Aluminium, Tembaga & Logam Langka — Urat Tenaga
Baja iku balung kita; aluminium iku swiwi kita; tembaga iku saraf kita; lan logam baterei iku ion sing njaga kabeh tetep urip. Ing bagean iki kita nyambungake planet — nganggo tenaga resik, tungku resik, lan pabrik sing tumindak kaya tangga teparo.
Napa logam iki (sistem saraf peradaban)
Aluminium nggawe struktur entheng, tahan karat, lan cepet dikirim. Tembaga mindhah elektron kanthi lancar: motor, transformator, busbar. Nikel, kobalt, mangan & litium nyetel kimia baterei. Ing bangunan kita, kabeh listrik saka tambang nganti produk — ora nganggo diesel, ora nganggo batu bara.
- Panas listrik (induksi, resistensi) ngganti pembakar.
- Loop sing [open] nangkep gas buangan lan daur ulang banyu.
- Pabrik benih solar (Bagian 3) nyetak megawatt kanggo ngoperasikake kabeh.
Aluminium — entheng, cepet, bisa didaur ulang tanpa wates
Proses kanthi ringkes
- Bauksit → Bayer (gali, cuci, cerna, presipitasi) → Alumina
- Alumina → Smelter (Hall‑Héroult) nganggo listrik resik (pilih anoda inert)
- Casthouse: billet, slab, paduan foundry; Rolling/Extrusion ing jejere
Lembar cheat saben ton (indikatif)
| Langkah | Listrik | Cathetan |
|---|---|---|
| Penyulingan alumina | ~0.4–1.0 MWh/t Al | Pompa pencernaan, kalciner listrik |
| Peleburan (sel) | ~14–16 MWh/t Al | Luwih murah nganggo anoda inert & pemulihan panas |
| Cetak/selesai | ~1–3 MWh/t Al | Oven induksi, filter |
Daur ulang scrap: ~1–1.5 MWh/t (leleh & cetak) — napa kita tresna loop sing [open].
Napa anoda inert?
Tembaga — kawat, lilitan, lan anget
Proses kanthi ringkes
- Konsentrat sulfida → flash smelt & convert → anoda
- Elektro‑refining (ER) → katoda 99.99%
- Downstream: pabrik rod, kawat enamel, busbar, foil
Lembar cheat saben ton (indikatif)
| Langkah | Listrik | Cathetan |
|---|---|---|
| Smelt/convert (bantuan listrik) | ~0.4–0.8 MWh/t Cu | Oven eksotermik; kita nangkep panas |
| Elektro‑refining | ~2.0–3.0 MWh/t Cu | Beban DC sing stabil = kanca paling apik microgrid |
| Pabrik rod/foil | ~0.1–0.3 MWh/t Cu | Motor & anneals, kabeh listrik |
Kita ngarahake gas buangan menyang pabrik asam; ora ana flare, mung produk.
Napa ora nggunakake ekstraksi pelarut/electrowinning (SX/EW) ing kene?
Papan cepet logam baterei — Ni, Co, Mn, Li
Kimia baterei iku kaya prasmanan. Kita ngrancang pabrik kaya blok Lego: leach/HPAL utawa calcine → MHP utawa solusi → electrowinning/kristalisasi → sulfat/hidroksida. Kabeh listrik. Siklus banyu ditutup. Reagen dipilih kanggo kaslametan.
Listrik saben ton (indikatif, kalebu panas sing dilektrifikasi)
| Produk | kWh saben ton produk | Cathetan |
|---|---|---|
| Nickel sulfat (saka laterit liwat HPAL + EW) | ~3,800–10,200 | EW + e‑steam kanggo HPAL; gumantung situs & bijih |
| Cobalt sulfate | ~1,600–4,400 | EW + kristalisasi |
| Manganese sulfate | ~780–2,330 | Panggang/leach listrik; poles |
| Lithium hidroksida (saka spodumene) | ~3,700–8,300 | E‑calciners + crystallizers |
Rentang nggambarake kadar bijih/larutan, tingkat daur ulang, lan sepira agresif kita nglektrifikasi panas proses.
Beban “Swarga DC sing stabil”
- Tumpukan Electrowinning nawakake DC konstan → gampang kanggo nyimpen nganggo panyimpenan.
- Crystallizers & pompa muni alus; kita ngatur wektu nganggo panyimpenan termal.
- Kabeh ana ing mikrogrid solar sing padha karo baja, tembaga, lan kaca (Bagian 3–5).
Nanging reagen?
Skenario pabrik sing wis diitung sadurunge
Kampus pabrik aluminium
| Kapasitas | Beban rata-rata | PV minimal | Panyimpenan 12 jam | Cathetan |
|---|---|---|---|---|
| 500 kt/yr | ~0.8–1.1 GW | ~4.1–5.6 GWp | ~9.6–13.2 GWh | Cocog karo angka Bagian 4 |
| 1.0 Mt/yr | ~1.6–2.2 GW | ~8.2–11.3 GWp | ~19–26 GWh | Anoda inert nyurung sisih ngisor |
PV “min” miturut Avg(MW)×5.14 (5.5 PSH, 85% asil). Kita nggedhekake kanggo nyuplai rolling & tangga teparo.
Kampus katoda tembaga
| Kapasitas | Beban rata-rata | PV minimal | Panyimpenan 12 jam | Cathetan |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 Mt/yr | ~280–450 MW | ~1.44–2.31 GWp | ~3.4–5.4 GWh | ER dominan, banget stabil |
| 2.0 Mt/tahun | ~560–900 MW | ~2.9–4.6 GWp | ~6.8–10.8 GWh | Tambah pabrik asam, garis foil |
Panas peleburan iku eksotermik — kita ngarahake menyang jaringan uap lan tangga teparo.
Logam baterei — ukuran kampus cepet
| Produk | Skala pabrik | Beban listrik rata-rata | PV minimal | Panyimpenan 12 jam | Cathetan |
|---|---|---|---|---|---|
| Sulfat nikel | 100 kt/yr | ~50–130 MW | ~260–670 MWp | ~0.6–1.6 GWh | HPAL + EW, panas dialiri listrik |
| Cobalt sulfate | 50 kt/yr | ~9–25 MW | ~46–129 MWp | ~0.1–0.3 GWh | Asring dipasangake karo Ni |
| Manganese sulfate | 300 kt/yr | ~30–80 MW | ~154–411 MWp | ~0.36–0.96 GWh | Pakan prekursor LMFP/NMC |
| Lithium hydroxide | 100 kt/yr | ~50–100 MW | ~257–514 MWp | ~0.6–1.2 GWh | Rute spodumene dialiri listrik |
Kita nganggep panas minangka penyewa listrik (E‑boilers, pompa panas). Nomer kalebu ekuivalen panas sing dialiri listrik.
Jejak, banyu & tangga teparo
Jejak khas
- Aluminium 1 Mt/taun: peleburan + casthouse ~60–100 ha; lapangan PV 8–11 km² cedhak
- Tembaga 1 Mt/taun: peleburan/konversi/ER ~30–60 ha; lapangan PV 1.4–2.3 km²
- Kampus baterei: blok 20–60 ha saben produk; utilitas & laboratorium bareng
Banyu & udara
- Pendinginan loop tertutup; udan saka padang PV nyuplai banyu make‑up.
- Pabrik asam & scrubber ngemas SO₂ lan HF dadi produk, ora nulis ing langit.
- Swara <85 dBA ing pager; konveyor ditutupi; cukup mboseni kanthi sengaja.
Tap‑to‑open Q&A
“Aluminium katon mbutuhake energi akeh — apa kuwi masalah?”
“Kepiye carane njaga tembaga resik yen peleburan iku ‘panas’?”
“Apa reagen logam baterei iku ala?”
“Apa kampus-kampus iki bisa urip cedhak kutha?”
Sabanjure: Mega Vans & Flywheels — Truk minangka Baterei Guling (Bagéan 7). Kita bakal ngowahi logistik dadi panyimpenan energi lan nggawe situs kaya balet.