Электромобили могут споткнуться о глобальный дефицит лития

3 ноября 2022

Массовое внедрение электромобилей в мире может затормозить тотальный дефицит лития

В мире наступает литиевый кризис. Он еще сильнее ударит по автопрому. Об этом пишет издание Autonews. Ниже дан перевод этой статьи.

Дефицит самого легкого металла может устроить автомобильной индустрии тяжелую жизнь. Что происходит и насколько все серьезно? Мировые цены на литий не просто растут – они летят в стратосферу. Если еще летом прошлого года стоимость тонны этого сырья колебалась возле отметки в $10 000, то в конце августа 2022 года она обновила исторический максимум – больше $79 000 за тонну. Подорожание почти в 9 раз! И главной, практически единственной причиной такого взлета стал именно автопром, а точнее, всемирная гонка за «устойчивой электрической мобильностью», которое такими темпами может наступить намного позже, чем хотят экологи и заявляют автоконцерны.

Слитки 99-процентного лития

Как же это вышло? Ведь с момента своего открытия в 1817 году и до середины XX века литий был мало кому интересен – до тех пор, пока в конце 1950-х мировые сверхдержавы не начали использовать этот материал для создания водородных бомб. После окончания холодной войны спрос снова упал, чтобы возродиться уже в 1990-х, так если вы читаете этот текст с мобильника или ноутбука, внутри точно стоит литий-ионный аккумулятор, как и во всей портативной электронике. Аналогичные элементы питания используются и в электромобилях – только масштабы их использования в них намного – кардинально больше.

НАСКОЛЬКО ВЕЛИКА ПРОБЛЕМА?
Вот показательная статистика: по данным Bloomberg, в 2021 году на производство всей пользовательской электроники ушло 66 000 тонн эквивалента карбоната лития (соотношение к чистому металлу составляет 5,32:1), еще 132 000 тонн понадобилось на все остальные мировые отрасли, тогда как электромобили и гибриды (BEV+PHEV+HEV) за этот же период «употребили» 272 000 тонн! То есть на них пришлось более половины общего объема. И это лишь начало. Если в 2020 году мировые продажи электромобилей составили 2,3 млн, то в 2021-м их было реализовано уже почти 5 млн, ну а прогноз на конец этого года составляет ~8 млн. Уже к 2025-му, согласно предсказаниям аналитиков, данный показатель должен подскочить до 20 млн, а к 2030-му – перевалить за планку в 30 млн электромобилей ежегодно.

Масштаб производства электромобилей в мире будет расти в арифметической прогрессии к 2040 году, а значит вырастет и спрос на литий

Это значит, что и лития для производства аккумуляторов понадобится уже в шесть раз больше, т.е. ~1 700 000 тонн в год. И казалось бы, в чем проблема? О грядущем наступлении эры электромобилей говорили уже давно и практически все мировые производители в течение 2010-х презентовали стратегические планы, и вот теперь от слов автоиндустрия перешла к делу – прежде всего китайская, где развитие машин с электроприводом стало вопросом государственной важности. Так, неужели нельзя было загодя озаботиться добычей нужного сырья?

Выражаясь простым языком, автомобильные компании проспали момент, практически так же как и с полупроводниками, заказы на которые были массово отменены мировым автопромом в начале пандемии, но их перехватили майнинговые «фермы» криптовалюты, а затем, по мере восстановления спроса, у автопроизводителей начался острый дефицит чипов, который продолжается до сих пор.

В 2018–2020 гг., когда продажи электромобилей даже близко не были сравнимы с нынешними, на литиевом рынке случился обвал: цена металла упала вдвое, что повлекло за собой резкое снижение инвестиций в индустрию его добычи. По данным Bloomberg, в 2021 году инвестиции в электромобили составили $271 млрд, а вот в производство аккумуляторов – лишь $7,9 млрд. Теперь же, когда потребность в литии возросла практически на порядок, нужно немедленно наращивать добычу – только вот дело это отнюдь не быстрое.

КАК ДОБЫВАЮТ ЛИТИЙ?
Основных способов два. Первый широко используется в так называемом «литиевом треугольнике» – Аргентине, Боливии и Чили, где находятся более половины мировых запасов этого металла.

Мировые запасы и направления торговли литием

Озеро в Боливии, на котором добывают литий методом выпаривания

Технология такая: из-под земли выкачивается богатый литием рассол, после чего ему дают естественным образом выпариваться в огромных бассейнах, пока не получится суспензия, пригодная к дальнейшей переработке.

Процесс выпаривая лития занимает слишком долгое время и требует слишком много воды

Процесс занимает от 12 до 28 месяцев и позволяет добыть около 50% сырья, содержащегося в рассоле.

Завод по переработке озерных солей лития в боливийском Потоси

Вторая технология распространена в Австралии и Канаде – это горные шахты, где добывается минерал под названием сподумен. Руду отправляют, главным образом, в Поднебесную, где производится больше всего литиевых аккумуляторов в мире, а там она уже перерабатывается в гидроксид или карбонат лития, пригодный для изготовления электродов или электролита. Главная проблема в том, что быстро нарастить объемы добычи физически невозможно.

Легко подсчитать, что выпаривание само по себе принесет результат только через год-два и это при условии, что у компаний нет никаких ограничений, и они прямо сейчас могут организовать много дополнительных бассейнов (что, разумеется, далеко не так).

Строительство новой шахты может занять до десяти лет, разведка новых месторождений – процесс также крайне не быстрый. Например, китайцы недавно обнаружили в горах Тибета залежи примерно на миллион тонн чистого лития, но добыть его смогут очень нескоро. Еще одно препятствие – негативная реакция общественности. Той самой, которая борется за экологию и педалирует скорейшее развитие электромобилей. Дело в том, что добыча лития – дело далеко не безвредное для природы, ведь при добыче методом выпаривания на тонну продукта расходуется около 70 тонн воды, и это притом, что месторождения находятся в самых засушливых местах вроде пустыни Атакама.

Проект завода по добыче лития в Сербии международного концерна Rio Tinto

Разработка горных пород еще хуже, мало того, что она очень энергозатратна, а вместе с переработкой руды суммарные выбросы CO₂ получаются в 3,5 раза выше, чем при выпаривании.

А это массовый протест сербов против строительства предприятия по добыче лития в их стране

Отсюда и протесты против увеличения добычи: например, в прошлом году в Сербии прошли многотысячные демонстрации, призванные остановить строительство шахты крупного международного концерна Rio Tinto. Невзирая на заявления промышленников, что все будет соответствовать высочайшим экологическим стандартам. Аналогичная ситуация складывается вокруг проектов в Португалии и Неваде.

ЕСТЬ ЛИ АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ?
Резкое увеличение мирового спроса на литий породило массу исследовательских инициатив – все, естественно, кинулись искать новые способы его добычи, и конечно, тот, кто преуспеет первым – сорвет большой куш. Одной из самых перспективных технологий считается DLE – direct lithium extraction, или получение металла напрямую из рассола. Предполагается, что эта технология мало того что позволит уйти от длительного периода выпаривания, так еще и увеличит эффективность процесса до 80%.

DLE-процесс добычи лития должен произвести революцию в индустрии, но ждать его результатов его внедрения придется еще долго

Однако первые результаты от новой технологии ожидаются только в следующем году, а на промышленные масштабы DLE, если все сложится благоприятно, выйдет только лет через десять – то есть нынешние проблемы отрасли это никак не решает.

Переработка использованных батарей тоже не панацея. Во-первых, это само по себе дело не слишком экологичное.

Литиевых аккумуляторов пока что произведено недостаточно для рециклинга лития в условиях бурного роста производства электромобилей

Но главное, что старых аккумуляторов пока попросту мало: тот гигантский объем, который выпускается прямо сейчас, выйдет из эксплуатации только через несколько лет. По прогнозам экспертов, даже в 2035 году доля «вторички» будет составлять 15–20% от общего объема производства. Достойных альтернатив литиевым батареям пока тоже не предвидится. Несмотря на множество различных технологий, именно литий-ионные аккумуляторы (их создателям в 2019-м даже дали Нобелевскую премию по химии – авт.) остаются самым оптимальным вариантом химических источников энергии по балансу стоимости, емкости, долговечности и безопасности. Аналитики сходятся во мнении, что заметных подвижек в этой области можно не ждать как минимум в ближайшее десятилетие лет.

ЧТО ВСЕ ЭТО ЗНАЧИТ?
Похоже, электромобильная революция если и не отменяется, то может серьезно затянуться. Прогнозы показывают любопытную вещь – прямо сейчас спрос на литий примерно соответствует предложению, а меры по увеличению добычи на существующих мощностях должны привести даже к некоторому избытку в 2025–2028 гг. Однако при заданных темпах развития электрического автотранспорта литиевая индустрия просто не успеет масштабироваться настолько же быстро, так что уже с 2029-го может начаться дефицит ресурсов в размере 200–300 000 тонн.

При этом сами добытчики лития, памятуя о крахе 2018–2020 гг., пока настороженно относятся к тому, чтобы инвестировать огромные деньги в свою отрасль – а, вдруг за текущим взлетом снова наступит падение?

Поэтому в игру включаются уже сами автопроизводители, включая Tesla Inc., Volkswagen Group, General Motors и прочих, которые сами начинают вкладываться непосредственно в месторождения и добывающие компании, чтобы гарантировать себе стабильный поток ресурсов. И все же не факт, что даже такой тренд заметно повлияет на общую картину.

Литий-ионные аккумуляторные элементы на глазах становятся «новой нефтью»

 По мере замещения традиционных автомобилей с ДВС на углеродном топливе (ICE) электромобилями (BEV) литий будет все больше и больше превращаться в «нефть 2.0», что означает продолжение взлета цен на него, а значит и откладывание удешевления электромобилей как таковых.

Только за последний год, по данным Bloomberg, скачок цен на сырье прибавил примерно по $1000 к финальной стоимости среднего электромобиля. Отставание реальных темпов производства от опубликованных планов выглядит неминуемым, причем вся затея, похоже, окажется еще менее «зеленой», чем декларируют экологи. Вряд ли это заставит весь мир передумать и совсем отказаться от перехода на электричество, но бензиновые и в меньшей степени дизельные ICE совершенно точно останутся в строю и в 2030-м, и в 2035-м, да и наверняка даже в 2040 году.

P.S. На фоне таких алармистских прогнозов по литию, только что окончательно принятый ЕС запрет на продажу ICE с 2035 года, тем более, выглядит изрядной утопией. К тому же экологические параметры глобальной электрической мобильности, в том числе, в свете реальной невозможности альтернативной энергетики (ветровой, солнечной и проч.) обеспечить устойчивое энергоснабжение даже нынешнего парка электромобилей, должны еще проверяться и перепроверяться. Кстати, думается, что без освоения термоядерного синтеза (а это, кстати, не возможно без российских разработок), человечеству не удастся полностью электрифицировать транспорт, включая, авиацию, железные дороги и речные и морские суда, а значит и выполнить программу перехода на безуглеродную экономику уже ко второй половине нынешнего века.

Следите за новостями на портале www.rim3.ru