Aluminium, Koppar & Sällsynta Metaller — Kraftens Ådror
Stål är våra ben; aluminium är våra vingar; koppar är våra nerver; och batterimetallerna är jonerna som håller allt vid liv. I denna del kopplar vi upp planeten — med ren energi, rena ugnar och fabriker som beter sig som grannar.
Varför dessa metaller (civilisationens nervsystem)
Aluminum gör strukturer lätta, korrosionssäkra och snabba att skeppa. Copper förflyttar elektroner med elegans: motorer, transformatorer, bussbars. Nickel, cobalt, manganese & lithium finjusterar batterikemin. I vår konstruktion är de alla elektriska från gruva till produkt — ingen diesel, inget kol.
- Elektrisk värme (induktion, resistans) ersätter brännare.
- Closed loops fångar upp gaser och återvinner vatten.
- Solar seed factory (Del 3) skriver ut megawatt för att driva allt.
Aluminium — lätt, snabbt, oändligt återvinningsbart
Processen i korthet
- Bauxit → Bayer (gräv, tvätta, digerera, fälla ut) → Alumina
- Alumina → Smelter (Hall‑Héroult) med ren elektricitet (föredrar inertanoder)
- Casthouse: billets, slabs, gjuterilegeringar; Rullning/Extrudering intill
Fuskblad per ton (indikativt)
| Steg | El | Anteckningar |
|---|---|---|
| Aluminaförädling | ~0.4–1.0 MWh/t Al | Digestorpumpar, kalcinatorer elektrifierade |
| Smältning (celler) | ~14–16 MWh/t Al | Lägre med inertanoder & värmeåtervinning |
| Gjutning/finish | ~1–3 MWh/t Al | Induktionsugnar, filter |
Skrotåtervinning: ~1–1.5 MWh/t (smält & gjut) — varför vi älskar slutna kretslopp.
Varför inertanoder?
Koppar — trådar, lindningar och värme
Processen i korthet
- Sulfidkoncentrat → flashsmältning & omvandling → anoder
- Elektro‑raffinering (ER) → katod 99,99%
- Downstream: stångmöll, emaljtråd, bussbar, folie
Fuskblad per ton (indikativt)
| Steg | El | Anteckningar |
|---|---|---|
| Smältning/omvandling (elektriska hjälpmedel) | ~0,4–0,8 MWh/t Cu | Ugnsexoterm; vi fångar värmen |
| Elektroraffinering | ~2,0–3,0 MWh/t Cu | Stabil likström = microgridens bästa vän |
| Stång-/foliemöllor | ~0,1–0,3 MWh/t Cu | Motorer & glödgning, helt elektriskt |
Vi leder avgas till en syrafabrik; inga flammor, bara produkter.
Varför inte solventextraktion/elektrovinning (SX/EW) här?
Snabböversikt batterimetaller — Ni, Co, Mn, Li
Batterikemi är en buffé. Vi designar anläggningar som Lego-block: lakning/HPAL eller kalcinering → MHP eller lösning → elektrovinning/kristallisering → sulfater/hydroxider. Allt elektriskt. Vattenkretsar slutna. Reagenser valda för förnuft.
El per ton (indikativt, inklusive elektrifierad värme)
| Produkt | kWh per ton produkt | Anteckningar |
|---|---|---|
| Nickelsulfat (från laterit via HPAL + EW) | ~3,800–10,200 | EW + e-ånga för HPAL; plats- & malmberoende |
| Koboltsulfat | ~1,600–4,400 | EW + kristallisering |
| Mangansulfat | ~780–2,330 | Rostning/lakning elektrifierad; polering |
| Litiumhydroxid (från spodumen) | ~3,700–8,300 | E-kalkare + kristallisatorer |
Intervall speglar malm-/saltnivå, återcirkulationshastigheter och hur aggressivt vi elektrifierar processvärme.
”Stadigt DC-himmel” belastningar
- Elektrovinnande staplar erbjuder konstant DC → lätt att buffra med lagring.
- Kristallisatorer & pumpar surrar artigt; vi tidsförskjuter med termisk lagring.
- Allt sitter på samma solmikronät som stål, koppar och glas (Delar 3–5).
Men reagenser?
Förberäknade anläggningsscenarier
Aluminiumsmältverk campuses
| Kapacitet | Genomsnittlig belastning | PV min | 12 h lagring | Anteckningar |
|---|---|---|---|---|
| 500 kt/år | ~0.8–1.1 GW | ~4.1–5.6 GWp | ~9.6–13.2 GWh | Stämmer överens med siffrorna i Del 4 |
| 1.0 Mt/yr | ~1.6–2.2 GW | ~8.2–11.3 GWp | ~19–26 GWh | Inert anoder driver ner botten |
PV “min” enligt Avg(MW)×5.14 (5.5 PSH, 85% avkastning). Vi överdimensionerar för att driva rolling & grannar.
Copper cathode campuses
| Kapacitet | Genomsnittlig belastning | PV min | 12 h lagring | Anteckningar |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 Mt/yr | ~280–450 MW | ~1.44–2.31 GWp | ~3.4–5.4 GWh | ER dominerar, mycket stabilt |
| 2.0 Mt/år | ~560–900 MW | ~2.9–4.6 GWp | ~6.8–10.8 GWh | Lägg till syrafabrik, folielinje |
Smältningsvärme är exoterm — vi leder den till ångnät och grannar.
Batterimetaller — snabb campusdimensionering
| Produkt | Anläggningsstorlek | Genomsnittlig elbelastning | PV min | 12 h lagring | Anteckningar |
|---|---|---|---|---|---|
| Nickelsulfat | 100 kt/år | ~50–130 MW | ~260–670 MWp | ~0.6–1.6 GWh | HPAL + EW, elektrifierad värme |
| Koboltsulfat | 50 kt/år | ~9–25 MW | ~46–129 MWp | ~0.1–0.3 GWh | Ofta kombinerad med Ni |
| Mangansulfat | 300 kt/år | ~30–80 MW | ~154–411 MWp | ~0.36–0.96 GWh | LMFP/NMC föregångarmatning |
| Litiumhydroxid | 100 kt/år | ~50–100 MW | ~257–514 MWp | ~0.6–1.2 GWh | Spodumenrutt elektrifierad |
Vi behandlar värme som en elektrisk hyresgäst (E‑pannor, värmepumpar). Siffrorna inkluderar elektrifierade värmeekvivalenter.
Fotavtryck, vatten & grannar
Typiska fotavtryck
- Aluminum 1 Mt/yr: smältverk + gjuterianläggning ~60–100 ha; PV-fält 8–11 km² i närheten
- Copper 1 Mt/yr: smält/konvertera/ER ~30–60 ha; PV-fält 1,4–2,3 km²
- Battery campus: 20–60 ha block per produkt; delade verktyg & laboratorier
Vatten & luft
- Sluten kylning; regn från PV-ängar matar påfyllningsvatten.
- Syraverk & skrubbare fångar SO₂ och HF i produkter, inte i himlen.
- Buller <85 dBA vid staket; transportband täckta; ganska tråkigt med flit.
Tap‑to‑open Q&A
”Aluminium verkar energikrävande — är det ett problem?”
”Hur håller vi koppar ren om smältverket är ’varmt’?”
”Är batterimetallreagenser eländiga?”
”Kan dessa campus leva nära städer?”
Nästa: Mega Vans & Flywheels — Trucks as Rolling Batteries (Del 7). Vi förvandlar logistik till energilagring och får platsen att kännas som en balett.