Romania si rolul grafitului in tranzitia energetica, in context local, regional si global
Data: 1-15 august 2021 2021
Introducere
Când vorbim despre resursele importante din subsolul țării noastre, nu trebuie să exprimăm doar cuvintele petrol și gaze. Evident, România, are și rezerve minerale de grafit; prin exploatarea și prelucrarea acestora se pot fabrica, în viitorul apropiat, bateriile electrice cu grafen, esențiale, în special, pentru mașinile electrice.
Etimologia termenului provine din limba greacă: γραφειν (graphein) = a scrie. Este vorba despre urma neagră pe care grafitul o lăsă pe o foaie de hârtie, proprietate care a determinat folosirea mineralului la fabricarea minelor de creioane. Totodată, grafitul se foloseşte şi la confecţionarea creuzetelor1 pentru metalurgie, la producerea electrozilor, la acoperirea tiparelor în galvanoplastice, la fabricarea periilor colectoare de la motoarele electrice, a granulelor din microfoanele telefonice, ca lubrifiant pentru maşini. În stare pură, grafitul este utilizat în reactoarele nucleare.
Grafitul apare în natură sub formă de granule, în rocile metamorfice bogate în carbon, și ca vinișoare sau sub formă de filon în pegmatite. Mineralul este exploatat în România, Canada, Cehia, Brazilia, Coreea de Nord, China, Madagascar, Mexic, India, Ucraina și Zimbabwe în mine și cariere. La nivel mondial, din zăcămintele existente, în fiecare an, se extrag per total cca 600 000 tone de grafit, însă - fiind o importantă substanţă minerală -, pe parcursul unui an se consumă peste 1 milion de tone. Aici, de menționat este faptul că România deține rezerve de grafit2, exploatate în trecut, însă, în prezent și în condiţiile în care cererea de grafit la nivel mondial este una care depășește oferta, iar unul dintre cele mai revoluționare materiale se fabrică din grafit, mina de profil este închisă.
În România nu există grafit în stare pură, ci doar în șisturi grafitoase. Singurul loc din țara noastră în care se extrăgeau aceste șisturi a fost mina de la Baia de Fier, din județul Gorj, de unde se extrăgeau cca 40 000 tone/ an. Mina de grafit - care deține rezerve importante și care ar putea fi redeschisă, fără a fi nevoie de investiții mari -, pe fondul scăderii cererii de grafit şi a costurilor mari de exploatare, a fost închisă în trimestrul al III-lea al anului 1994, motivul fiind că nu era profitabilă, dar mai puțin cunoscut este însă faptul că, în prezent, societatea SALROM (proprietarul minei de la Baie de Fier) deţine licenţa activă pentru exploatarea grafitului în acest perimetru.
Evident, un interes extern a fost în urmă cu câţiva ani; investitori străini au încercat să poarte discuţii cu societatea de stat SALROM pentru revitalizarea minei de grafit din județul Gorj, în vederea obţinerii grafenului (cel mai bun conductor de căldură și electricitate cunoscut la nivel global). Statul român a refuzat ofertele.
Ce este grafenul și la ce este bun?
Grafenul este cel mai subțire și ușor material, bun conductor electric, care, pe viitor, ar putea revoluționa întreaga lume. De asemenea, este unul dintre cele mai interesante materiale descoperite în ultimii ani, iar cercetările arată că, în viitorul apropiat, va produce o adevărată revoluție în industrie, datorită capacităților lui.
Grafenul este un material cu o rezistență extraordinară, de până la 200 de ori mai puternic decât oțelul, dar de 1000 de ori mai ușor decât o foaie de hârtie. El este obținut din grafit - substanță care este cunoscută popular mai ales pentru că o găsim în mina oricărui creion. Grafenul este o variantă bidimensională a grafitului (o foiță extrem de subțire, cea mai subțire posibil), atomi de carbon dispuși într-o rețea bidimensională. El a fost descoperit și izolat în anul 2004, prin exfolierea grafitului, de un grup de cercetători de la Universitatea din Manchester, lucru care le-a adus în anul 2010 „Premiul Nobel pentru Fizică". De precizat este faptul că o foiță de grafen de 1 m2 cântărește 0,007 grame, dar poate susține o masă de 4 kg.
Grafenul, socotit materialul revolu-ționar al secolului XXI, în plină eră a decarbonizării, își găsește utilizări, printre multe altele, și în noua industrie energetică, pentru că este de departe cel mai bun conductor de electricitate și căldură. Pentru început, un rol important îl poate avea în realizarea de circuite integrate mult mai rapide, la construcția panourilor solare (costul de producție scade semnificativ), la unități de stocare și eliberare ultrarapidă a energiei (baterii). De exemplu, s-a calculat că gradul de conductivitate a unui panou solar cu grafen este cu 52% mai ridicat decât al unuia avansat care se fabrică acum la scară industrială.
Concluzii
Așa cum în anul 1883, geologul şi profesorul universitar Gr. Ştefănescu scria într-un raport înaintat ministrului lucrărilor publice (document care trebuie să existe în Arhiva Națională): „Grafitul, acest mineral, l-am constatat între munţii Urdele şi Muntinul. El este de structură foioasă şi se găseşte într-un sistem negru grafitos intercalat în şisturi cristaline".
În prezent, grafitul este considerat o importantă substanță minerală în procesul tranziției energetice. Pe de o parte, el este folosit în electrolizoare, unde prin descompunerea apei prin folosirea energiei electrice se obține hidrogenul, care este văzut drept una dintre cele mai importante surse de energie a viitorului. Pe de altă parte, el este folosit în industria bateriilor (reprezentând materia primă esențială pentru fabricarea bateriilor electrice cu grafen3), alături de litiu și cobalt, și se cunoaște deja trendul de electrificare a transporturilor.
Și, poate cel mai important, grafitul este materia primă pentru grafen, despe care s-a spus că este materia primă a secolului XXI, un material cu proprietăți uimitoare care începe deja să fie folosit în noua industrie energetică.
Astăzi, România stă pe o „mină de aur" care așteaptă să fie exploatată, în context local, regional și global. Pe baza datelor şi faptelor prezentate, se poate conchide că exploatarea şi utilizarea grafitului pot sta la baza uneia dintre cele mai dinamice industrii, în contextul în care preocupările pentru dezvoltarea durabilă devin tot mai ample şi mai profunde, în plan naţional, european şi mondial.
(Sursa imaginilor: www.google.com)