Schwefelknappheit: Eine potenzielle Ressourcenkrise, die katastrophale Folgen haben könnte

Von University College London, 5. September 2022

Schwefel ist ein wichtiger Bestandteil vieler Düngemittel, daher könnte ein Mangel zu Problemen bei der Nahrungsmittelproduktion führen.

According to a recent study led by University College London (UCL) scientists, a projected shortage of sulfuric acidAny substance that when dissolved in water, gives a pH less than 7.0, or donates a hydrogen ion." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Säure, eine Schlüsselchemikalie in unserer modernen Industriegesellschaft, könnte die Entwicklung umweltfreundlicher Technologien behindern und die globale Ernährungssicherheit gefährden.

Laut der Studie, die kürzlich im Geographical Journal veröffentlicht wurde, würden die steigende landwirtschaftliche Produktivität und die weltweite Abkehr von fossilen Brennstoffen dazu führen, dass der Bedarf an Schwefelsäure bis 2040 erheblich von „246 auf 400 Millionen Tonnen“ steigen würde.

Abhängig davon, wie schnell die Dekarbonisierung erfolgt, rechnen die Forscher mit einem jährlichen Versorgungsdefizit zwischen 100 und 320 Millionen Tonnen, also zwischen 40 % und 130 % des aktuellen Angebots.

Schwefelsäure, ein entscheidender Bestandteil der modernen Fertigung, wird für die Herstellung von Phosphordüngern benötigt, die zur weltweiten Nahrungsmittelproduktion beitragen, sowie für die Gewinnung seltener Metalle aus Erzen, die für den Übergang zu einer rasch notwendigen grünen Wirtschaft von entscheidender Bedeutung sind, wie z. B. Kobalt und Nickel in Hochleistungs-Li-Ionen-Akkus.

Über 80 % des weltweiten Schwefelvorkommens besteht mittlerweile aus Schwefelabfällen aus der Entschwefelung von Rohöl und Erdgas, wodurch die Schwefeldioxidgasemissionen, die sauren Regen verursachen können, minimiert werden. Allerdings würde eine Dekarbonisierung der Weltwirtschaft als Reaktion auf den Klimawandel die Produktion fossiler Brennstoffe – und damit auch die Schwefelversorgung – drastisch verringern.

Diese von UCL-Forschern durchgeführte Studie ist die erste, die dieses große Problem identifiziert. Die Autoren gehen davon aus, dass, wenn keine Maßnahmen zur Verringerung des Bedarfs an dieser Chemikalie ergriffen werden, ein massiver Anstieg des umweltschädlichen Bergbaus erforderlich sein wird, um den daraus resultierenden Ressourcenbedarf zu decken.

Der Hauptautor der Studie, UCL-Geographieprofessor Mark Maslin, sagte: „Schwefelknappheit kam schon früher vor, aber der Unterschied besteht darin, dass die Quelle des Elements nicht mehr ein Abfallprodukt der Industrie für fossile Brennstoffe ist.“ Wir prognostizieren, dass die Nachfrage durch einen massiven Anstieg des Direktabbaus von elementarem Schwefel gedeckt werden könnte, wenn die Vorräte an dieser billigen, reichlich vorhandenen und leicht zugänglichen Form von Schwefel versiegen. Dies hingegen wird schmutzig, giftig, zerstörerisch und teuer sein.“

Er fährt fort: „Forschung ist dringend erforderlich, um kostengünstige und umweltschonende Methoden zur Gewinnung großer Mengen elementaren Schwefels aus den reichlich vorhandenen Sulfatmineralien in der Erdkruste zu entwickeln.“ Die internationale Gemeinschaft sollte erwägen, den Schwefelabbau zu unterstützen und zu regulieren, um die Auswirkungen des Übergangs zu minimieren und auch zu verhindern, dass billige unethische Produktion den Markt verzerrt.“

Der Co-Autor der Studie, Dr. Simon Day (UCL Institute for Risk & Disaster Reduction), sagte: „Unsere Sorge ist, dass das schwindende Angebot zu einer Übergangsphase führen könnte, in der grüne Technologien die Düngemittelindustrie für das begrenzte, teurere Schwefelangebot überbieten, was zu einer … Problem bei der Lebensmittelproduktion, insbesondere in Entwicklungsländern.“

Um zu ihren Schlussfolgerungen zu gelangen, schätzten die Forscher drei Schwefelsäure-Nachfrageszenarien von 2021 bis 2040, basierend auf der historischen und prognostizierten Nachfrage, mit jährlichen Wachstumsraten zwischen 1,8 % und 2,4 %.

Die Autoren untersuchen auch verschiedene Möglichkeiten, wie der Schwefelbedarf im Rahmen des Übergangs zu postfossilen Brennstoffwirtschaften reduziert werden könnte, wie z. B. die Wiederverwertung von Phosphor im Abwasser der Düngemittelindustrie, die Steigerung des Recyclings von Lithiumbatterien oder die Verwendung von Batterien mit einem geringeren Energiekapazitäts-/Gewichtsverhältnis. deren Produktion weniger Schwefel benötigt.

Darüber hinaus werfen sie entscheidende Fragen auf, ob es wirtschaftlich sinnvoll wäre, in alternative Produktionsmethoden zu investieren, da derzeit nicht vorhersehbar ist, wie schnell das Angebot an Schwefel als Abfallprodukt der Öl- und Gasentschwefelung im Zuge der Dekarbonisierung abnehmen wird Die Weltwirtschaft steht gerade erst am Anfang.

Sie kommen jedoch zu dem Schluss, dass durch das Erkennen der Schwefelkrise jetzt nationale und internationale Richtlinien entwickelt werden können, um die zukünftige Nachfrage zu steuern, das Ressourcenrecycling zu steigern und alternative, kostengünstige Versorgungsquellen zu entwickeln.

Referenz: „Schwefel: Eine potenzielle Ressourcenkrise, die grüne Technologie ersticken und die Ernährungssicherheit im Zuge der Dekarbonisierung der Welt gefährden könnte“ von Mark Maslin, Livia Van Heerde und Simon Day, 21. August 2022, The Geographical Journal.DOI: 10.1111/geoj.12475