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Jul 28, 2023

풍력 터빈의 희토류 원소 채굴 및 재활용을 위한 정당하고 지속 가능한 솔루션

청정 에너지 미래를 향한 항해에 바람이 불고 있습니다. 바람

청정 에너지 미래를 향한 항해에 바람이 불고 있습니다. 풍력 에너지는 현재 미국에서 가장 큰 재생 에너지원이며 산업은 빠르게 성장하고 있습니다. 풍력 에너지 기업은 터빈의 지속 가능하고 책임 있는 수명 주기를 보장하기 위해 강력한 노력을 기울이고 있으며 완전한 순환 공급망 달성을 향해 나아가고 있습니다. 해당 공급망이 어떤 모습인지 이해하려면 풍력 터빈 제작 방법을 확인하고, 풍력 터빈 블레이드에 대해 자세히 알아보려면 "수명 주기가 끝나면 풍력 터빈 블레이드는 어떻게 되나요?"를 읽어보세요.

제가 아직 탐구하지 않은 풍력 터빈의 구성 요소 중 하나는 작지만 강력한 희토류 원소입니다. 희토류 원소(REE)는 전기 상자(나셀이라고 함)의 블레이드 중앙에 위치한 풍력 터빈 영구 자석의 중요한 부분입니다. 영구 자석은 주로 대형 해상 풍력 터빈의 발전량을 늘리고 유지 관리를 줄이는 데 사용됩니다. 현재 해상 풍력 터빈의 76%와 육상 풍력 터빈의 32%가 희토류 영구 자석을 사용하고 있습니다.

풍력 응용 분야에 사용되는 가장 일반적인 유형의 자석은 네오디뮴-철-붕소 자석(NdFeB)입니다. 이러한 자석에는 일반적으로 4가지 희토류 원소가 포함되어 있습니다. 네오디뮴과 프라세오디뮴은 자석을 강화하고, 디스프로슘과 테르븀은 고온에서 자기소거에 대한 저항력을 제공합니다. 세계은행은 2050년 에너지 기술용 네오디뮴 수요가 2018년 전체 네오디뮴 생산량의 37%에 이를 것으로 예측하고 있습니다. 풍력 터빈용 네오디뮴에 대한 전 세계 수요는 2050년까지 48% 증가할 것으로 추산됩니다. 희토류 원소는 재생 에너지 미래에 매우 중요하며 풍력 터빈에 사용되는 주요 "핵심 금속"입니다. 이를 소싱하는 데는 사회적, 환경적 공급망 문제도 포함됩니다.

더 자세히 알아보고 풍력 터빈 발전기를 위한 원형 희토류 원소 공급망을 보장하기 위한 솔루션을 살펴보겠습니다.

전체적으로 희토류 원소는 주기율표의 17개 원소를 포함합니다. 유명하게도 그들의 이름은 잘못된 것입니다. 그것들은 "희귀"하지 않습니다. 그들은 지구에 구리만큼 풍부합니다. 하지만 추출하기 쉽도록 뭉치는 일이 거의 없고, 뭉쳐도 한곳에 고도로 집중되어 있는 경우가 많습니다.

우리의 현대 기술 세계는 희토류 원소 없이는 기능하지 못할 것입니다. 필수적이면서도 극소량의 그들은 우리의 디지털 생활에 힘을 실어주는 거의 모든 장치에 연료를 공급하는 작은 연금술 슈퍼 히어로와 같습니다. 재생 에너지 응용 분야에 대해 알아보기 전에 몇 가지 재미있는 사실을 알아보세요.

희토류 원소는 풍력 에너지 산업의 기어가 회전하는 데 도움이 됩니다. 그러나 희토류 원소를 대량으로 채굴하는 것은 어려운 일이며, 세계는 증가하는 수요를 충족하기 위해 더 많은 것을 필요로 합니다. 2020년 공동연구센터 보고서에 따르면, 2050년까지 100% 재생에너지 달성을 가정하고, 다른 부문의 희토류 원소에 대한 수요 증가와 기술의 약간의 개선으로 인해 2030년 테르븀 수요는 예상 공급량을 약간 초과할 수 있고, 프라세오디뮴 수요는 공급량의 175% 이상에 도달하고 네오디뮴 및 디스프로슘 수요는 예상 공급량의 250%를 초과할 수 있습니다.

희토류 원소 채굴은 심각한 인간 및 환경 건강 위협을 수반할 수도 있습니다. 희토류 채굴을 통해 채굴된 불소와 비소는 출산율 저하를 유발할 수 있고, 뼈 구조의 변형을 일으키는 골격 불소증과 같은 질병을 유발할 수 있습니다. 내몽골 바오터우(Baotou)에서는 수백만 명의 도시인 바오터우 주민 7명 중 1명이 암에 걸렸습니다. 대규모 희토류 폐수 호수는 도심에서 20분 거리에 위치해 있습니다.

2010년 중국은 희토류 원소의 95%를 생산했지만, 2016년부터 희토류 원소 채굴량이 현재 전 세계 생산량의 60%로 감소했습니다. 희토류 원소의 15%는 미국에서 생산되고, 미얀마에서는 9%가 생산되는데, 이곳에서는 2021년 군사 쿠데타 이후 채굴, 특히 규제되지 않은 불법 채굴이 증가하고 있습니다. 카친 소재 환경 단체에서는 희토류가 100개가 넘는다고 추정합니다. 미얀마 군부대 민병대가 소유한 팡와(Pangwa) 타운십과 칩웨 타운십(Chipwe Township)에 있는 광산. 광산에서 나오는 방사성 폐기물은 인근 마을 수십 곳의 토양과 수로를 오염시킵니다. 판과(Pangwa) 활동가는 올해 초 라디오 자유 아시아(Radio Free Asia)와의 인터뷰에서 "이 광부들은 보통 땅을 깨끗이 청소한 다음 구멍을 파고 그 구멍에 화학적으로 처리된 액체를 붓습니다. 작업이 끝나면 구멍을 덮지 않습니다."라고 말했습니다. 비가 오면 땅이 무너져 산사태가 일어나요."