Témata
Reklama

Kov nad všechny smaragdy

O třetinu lehčí než hliník, mimořádně tvrdý, tuhý a přitom velmi pevný kov. Beryllium, z pohledu chemiků „otec“ žádaného šperkařského minerálu smaragdu, je právem považováno za kov budoucnosti. Má své nezastupitelné místo v kosmických technologiích, palivových tyčích v reaktorech jaderných elektráren, urychlovačích částic. Z jeho slitin s mědí se vyrábí téměř nezničitelné nářadí, ale také žesťové nástroje. Příměsi beryllia najdeme v podmořských internetových kabelech nebo v bateriích mobilních telefonů.

Vzhledem k tomu, že jím výborně prochází jaderné záření a naopak špatně vede teplo a elektřinu, je beryllium jen těžko nahraditelné. Podobné vlastnosti ve slitinách vykazuje třeba nikl nebo titan. „Náhražky ale mohou vést k podstatnému snížení požadovaných vlastností,“ konstatuje ve své letošní zprávě americká agentura U. S. Geological Survey. Na seznam čtrnácti klíčových, nezbytných materiálů pro nové technologie ho ostatně před pěti lety zařadila také Evropská komise. V Bruselu mají prodejci beryllia dokonce svou vlastní lobbistickou organizaci.

Téměř zázračné vlastnosti beryllia jsou však vykoupeny omezenou produkcí a vysokou cenou. Loni bylo podle údajů U. S. Geological Survey vyrobeno pouhých 270 tun tohoto stříbřitého kovu. Přestože se minerál beryl, který se používá jako zdroj pro chemickou výrobu čistého beryllia, vyskytuje v mnoha velkých povrchových ložiscích a je snadno těžitelný, produkci samotného kovu zvládají jen tři země na světě – Kazachstán, Čína a USA. Spojené státy trhu dominují, vyprodukuje se tu 90 procent veškerého světového beryllia.

Reklama
Reklama
Reklama

Nový hráč na obzoru

Do oligopolu s dominantním hegemonem by zanedlouho mohl vstoupit nový hráč. S průmyslovou výrobou beryllia začalo experimentovat Rusko. Sibiřský chemický kombinát (SCHK), součást jaderného gigantu Rosatom, ve spolupráci s Tomskou polytechnickou univerzitou letos v lednu představil prvních sto gramů beryllia, další pokusný vzorek o hmotnosti jednoho až dvou kilogramů by měl následovat ještě letos. Pokud vyhodnocení slibného projektu dopadne dobře, mohlo by se kolem roku 2020 začít s komerční produkcí. Náklady na výstavbu závodu, který by měl vzniknout na pozemcích SCHK, jsou odhadovány na dvě miliardy rublů (900 milionů korun).

Kulička berilia, velmi lehkého a přitom tvrdého kovu

Jakou metodou chtějí Rusové beryllium extrahovat, zatím není známo. Jisté je jen to, že by mělo jít o uzavřený technologický cyklus. V jediném závodě by se tak odehrál celý proces výroby – od rozemílání vytěženého berylu přes jeho přeměnu na hydroxid a oxid berylnatý až po následnou redukci hořčíkem, která probíhá při velmi vysokých teplotách. Něco takového doposud zvládají jen tři závody na světě ‒ Materion Brush v americkém Utahu, kazašská Ulba a továrna v čínském Xinjiangu. Ani v jednom závodě se nepodařilo objevit šetrný proces. Výroba beryllia je ekologicky velmi riziková, protože se při ní používá mimo jiné také kyselina sírová, hydroxid barnatý a velké množství vody. Nehledě na fakt, že čisté beryllium je vysoce toxické a karcinogenní.

Rusové počítají s tím, že jako vedlejší produkt při výrobě beryllia budou vznikat i další sloučeniny ceněné v průmyslové výrobě. „Navrhované technologie nejsou charakteristické jen uzavřeným cyklem a schopností extrahovat beryllium, ale také dalšími komerčními produkty – syntetickým fluoridem vápenatým a oxidem křemičitým,“ říká Aleksander Djačenko, prorektor pro vědu a výzkum Tomské polytechniky.

Vlastní závod na výrobu „kovu budoucnosti“ by vyřešil také geopolitický problém, s nímž se Rusové potýkají od pádu někdejšího sovětského impéria. Osamostatněním Kazachstánu o přístup k berylliu přišli a i když ruští vědci s kazašským závodem spolupracují, nejde o vlastní národní zdroj.

Cena letí vzhůru

Sázka na výrobu beryllia z domácích zdrojů by se Rusům mohla vyplatit i finančně. Vstupní investice jsou sice obrovské, jenže cena stříbřitého kovu jde soustavně vzhůru. Před deseti lety se jeden kilogram slitiny beryllia a mědi prodával za 260 amerických dolarů, za pět let se vyšplhal na dvojnásobek, dnes se pohybuje těsně pod 650 dolary. Cena čistého beryllia je těžko určitelná. Vzhledem k tomu, že drtivá většina ho nikdy neopustí americký trh, neexistuje pro něj žádná světová burza.
Spotřeba tohoto superlehkého kovu sice dramaticky neroste, což ovšem neznamená, že by nebyla po berylliu velká poptávka. Zejména USA si dělají strategické zásoby a větší zájem částečně pokrývají z rezerv. Totéž platí o Kazachstánu, který se však ohlíží po nových dodavatelích berylových rud. I tady hraje situace Rusům do karet. Celosvětové zásoby beryllia se odhadují na 80 tisíc tun. Dvě třetiny z toho leží v USA. Rusové přitom sázejí na dosud málo vytěženou lokalitu Ermakovskoje v Burjatsku. Doly nedaleko transsibiřské magistrály mají zásoby berylnatých rud v hodnotě 4,8 miliardy rublů a v kombinaci s dobrým železničním spojením s Tomskem by tak v Rusku mohla vyrůst výrobcům „kovu budoucnosti“ nová konkurence.

Zuzana Sommerová

Essential Communication
zuzana.sommerov@essential-com.cz

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 150512
Datum: 06. 05. 2015
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Autor:
Firmy
Související články
Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Jaderné elektrárny ze zakonzervovaných stavenišť

S projekty výstavby jaderných elektráren, které byly na několik let, někdy i desítek let zakonzervovány, se můžeme setkat po celém světě. Některé z nich se podařilo dokončit a mohou tak plnit svou roli v nízkoemisní výrobě elektřiny.

Související články
Dodávky pro nejmodernější jaderné elektrárny světa

Koncem února uvedla ruská korporace pro atomovou energii Rosatom do komerčního provozu první blok Novovoroněžské JE-II, která se řadí k nejmodernějším a nejbezpečnějším jaderným elektrárnám na světě. Tento blok je vybaven hermetickými kabelovými průchodkami z produkce společnosti Kabelovna Kabex, která v minulém roce dodala kabely také pro Leningradskou JE-II se stejným typem reaktorů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Supravodič, to je 8 200 vláken o průměru pět mikrometrů

Poměrně dobře je známo, že Velký hadronový urychlovač v CERNu používá supravodivé magnety a že je bude používat i tokamak ITER. Jak je to však s použitím supravodičů v dalších vědeckých zařízeních? Kdy byl použit supravodič poprvé?

Hyperrychlost pro superspolehlivost

Rosatom vyvíjí a používá superpočítače schopné provést stovky trilionů operací za sekundu.

Multi-D: způsob, jak postavit jadernou elektrárnu včas

Podíváme-li se do světa na průběh výstavby jaderných elektráren, uvidíme, že přístup k řízení projektů se mění, avšak v některých případech až zpětně, což způsobuje zpoždění a nárůst nákladů. Od generálního dodavatele se očekává kromě garance nákladů také garance termínu uvedení do provozu. Jedním ze způsobů, jak toto zajistit, je metodika Multi-D, kterou používá ruská společnost NIAEP-ASE ze struktury Rosatomu.

Novovoroněž II: první reaktor generace III+ na světě

V době, kdy probíhalo aktuální výběrové řízení na rozšíření Temelína, nebyl v provozu žádný demonstrační blok nabízených typů. Dnes se situace mění, protože v prosinci dochází k fyzikálnímu spouštění prvního bloku ruské Novovoroněžské jaderné elektrárny II s reaktorem VVER-1200, který je považován za první reaktor generace III+, jenž bude v provozu.

S jaderným pohonem na Mars jen za měsíc a půl

Doba, která je nutná k dopravení lidské posádky na Mars pomocí současných chemických pohonů, přesahuje rok a půl, což je příliš dlouho, především kvůli působení kosmického záření. Pokud by si loď měla nést palivo potřebné k návratu, doba letu by se navíc ještě prodloužila. V současnosti probíhá testování paliva a komponent pro jaderný reaktor, který by mohl donést lidi k Marsu jen za měsíc a půl.

Mikroelektronika: Atomová baterie

Betavoltaické články využívající radioaktivní rozpad by znamenaly revoluci ve využívání všech systémů, které si vystačí s minimem energie, ale jsou choulostivé na její výpadky. Štafetu výzkumu teď po Američanech přebrali Rusové.

Průlom v jaderné energetice

Na konci loňského roku se podařilo připojit k síti nejvýkonnější průmyslový rychlý reaktor na světě. Jde o BN-800 a uvádí jej do provozu ruský Rosatom v rámci projektu Proryv (česky průlom) s cílem převést technologie pro uzavřený palivový cyklus z laboratoří do praxe.

Přenošené jaderné elektrárny

V souvislosti s odklady termínu spuštění třetího a čtvrtého bloku slovenských Mochovců se objevují otázky, zda má smysl v této stavbě pokračovat. Příklady z domova i ze zahraničí nám ukazují, že i elektrárny, které museli projektanti nosit v hlavě déle, než původně plánovali, si vždy získaly své místo ve výrobě energie a své dokončení si zpětně obhájily.

S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Jaderná energetika: Reaktor do každé kapsy

Postavit velkou jadernou elektrárnu je projekt na celé desetiletí, ve kterém se investice počítají na miliardy dolarů a délka použitých trubek a kabelů na tisíce kilometrů. Náklady i rozměrné technologie lze přitom už dnes srazit do téměř "kapesních" formátů, aniž by konstruktéři museli ustoupit od výroby energie postavené na jaderném štěpení.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit