w UE, w przypadku większości minerałów i kruszyw przemysłowych UE jest samowystarczalna, a w niektórych przypadkach eksportuje.

Według danych Eurometaux europejski ekosystem metali jest liderem wśród branż w przejściu do neutralności klimatycznej z uwagi na:

• wysoki poziom elektryfikacji (odejście od procesów intensywnie wykorzystujących węgiel), z 58% udziałem energii elektrycznej w ogólnym zużyciu energii w tym sektorze,
• wysoki poziom historycznej redukcji emisji, z poprawą o 61% w stosunku do poziomów z 1990 r.,
• wysoki poziom cyrkularności - około 50% europejskiej produkcji metali podstawowych pochodzi obecnie ze źródeł pochodzących z recyklingu.

Miedź należy uważać za czysty i bezpieczny surowiec:

„Wydobycie miedzi to branża podstawowa w niektórych krajach producenckich, a produkty miedziowe są kluczowe w wytwarzaniu/dystrybucji/przesyle energii, urządzeniach/elektronice, transporcie i budownictwie, które to wykorzystują odpowiednio 45%, 12,5%, 12,5% i 20% całkowitej światowej produkcji miedzi. Przy zużyciu około 35% miedzi pochodzącej z recyklingu, należy stwierdzić, iż żywotność miedzi jest nieskończona” wynika z projektu raportu na temat odpowiedzialnego pozyskiwania miedzi przygotowanego przez International Copper Study Group.

Odnawialne źródła energii

Poprzez poprawę ogólnej wydajności miedź odgrywa ważną rolę w rozwiązaniach technicznych wykorzystywanych w obszarach energetyki słonecznej, wiatrowej, pływowej, wodnej, a także energetyki geotermalnej i wykorzystującej biomasę. Przykładowo, pojedyncza turbina wiatrowa o mocy 3 MW zawiera nawet 4,7 tony miedzi. Ze względu na swoje właściwości miedź była zawsze materiałem wybieranym w celu wydajnego pozyskiwania energii elektrycznej z ogniw słonecznych. Stosunkowo gruba, ale miękka miedź jest preferowana do stosowania w ogniwach krzemowych w celu zmniejszenia ich kruchości i zwiększenia przepustowości.

Efektywność energetyczna

Po srebrze miedź ma najwyższą spośród wszystkich metali przewodność elektryczną. Produkty zawierające miedź (np. silniki) działają zwykle bardziej efektywnie, z typowymi redukcjami zużycia energii w przedziale 20-30%.

Transport

Poza sektorem energetycznym miedź jest również kluczowym elementem pojazdów elektrycznych, gdzie wykorzystywana jest w akumulatorach i systemach sterowania, a także w infrastrukturze ładowania. Samochód elektryczny zawiera w sobie średnio prawie cztery razy więcej miedzi, niż jego odpowiednik z silnikiem spalinowym (83 kg do 23 kg).

Ślad energetyczny

W porównaniu do poziomów z 1990 r., europejski przemysł miedziowy zmniejszył jednostkowe zużycie energii o 60%. Emisje z produkcji miedzi w Europie są obecnie bardzo niskie i wynoszą zaledwie 0,4% całkowitej emisji gazów cieplarnianych w UE.

Cyrkularność miedzi

Warto podkreślać, że miedź jest metalem, który w 100% nadaje się do recyklingu i może być wielokrotnie używany i przetwarzany bez utraty swoich właściwości technicznych.

Ponadto w procesie przetwarzania miedzi pozyskiwane są również rzadkie i cenne metale wykorzystywane na przykład w elektronice (kobalt jest kluczowym produktem ubocznym metalurgii miedzi, a w procesie przetwórstwa miedzi powstaje około 60% światowej produkcji kobaltu; innymi metalami towarzyszącymi miedzi są m.in. nikiel, srebro, złoto).

Odmienne podejście do miedzi i aluminium

Zarówno miedź i aluminium są bardzo dobrymi przewodnikami elektrycznymi niezbędnymi do umożliwienia transformacji energetycznej Europy i muszą być traktowane jednakowo. Jednak podczas gdy spodziewane jest, że produkcja aluminium w przyszłości nadal będzie kwalifikować się do rekompensat kosztów pośrednich emisji CO2, miedź znalazła się poza tą listą. Taki krok w sposób oczywisty prowadzić musi do niekorzystnej sytuacji konkurencyjnej tego metalu i jego producentów, a efektem tego byłby m.in. wzrost kosztów dalszego przetwarzania produktów miedzianych, takich jak na przykład podziemne kable energetyczne. Odmienne traktowanie aluminium i miedzi w przypadku, gdy w wielu zastosowaniach oba metale mogą być używane wymiennie, prowadzić będzie również do zaburzenia konkurencji na rynku wewnętrznym UE.

Tymczasem realizacja długoterminowej strategii Carbon Neutrality 2050 r. powinna zmierzać do tego, że transformacja poprawi konkurencyjność gospodarki i przemysłu UE na rynkach światowych.

Zastosowania miedzi służące poprawie efektywności energetycznej

Okablowanie miedziane

Kable miedziane mają o około 60% większą obciążalność prądową niż tej samej wielkości kable wykonane z aluminium. Ze względu na niższą przewodność i wyższą rezystancję kabel aluminiowy musi mieć o 60% większy przekrój niż cechujący się tymi samymi parametrami kabel zrobiony z miedzi. Biorąc pod uwagę mniejszą średnicę, a tym samym większą elastyczność, kabel miedziany zajmuje znacznie mniej miejsca i jest łatwiejszy do zainstalowania.

Również przewodność cieplna miedzi jest o około 60% wyższa, niż w przypadku aluminium. Poprawia to dyfuzję ciepła i redukuje temperatury punktu zapalnego na zakończeniach i szynach prądowych.

Ponieważ miedź nie ulega wpływowi korozji galwanicznej, to jej zastosowanie zwiększa bezpieczeństwo, niezawodność i trwałość instalacji. Większa twardość miedzi oznacza, że poddawane wysokim naciskom stykowym ​​zaciśnięte złącza lub zakończenia wykazują znacznie niższy przepływ chłodu, zwiększając w ten sposób bezpieczeństwo i niezawodność instalacji.

Wyższa od aluminiowego wartość złomu miedziowego sprzyja odzyskiwaniu drutu i kabli, co umożliwia efektywny recykling, a tym samym wspiera cele UE w zakresie zrównoważonego gospodarowania zasobami w całym cyklu ich życia.

Wyższa wytrzymałość miedzi na rozciąganie oznacza, że wykonane z niej ​​kable mogą być łatwiej instalowane, nawet w sytuacji, gdy mogą podlegać rozciągnięciom mechanicznym.

Transformatory mocy

Kluczowym parametrem nowoczesnych konstrukcji, które działają w UE, jest ich wysoka wydajność, co ma kluczowe znaczenie ze względu na powszechność występowania transformatorów na Starym Kontynencie (szacunkowo 4 miliony jednostek w całej UE).

Badanie zlecone przez Komisję Europejską wykazało, że transformatory charakteryzujące się najniższymi kosztami w całym cyklu ich użytkowania to jednostki, do których zbudowania potrzeba znacznie więcej miedzi, niż ma to miejsce w przypadku modeli mniej efektywnych kosztowo. Wynika to w dużej mierze z faktu, że druty miedziane nie mają działania galwanicznego, w związku z czym nie wymagają okresowych kontroli i dokręcania połączeń śrubowych.

Z powodu różnych reakcji ich form tlenkowych, zakończenia drutu miedzianego są mniej podatne na uszkodzenia. Tlenek miedzi jest miękki i dobrze przewodzi prąd elektryczny. Przy równoważnej pojemności i wydajności energetycznej transformatory rozdzielcze z uzwojeniem miedzianym są mniejsze i lżejsze od jednostek wykorzystujących aluminium.

Miedź w kablach zasilających

W porównaniu do aluminium miedź ma też znacznie niższą właściwą rezystancję elektryczną. Aby uzyskać taką samą zdolność przewodzenia prądu, przewodnik aluminiowy potrzebuje o 56% większej powierzchni przekroju. Warto również zaznaczyć, że miedź nie reaguje z wodą. Jest to szczególnie ważne, jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że woda może przedostać się do kabla podczas transportu, przeładunku, przechowywania na zewnątrz, przypadkowego uszkodzenia lub w sytuacji awarii i przerwania połączenia kablowego. Znacznie wyższy ciężar właściwy miedzi powoduje z kolei, że w przypadku układania kabli podmorskich wykonanych z tego metalu cały proces staje się dużo bardziej wydajny, niż ma to miejsce w przypadku kabli aluminiowych. Ma to duże znaczenie w kontekście szybkiego rozwoju rynku morskiej energetyki wiatrowej, który obejmuje coraz większe turbiny i instalacje lokalizowane na głębokim morzu, w coraz bardziej nieprzyjaznym i stwarzającym wiele wyzwań środowisku dla podwodnych kabli średniego i wysokiego napięcia.

[1] https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/2012_energy_roadmap_2050_en_0.pdf