Tutkijat varoittavat: Vihreä siirtymä voi aiheuttaa suuren ruokapulan, ellei jotain tehdä – Maailman 2. tärkeimmästä kemikaalista tulossa 200 000 000 tonnin vaje, ja se on kauhea asia
Rikkihaposta uhkaa tulla pula, kun vihreä siirtymä sulkee fossiiliset raaka-ainelähteet. Se tietää vaikeuksia maatalouteen, jollei uhkaan reagoida ajoissa.
Niin sanottu vihreä siirtymä eli fossiilisten polttoaineiden korvaaminen uusiutuvalla energialla uhkaa aiheuttaa valtavan maailmanlaajuisen pulan rikkihaposta – jollei sitten uhkakuvaan reagoida ajoissa ja isossa mitassa. Tähän tulokseen päätyi kolme tutkijaa brittiläisestä University College Londonista tuoreessa tutkimuksessaan.
Rikkihapon raaka-aineena nykyisin käytetään nimittäin öljyteollisuuden jätteitä, joiden tarjonta tulevaisuudessa hupenee.
Rikkihappovaje saattaa kuulostaa tavallisen kansalaisen korvaan pelkältä teollisuuden kuriositeetilta, mutta kyse missään nimessä ei ole siitä. Päinvastoin, harva ongelma teollisuudessa olisi yhtä hankala kuin globaali rikkihappopula.
Rikkihaposta (H₂SO₄) noin 60 prosenttia kulutetaan lannoitteisiin, kun fosfaattikiveä jalostetaan fosfaattilannoitteiksi. Niinpä Mark Maslinin johtamat tutkijat huomauttavat heti tieteellisen artikkelinsa otsikossa, että rikkihapon alituotanto maailmassa voi ”uhata ruokaturvallisuutta”.
Kansanomaiselle kielelle tulkittuna Maslin ja hänen kollegansa sanovat, että laajoja alueita koskettava niukkuus tai pula ruuasta ei ole lainkaan poissuljettu skenaario.
Tekniset keinot ruokapulan välttämiseksi ovat onneksi jo olemassa, vaikka ne ovatkin jossain määrin hankalia ja maksavat. Kaikkein keskeisin kysymys ongelman ennaltaehkäisyssä onkin siihen ajoissa havahtuminen. Sitä ei ole tutkijoiden mukaan vielä lainkaan tapahtunut.
- Lue myös:
Tutkijoiden mukaan vuosittainen rikkihapon tuotantovaje voi nousta 2040 mennessä eli alle 20 vuodessa 100–300 miljoonan tonnin välille, jos uhkaan ei reagoida. Näin todetaan UCL:n lehdistötiedotteessa. Otsikon 200 miljoonaa tonnia on edellisistä luvuista keskiarvo.
Määrä on suuri paitsi absoluuttisena lukuna, myös suhteutettuna rikkihapon tuotantoon, joka on nykyisin tutkijoiden mukaan noin 250 miljoonaa tonnia vuodessa.
Tästä pula johtuu
Maslinin sekä hänen työtovereidensa Livia van Heerden ja Simon Dayn ennustama pula syntyy kahdesta tekijästä. Niistä selvästi tärkeämpi on yllä jo mainittu fossiilisista polttoaineista luopumisen vaikutus rikkihapon tuotantoon.
Nykyisin noin 80 prosenttia rikkihaposta valmistetaan hapettamalla (*) alkuainerikkiä, joka on puhdistettu pois raakaöljystä ja raa’asta maakaasusta. Jos fossiilisten polttoaineiden käyttö tyrehtyy, rikkijätettä ei synny, ja rikkihapon tuotantoketjuun alkaa kasautua melkoisia vaikeuksia.
Talouskasvun ja väestönkasvun myötä kasvava rikkihapon tarve todennäköisesti pahentaa tilannetta.
Öljyhanojen sulkeutuminen onneksi ei tarkoita väistämätöntä ruokapulaa, sillä muitakin keinoja tuottaa rikkiä on olemassa, ja rikkiä sinänsä maailmassa riittää. Tästä huolimatta Maslin perustelee tiedotteessa, että ongelma on todellinen, ja se pitää ottaa tosissaan.
”Me ennustamme, että halvan, riittoisan ja helposti saatavilla olevan rikin lähteen kuivuessa pois, tarve joudutaan tyydyttämään kaivamalla alkuainerikkiä massiivisesti aiempaa enemmän. Se [toiminta] on likaista, myrkyllistä ja kallista, ja tuhoaa luontoa.”
Tieteellisessä artikkelissaan tutkijat lisäävät, että rikkihapon kohonnut hinta siirtyisi lannoitteisiin ja sitä myötä ruoan hintaan, vaikka ruuasta ei tulisikaan suoranainen pula.
Niinpä Maslin sanoo, että alkuainerikin kaivostekniikan kehittämiseksi täytyy aloittaa välittömästi tutkimusprojekteja. Hän ehdottaa jopa kansainvälisiä sopimuksia ja valvontaa rikin säännöstelemiseksi, jotta rikkihappoa halvalla epäeettisesti tuottavat toimijat eivät pääsisi jyräämään 2040-luvun markkinoilla.
Epäeettinen tuotanto saattaisi tarkoittaa – valistuneesti arvattuna – esimerkiksi öljyn prosessointia tavalla, jota tulevaisuuden kansainvälisissä sopimuksissa ei hyväksytä. Se voi tarkoittaa myös ympäristöä rankasti tuhoavaa halvalla toimivaa rikkikaivosta, tai rikin keruuta käsityönä tulivuorten rinteiltä, missä työntekijät kuolevat myrkkykaasuihin. Viimeisestä mahdollisuudesta huomauttaa The Telegraph uutisessaan (linkki: MSN).
Juuri kukaan ei ole huomannut ongelmaa
Koska maailman rikkivarannot ovat periaatteessa suuret, sitä ei tarvitse pelätä, että rikki loppuisi maailmasta kokonaan. Kyse on vain siitä, miten halvalla, helposti ja ympäristöystävällisesti sitä saadaan käyttöön – ja reagoidaanko tulevaan maailmanlaajuiseen markkinahäiriöön ajoissa, vai vasta kun maito on jo kaatunut maahan.
Kenties tästä syystä, eli teoreettisesti suurten rikkireservien takia, rikkihappopulan uhkaan ei ole juurikaan herätty, tutkijat otaksuvat. Heidän mukaansa toinen syy voi olla rikin nykyisin hyvin edullinen hinta. Taloudellista painetta asian tajuamiseksi ei ole vielä syntynyt.
Maslinin ryhmän mukaan heidän tutkimuksensa onkin akateemisessa maailmassa ensimmäinen, jossa kiinnitetään huomiota vihreän siirtymän ja rikkihappoteollisuuden väliseen yhteyteen.
Uusien tuotantomenetelmien lisäksi maailma tulee todennäköisesti tarvitsemaan ravinteiden kierrätystä. Koska rikkihaposta suurin osa kuluu fosfaattilannoitteisiin, fosforin kierrätys jätevesistä takaisin pellolle saattaa muuttua täysin välttämättömäksi.
Maslinin ryhmän raportti on julkaistu Geographic Journal -lehdessä. Se on vapaasti luettavissa.
Ilman rikkihappoa loppuu myös alumiini
Sen lisäksi, että rikkihappo on välttämätöntä maailman ruokkimiseksi, sitä tarvitaan muun muassa vetyfluoridin (HF) valmistuksessa. Tämä erittäin syövyttävä ja myrkyllinen kaasu on puolestaan absoluuttisen välttämätöntä alumiinin jalostukselle, sillä alumiinin elektrolyysin vaatima synteettinen kryoliitti eli natriumheksafluorialuminaatti (Na₃AlF₆) tehdään sen avulla.
Ilman rikkihappoa pysähtyisi siis ruokatalouden ohella myös alumiinin valmistus.
Koska vetyfluoridia tarvitaan myös litiumioniakuissa tarvittavan litiumheksafluorifosfaatin (LiPF₆) valmistukseen, vaaditaan rikkihappoa jopa vihreän siirtymän itsensä toteuttamisessa.
- Lue myös:
Lisäksi rikkihappoa tarvitaan monien puhdistusaineiden ja eräiden muovien valmistuksessa, räjähdeteollisuudessa sekä katalyytiksi osassa petrokemian teollisuuden prosesseja. Rikkihappoa kuluu myös hydrometallurgisessa metallinjalostuksessa ja metallipintojen puhdistukseen metalliteollisuudessa. Myös autojen lyijyakut sisältävät sitä.
Toisin sanoen tämä aine on läsnä hyvin monissa prosesseissa, joissa luodaan perusedellytyksiä nykyiselle aineelliselle elintasollemme. Rikkihappoa onkin sanottu historiassa ”kemianteollisuuden isäksi” ja joskus myös ”kemikaalien kuninkaaksi”.
Tänä päivänä sitä voidaan nimittää kaikista teollisuuskemikaaleista toiseksi tärkeimmäksi. Yksinomaan ammoniakki (NH₃) – jota ilman 5 miljardia ihmistä kuolisi nälkään muutamassa vuodessa – on sitä tärkeämpi.
(*) Rikki poltetaan ensin rikkidioksidiksi (SO₂), mikä on helpompaa kuin heinänteko. Seuraava askel sitä vastoin on varsin vaikea: rikkidioksidi pitää hapettaa edelleen rikkitrioksidiksi (SO₃).
Nykyisin rikkitrioksidi valmistetaan niin sanotussa kontaktiprosessissa, jossa 450-asteinen rikkidioksidin ja ilman seos reagoi vanadiinipentoksidikatalyytin (V₂O₅) avittamana. Tuote rikkitrioksidi on kaikkein syövyttävin laajamittaisesti valmistettu kemikaali. Sen sammutus vedellä synnyttää lopulta rikkihappoa, joka sekin on hyvin syövyttävää – vaikka ei sentään yhtä pahasti.
Tämän uutisen kirjoittaja on kemian tekniikan diplomi-insinööri.
LÄHDE: Tekniikka&Talous/Tuomas Kangasniemi 23.082022