Содержание
зачем нужен, как добывается и хватит ли его нам? / Хабр
Так выглядит литийсодержащая руда
Литий — один из критически важных элементов для всей нашей цивилизации. Конечно, когда мы говорим о литии, на ум сразу приходят Li-ion батареи. И действительно, львиная доля добываемого лития уходит на нужды производителей аккумуляторов. Тем не менее, он используется и в других сферах.
Например, в металлургии, как черной, так и цветной, — металл применяется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. Также с его помощью производят стекла, которые частично пропускают ультрафиолет, он применяется в керамике. И это если не говорить о ядерной энергетике и атомной технике — его используют для получения трития. Короче, литий в буквальном смысле нарасхват. Под катом — поговорим об аккумуляторах, Tesla, способах добычи лития и его дефиците.
Но главное, конечно, батареи
Да, сейчас большая часть добываемого в мире лития уходит на производство литиевых аккумуляторов.
По расчетам, на производство одной батареи для Tesla Model S требуется 63 кг этого металла с 99,5% чистоты.
Теперь давайте подумаем, что будет, если все, абсолютно все автомобили внезапно станут электрическими, с литиевыми батареями. По данным на 2016 год автомобилей в мире было 1,3 млрд. Сейчас, наверное, еще больше, но окей, воспользуемся этими данными четырехлетней давности.
Пусть не все новоявленные электрокары имеют настолько же вместительную батарею, как Tesla, уменьшим вес лития, необходимого для производства, на треть. Получается, что на одну такую батарею необходимо 44,1 кг чистейшего лития. Для наших 1,3 млрд автомобилей нужно 57,33 млрд кг лития. Неплохо, это 57,33 млн тонн лития, и только для нужд автомобильной промышленности.
К 2023 году массовое производство электромобилей стартует на предприятиях Mercedes, BMW, Toyota, Ford, Audi, Porsche, Volvo, Huyndai, Honda. По подсчетам экспертов, эти компании будут производить около 15 млн электрокаров ежегодно, на что потребуется около 100 000 тонн лития в год.
Но ведь не электромобилями едиными. У нас же в ходу миллиарды экземпляров разной техники с аккумуляторами — смартфонов, ноутбуков, планшетов и т.п. Они маленькие, да, но и для них понадобится много лития. Правда, гораздо меньше, чем для батарей электромобилей — на производство батарей для мобильных устройств уходит несколько процентов общемирового производства лития. В 2017 году Apple использовала всего 0,58% общемировых объемов добычи этого металла.
Но есть и другие батареи. Та же Tesla разрабатывает и реализует огромные аккумуляторные системы, которые служат для нивелирования скачков потребления энергии в пиковые часы. В крупном аккумуляторе содержится не менее тонны лития. Пока что производство таких систем не слишком масштабное, но через время все может измениться.
В целом, общемировое потребление лития к 2025 году составит не менее 200 000 тонн этого металла.
А как его добывают и хранят?
Литий — очень активный химически металл, поэтому его добыча ведется несколько отличными от добычи большинства прочих, обычных металлов способами.
Есть два способа выделить Li.
Первый — из пегматитовых минералов, которые состоят из кварца, полевого шпата, слюды и других кристаллов. Ранее это был основной источник лития в мире. В Австралии, например, его добывают из сподумена, руды лития, минерала, который относится к пироксенам.
Второй — из глин солончаков. Такие есть в Южной Америке и той же Неваде, о которой говорилось выше. Насыщенные литием рассолы можно «обогащать» при помощи испарителя на солнечной энергии. Затем, после достижения нужной концентрации гидроксида лития, его осаждают, добавляя карбонат натрия и гидроксид кальция. Этот процесс не очень дорогой, но занимает продолжительное время — от 18 до 24 месяцев. Именно такой способ планирует использовать Маск.
У второго способа есть проблемы: при получении лития таким способом литий получает примеси — железо или магний (от магния сложнее всего избавиться). Тем не менее, на солончаковых землях много лития, и это делает второй способ очень привлекательным — от примесей все же можно избавиться.
К слову, солончаки как раз не входят в списки разведанных месторождений, поскольку добыча лития выпариванием солевых растворов — новый метод, который ранее не применялся. Так что вполне может быть, что запасов лития на Земле гораздо больше, чем считается.
Очень много лития в солончаковой пустыне Салар-де-Уюни на юго-западе Боливии. Под твердой коркой находится жидкий рассол с концентрацией лития в 0,3%.
Есть и другие способы, но все они чисто лабораторные. Например, пару лет назад на Хабре публиковалась новость о том, что литий можно добывать из рассолов при помощи металл-органических каркасных мембран.
Они копируют механизм фильтрации — ионную селективность — мембран биологических клеток в живых организмах. Кроме лития, этот способ дает и пресную воду, тоже ценный продукт. Но, к сожалению, ни стоимость, ни возможность масштабирования этого способа не освещены учеными.
Да и спустя два года о коммерциализации метода так ничего и не слышно.
Еще литий можно добывать… из литиевых батарей. То есть перерабатывать батареи, получая снова металлический литий и другие необходимые для создания аккумуляторов материалы. Но пока что переработка батарей ведется в малых объемах. Это достаточно сложный и дорогой процесс, так что в ближайшее время вряд ли мы услышим о строительстве крупных заводов по переработке батарей. Да, ученые работают над этим, но все это пока что лишь исследования.
Сколько всего лития на Земле?
Да не так уж и много. Вернее, того, что разведали, относительно немного. В 2019 году глобальные подтвержденные запасы этого металла оценивались в 17 млн тонн. В России — около 900 000 тонн. Если взять потенциально «плодородные» месторождения, то получится около 62 млн тонн. Возможно, геологи разведают новые месторождения, но в любом случае лития на Земле мало.
Два года назад добыто было около 36 000 тонн.
При этом 40% металла идет на аккумуляторы, 26% —на производство керамических изделий и стекла, 13% — выпуск смазочных материалов, 7% —металлургию, 4% — системы кондиционирования, 3% — медицина и полимеры.
Основные поставки лития ведутся из Австралии (18,3 тыс. тонн в год), затем Чили (14,1 тыс. тонн в год) и Аргентина (5,5 тыс. тонн в год). В ближайшее время поставщики лития планируют увеличить объемы его добычи и поставки на мировой рынок.
Кстати, компания Tesla, один из крупнейших потребителей лития, получила право на самостоятельную добычу металла в штате Невада, США. Илон Маск заявил, что его компания получила доступ примерно к 10 тыс. акров богатых литием залежей глины в Неваде.
Литий для всех, и пусть никто не уйдет обиженным?
Речь о недалеком будущем, когда понадобится производить гораздо больше литиевых батарей, чем сейчас. Насколько ученые могут судить, на ближайшие несколько лет этого металла хватит всем.
С течением времени компании найдут способ снизить количество лития в батареях — уже сейчас ведутся исследования на эту тему. Скорее всего, добыча лития из рассолов тоже станет наращивать обороты, так что общие объемы металла возрастут, и весьма значительно.
Но что будет через 10-20-30 лет? Сложно сказать. Возможно, «выстрелит» новая технология производства аккумуляторов, предложенная учеными или корпорациями. А может быть, специалисты смогут изменить конструкцию текущих аккумуляторов, значительно сократив количество лития, необходимое для производства одной батареи.
В целом, пока что пути решения проблемы дефицита лития есть, и их немало. Давайте вспомним об этом вопросе лет через 5 и обсудим изменения здесь же, на Хабре. Хотелось бы надеяться, к тому времени не начнутся «литиевые войны», ведь этот металл уже называют «новой нефтью».
Избавиться от импорта: что будет значить добыча лития для России
«Норникель» и «Росатом» в рамках нового соглашения планируют получить лицензию и осваивать крупнейшее месторождение лития в России.
По мнению экспертов, такой проект весьма актуален для России, и собственная добыча лития позволит поддержать многие отрасли и избавиться от импорт-зависимости.
«Норильский никель» заключил соглашение о сотрудничестве с Государственной корпорацией по атомной энергии «Росатом», которое, в частности, предполагает реализацию проектов по освоению крупнейшего и наиболее перспективного российского литиевого месторождения Колмозерское в Мурманской области, а также по глубокой переработке литиевого сырья.
«Продукция «Норникеля» давно играет важную роль в создании накопителей энергии. Расширяя линейку металлов за счет такого важного и востребованного сырья как литий, мы намерены укрепить свое положение в качестве ключевого поставщика для аккумуляторной отрасли. А сотрудничество Госкорпорации «Росатом» и «Норникеля» позволит российской промышленности сделать шаг вперед в развитии собственного производства эффективных современных батарей», — заверил президент «Норникеля» Владимир Потанин.
Россия по запасам лития занимает третье место в мире. Основные залежи лития сосредоточены в Восточной Сибири, Мурманской области и Дальнем Востоке. Существует два способа добычи лития: рудный и гидроминеральный. В первом случае металл можно добывать в шахтах или карьерах (как в месторождении Колмозерское), во втором — из подземных рассолов (такой проект готовится в Ковыктинском месторождении). Также важным источником лития является переработка аккумуляторных батарей, что также является интересным направлением для России, но для этого придется принимать батареи на переработку из других стран, рассказывает горный инженер-экономист, первый заместитель декана факультета экономики и бизнеса Финансового университета Иван Петров.
«Наша промышленность потребляет достаточно много лития, объем внутреннего спроса порядка 8 тыс. тонн солей лития. Переход мировой экономики на альтернативные источники энергии и рост использования электромобилей и другой техники, использующей аккумуляторы, ведет к значительному спросу на литий и естественному росту цен», — отмечает эксперт.
По данным аналитика «Фридом Финанс» Владимира Чернова, стоимость лития на мировом рынке с начала 2022 года увеличилась на 74,55%, а за последний год (с конца апреля 2021-го) — на 423,20%. Литий стал очень востребован в промышленном производстве, что увеличивает ежегодный спрос на него и ведет к повышению цен. При этом эксперт обращает внимание на тот факт, что возобновить добычу лития в России очень актуально не только по этой причине. К мировым экспортерам лития относятся Аргентина, Чили и Боливия. 14 апреля Аргентина и Чили ограничили его продажи в РФ. Добычей лития в этих странах занимаются канадские компании, поэтому экспорт в РФ заблокирован. По словам представителя Минпромторга РФ Владислава Демидова, если мы перестанем получать литий еще и из Боливии, то больше нам его взять будет просто негде.
«Но главный фактор актуальности на сегодняшний день относится к процессу импортозамещения. Если в ближайшие годы Россия планирует наращивать производство собственной электроники (компьютеров, смартфонов, планшетов и прочего), то спрос на литий в стране возрастет в разы, а импортировать его в нужных объемах будет попросту неоткуда», — подчеркивает Чернов.
Проект разработки Колмозерского месторождения потребует серьезных инвестиций, долгосрочного планирования и получения всевозможной разрешительной документации. Речь идет, как о геологии и экологии, так и о взаимодействии с местными сообществами. Ловозерский район, где находится месторождение, является местом проживания и традиционного хозяйствования саамов, коренного народа Кольского полуострова. У «Норникеля» есть богатый опыт по взаимодействию с коренными народами на основании международных стандартов и согласно Политике в отношении прав коренных народов. Компания готовится заблаговременно начать консультации с коренным народом саамами, их ассоциациями и общественными организациями в Ловозеро на основании российских и международных стандартов.
close
100%
Литий входит в разряд стратегических металлов, он используется не только в аккумуляторах, но и в изделиях для военно-промышленного комплекса, потенциально необходим для перспективных термоядерных энергетических установок.
Он используется в атомной энергетике, электронике и фармакологии, в производстве стекла и смазочных материалов, отмечает Иван Петров. При этом востребованность лития как сырья в последние годы возросла в разы, в особенности, на фоне расширения мирового производства электромобилей, так как по сравнению со смартфонами и планшетами в производстве авто его объемы в разы выше. И в ближайшие годы можно ожидать увеличения спроса на этот вид сырья на фоне восстановлений мировых экономик и увеличения производств, полагает Владимир Чернов.
Сейчас все литиевые проекты реализуются на импортном сырье, что создает определенные риски. Возобновление добычи лития позволит сформировать новую импорт-независимую отрасль промышленности по производству и утилизации аккумуляторных систем, уверен Петров. По мнению Чернова, добыча и переработка лития будет иметь важнейшее значение для развития электронной промышленности в России, которая присутствует уже практически во всех отраслях экономики. В частности, это откроет возможности увеличить объемы собственного производства электроники и электромобилей.
На мировом рынке будет нарастать его дефицит, а значит, мы откроем возможности высоких экспортных прибылей от его продажи, полагает эксперт.
«Для России собственное производство лития стратегически необходимо, в том числе, с созданием полной технологической цепочки от добычи сырья до производства литий-ионных батарей для электротранспорта и стационарных систем накопления энергии. Участники данного проекта получат новые возможности: «Росатом» сбалансированную систему обеспечения литием; «Норникель» станет основным российским поставщиком всей цепочки металлов для выпуска аккумуляторов и развития энергетики», — добавляет Иван Петров.
По мнению эксперта, у России в перспективе есть потенциал выхода на мировой литиевый рынок. При этом не только экспортируя сырье, но и эффективные современные аккумуляторы с гарантией их ответственной утилизации. Он добавляет, что «Росатом» с партнерами планирует построить в Калининграде завод по производству литий-ионных ячеек и аккумуляторов, а также возможно развитие производства и на Востоке страны с использованиями ресурсов Ковыткинского месторождения.
Открытый литиевый рудник в Северной Каролине предложен для производства аккумуляторов для электромобилей: NPR
Подобные знаки, замеченные 26 октября 2022 года, есть по всему северному округу Гастон, Северная Каролина, недалеко от того места, где Piedmont Lithium хочет построить предприятие по добыче и переработке лития площадью 1500 акров.
Дэвид Боракс/WFAE
скрыть заголовок
переключить заголовок
Дэвид Боракс/WFAE
Подобные знаки, замеченные 26 октября 2022 года, расположены по всей северной части округа Гастон, Северная Каролина, недалеко от того места, где Piedmont Lithium хочет построить предприятие по добыче и переработке лития площадью 1500 акров.
Дэвид Боракс/WFAE
ШАРЛОТТ, Северная Каролина. В то время как мировые лидеры встречаются на очередном саммите по климату в Египте, США настаивают на добыче большего количества лития для аккумуляторов электромобилей дома. Электромобили помогут сократить загрязнение от транспорта, крупнейшего в стране источника выбросов парниковых газов, вызывающих глобальное потепление. Но есть компромисс, как узнали жители недалеко от Шарлотты, где предполагается строительство большого карьера.
Компания под названием Piedmont Lithium хочет построить шахту и предприятие по переработке на 1500 акрах в северном округе Гастон, примерно в 30 милях к западу от Шарлотты.
Эмили Винтер, координатор по связям с общественностью и геолог из Пьемонта, ведет к большому выступу горной породы рядом с тем, что когда-нибудь может стать Южным карьером шахты.
«Итак, в этой породе содержится сподумен, минерал.
И этот минерал сподумен содержит литий, который мы можем преобразовать в гидроксид лития, который затем идет на батареи», — объясняет Винтер.
Эмили Винтер из Piedmont Lithium, 26 октября 2022 года, указывает на литийсодержащий сподумен в обнажении скалы у Уайтсайдс-роуд в Бессемер-Сити, Северная Каролина.
Дэвид Боракс/WFAE
скрыть заголовок
переключить заголовок
Дэвид Боракс/WFAE
Эмили Винтер из Пьемонта Литиум, 26 октября 2022 г., указывает на литийсодержащий сподумен в обнажении скалы у Уайтсайдс-роуд в Бессемер-Сити, Северная Каролина
Дэвид Боракс/WFAE
Месторождения лития проходят через графство полосой шириной в милю с севера на юг, известной как оловянно-сподуменовый пояс Каролины.
В течение десятилетий в 20-м веке шахты здесь поставляли большую часть лития в мире, пока более дешевые источники не были найдены в Южной Америке и Австралии. Сейчас этот элемент пользуется большим спросом для аккумуляторов электромобилей, и инвесторы видят в этом возможность.
«В США очень мало производства литиевого сырья или любого сырья для аккумуляторов. Потенциал есть, но потребуется время, чтобы запустить его», — говорит генеральный директор Piedmont Lithium Кит Филлипс.
Когда этим летом компания Piedmont Lithium открыла свою новую штаб-квартиру в соседнем городе Белмонт, там присутствовал сенатор США Том Тиллис. Республиканец из Северной Каролины заявил, что США нужны собственные источники лития и переработки лития, чтобы противостоять Китаю.
«У китайцев заявлена стратегия стать мировой экономической и военной сверхдержавой к 2050 году. И они не собираются делать это с помощью большой войны. Они намерены сделать это, обвив земной шар своими щупальцами, экономически,» — сказал Тиллис.
«Они намерены сделать так, чтобы западный мир зависел от них в отношении лития, тантала, редкоземельных минералов, чтобы они могли буквально победить нас, ни разу не сделав ни единого выстрела».
Тиллис сказал, что именно поэтому он поддерживает усилия Piedmont Lithium по открытию нового рудника — при условии, что это делается экологически безопасным способом. Но в этом загвоздка.
Когда климатические цели приводят к экологическим проблемам
Планы Пьемонта предусматривают строительство четырех карьеров глубиной 500 футов. Это означает снос домов, выкапывание полей и лесов и разрушение ручьев. Некоторые соседи продали свою землю компании. Но другие, чья собственность граничит с участком, недовольны.
Локк Белл владеет 120 акрами земли, примыкающей к запланированному Южному карьеру. «Относительно предполагаемого рудника у меня есть 4160 футов общей границы», — говорит он.
Белл — бывший окружной прокурор, следивший за планами Пьемонта с 2017 года, когда компания обратилась к нему по поводу добычи полезных ископаемых на его земле.
Он отклонил предложение, увидев подробную карту предполагаемого рудника.
«Внезапно я увидел эти массивные шахты — открытые карьеры… У нас тут достаточно того, что уже токсично», — говорит он.
Он говорит о старых литиевых рудниках неподалеку, которые были закрыты в 1980-х и 1990-х годах и теперь загрязнены мышьяком, который естественным образом встречается в почве и горных породах этого района.
Уоррен Сноуден гуляет по своей семейной ферме в округе Гастон, Северная Каролина, со своей собакой Финном, 29 октября 2022 года. Участок граничит с литиевым рудником площадью 1500 акров, запланированным компанией Piedmont Lithium. Он помогает руководить оппозиционной группой Stop Piedmont Lithium.
Дэвид Боракс/WFAE
скрыть заголовок
переключить заголовок
Дэвид Боракс/WFAE
Уоррен Сноуден гуляет по своей семейной ферме в округе Гастон, Северная Каролина, со своей собакой Финном, 29 октября 2022 года.
Участок граничит с участком литиевого рудника площадью 1500 акров, запланированного Piedmont Lithium. Он помогает руководить оппозиционной группой Stop Piedmont Lithium.
Дэвид Боракс/WFAE
У Уоррена Сноудона, живущего в нескольких милях отсюда, по другую сторону рудника, аналогичные проблемы. Старая ферма его семьи находится через ручей, примерно в 600 ярдах от запланированного Восточного карьера. Он помогает руководить оппозиционной группой Stop Piedmont Lithium.
«Наша проблема на всех фронтах: это вода. это воздух. это световое загрязнение. это шум. это трафик. к переходу страны на возобновляемые источники энергии.
Государственные и местные чиновники все еще должны одобрить шахту
Piedmont Lithium все еще нуждаются в основных разрешениях, включая государственные разрешения на воздух и добычу полезных ископаемых. Оба задерживаются, пока компания отвечает на запросы дополнительной информации от агентств Северной Каролины.
Пьемонт также сталкивается с местной политической оппозицией.
Чад Браун возглавляет комиссию округа Гастон, которая должна одобрить изменение зонирования шахты.
«С информацией, которая у меня есть прямо сейчас, я, вероятно, не стал бы проводить голосование по этому вопросу», — говорит Браун. «Мне нужно было бы иметь массу дополнительной информации только об окружающей среде, а также о качестве воздуха, качестве воды и тому подобных вещах».
В прошлом году комиссия ввела 60-дневный мораторий, чтобы обновить правила зонирования и разрешить шахту. По словам Брауна, у постановления есть некоторые преимущества — оно ограничивает взрывные работы и движение грузовиков. Но он не уверен, что Пьемонт сможет получить электричество и воду, необходимые для добычи и переработки.
Когда его спросили, думает ли он, что проект по добыче полезных ископаемых состоится, он ответил: «Я думаю, что сейчас вы все еще на уровне 50 на 50, просто потому, что это далеко».
Тем не менее, генеральный директор Piedmont Lithium Кит Филлипс настроен оптимистично.
«Таким образом, процесс получения разрешений более сложен и займет больше времени. И наш план, наша надежда, состоит в том, что мы начнем производство в Каролине в 2026 году, и получим полное разрешение, одобрение и финансирование где-то в 2024 году, » он говорит.
Преследуя эту цель, у компании есть запасной план: она строит перерабатывающий завод в Теннесси с помощью федерального гранта в размере 141,7 миллиона долларов. И он рассчитывает, что рудники в Квебеке и Гане будут поставлять литиевую руду.
Соседи Пьемонта из Северной Каролины поддерживают этот резервный план вместо открытого литиевого рудника в их районе.
Как Австралия стала крупнейшим в мире поставщиком лития
Загрузка
На пути к Net Zero | Планета будущего
Как Австралия стала крупнейшим в мире поставщиком лития
(Изображение предоставлено Alamy)
Ройс Курмеловс, 11 ноября 2022 г.
По мере роста спроса на электромобили и экологически чистые накопители энергии Австралия растет, чтобы удовлетворить большую часть мирового спроса для лития.
Хотя это помогает снизить потребность в ископаемом топливе, возникает еще один вопрос — как мы можем обеспечить устойчивое получение лития?
R
Примерно в трех часах езды к югу от Перта, Западная Австралия, рядом с Юго-Западным шоссе и за историческим шахтерским городком Гринбушес земля за городской начальной школой обрывается, обнажая глубокий серый шрам.
Это место старой оловянной шахты, известной как Корнуолл Пит. Террасная стена карьера глубиной примерно 265 м (870 футов) представляет собой столетнюю работу, которая началась в 1888 году, когда из близлежащего ручья был поднят фунт олова. Когда поверхностный металл был очищен от ландшафта, методы в конечном итоге изменились, уступив место открытой добыче во вмещающей пегматитовой жиле — магматической породе с грубой текстурой, похожей на гранит.
В 1980 году в Гринбуше был найден еще один металл, который в то время не заставил владельцев шахты задуматься. Литий, мягкий серебристо-белый реактивный щелочной металл, считался скорее геологической диковинкой.
В 1983 году началась небольшая добыча лития для использования в нишевых промышленных операциях, таких как производство стекла, стали, литья, керамики, смазочных материалов и металлических сплавов. Только спустя десятилетия, когда экзистенциальный риск, связанный с изменением климата, стал широко известен, и правительства начали говорить о замене примерно 1,45 миллиарда бензиновых автомобилей во всем мире электромобилями, резервы в Гринбуше стали рассматриваться в совершенно ином свете. .
Сегодня оловянный карьер в Корнуолле закрыт для работы, а Гринбушес стал крупнейшим литиевым рудником в мире.
Менее чем за два года цены на австралийский сподумен — богатое литием сырье, которое можно перерабатывать для использования в батареях для ноутбуков, телефонов и электромобилей, — выросли более чем в десять раз. По данным Benchmark Mineral Intelligence, в октябре 2022 года сподумен продавался по цене 4994 долларов (4300 фунтов стерлингов) за тонну по сравнению с 415 долларами (360 фунтов стерлингов) в январе 2021 года.
К 2040 году Международное энергетическое агентство ожидает, что спрос на литий вырастет более чем в 40 раз, если мир должен выполнить свои цели Парижского соглашения.
Это вызвало заявления о новой лихорадке лития, и Австралия позиционирует себя как мировой поставщик. В связи с чем возникает вопрос, поскольку мир тянется к этому металлу в попытке помочь с обезуглероживанием — насколько устойчива добыча лития?
Вам также могут понравиться:
- Что произойдет, если мир перестанет майнить?
- Большой вопрос без ответа о литиевых батареях
- Экологическое дело о покупке угольной шахты
В 2021 году на литий, добываемый только в Гринбушес, приходилось более пятой части мирового производства, и ожидается, что он будет расти. В 2019 году владельцы рудника Talison Lithium получили разрешение удвоить размер участка за счет расширения на 1,9 млрд австралийских долларов (1,2 млрд долларов / 1,1 млрд фунтов стерлингов), которое после завершения будет охватывать территорию длиной 2,6 км (1,6 мили), 1 км (0,6 мили).
в ширину и 455 м (1490 футов) в глубину. На высоте 310 м (1020 футов) самое высокое здание в Лондоне, The Shard, может быть удобно похоронено внутри.
Несмотря на то, что Greenbushes является крупнейшим литиевым рудником в Австралии, на долю которого приходится 40% из 55 000 тонн лития, добытого в стране в 2021 году, за ним следует еще несколько других. В общей сложности есть четыре других предприятия по добыче лития в твердых породах в традиционных горнодобывающих регионах Западной Австралии вокруг Калгурли на востоке и Пилбара на крайнем севере штата. Шестой — единственный литиевый рудник за пределами Западной Австралии — это карьер недалеко от Дарвина на Северной территории, который начал работу в начале октября 2022 года. Два других рудника находятся в стадии планирования с другими предложениями на разных стадиях разработки.
Сподумен — богатый источник лития, который может быть очищен для использования в батареях. оба черпают литий из соляных ям. Ожидается, что в течение следующих нескольких лет ситуация изменится, поскольку страны южноамериканского «литиевого треугольника» — Чили, Аргентина и Боливия, которые вместе владеют большей частью известных мировых ресурсов лития, — нарастят свое производство.
Одна только Чили в настоящее время производит четверть мирового производства, но обладает почти 10% мировых ресурсов. Далее по ресурсам идет Боливия с 24% известных мировых запасов лития и Аргентина с 21%, хотя ни одна из них еще не вносит значительный вклад в мировое производство.
На пути к чистому нулю
Как страны после подписания Парижского соглашения выполняют свои климатические обязательства? На пути к Net Zero анализируется прогресс стран и основные климатические проблемы, а также их уроки для остального мира по сокращению выбросов.
Поскольку все эти страны стремятся развивать свою литиевую промышленность, перед миром стоит два очень разных выбора в отношении источников критического минерала: из твердых пород, как в Австралии, или из богатых солью подземных вод, как в Чили. ( См. , как добыча лития изменила ландшафт в Чили .)
«Если вы говорите о добыче лития в твердых породах, воздействие на окружающую среду почти такое же, как и при любой другой сопоставимой добыче полезных ископаемых», — Гэвин.
— говорит Мадд. «Рассол радикально отличается».
Мадд — адъюнкт-профессор Мельбурнского университета RMIT и председатель Института минеральной политики, независимой организации, которая следит за горнодобывающей промышленностью Австралии. Он говорит, что распространена дезинформация и путаница в отношении добычи лития. Например, он говорит, что идея о том, что литий был дефицитным ресурсом, была опровергнута, но продолжает существовать. «Литий на самом деле очень распространенный минерал, — говорит Мадд. «Его можно найти повсюду, но исторически мы не беспокоились о его добыче».
Литий оказался ключевым металлом для использования в батареях для электромобилей.
Разница начинается с лежащей в основе геологии. В более молодых ландшафтах, таких как Южная Америка, литий находится на дне покрытых коркой соленых озер на больших высотах. Австралия, тем временем, имеет более древнюю геологию. Месторождения пегматита, содержащие литий, обнаружены по всему графству, на кусках суши, которые столкнулись на протяжении сотен тысячелетий, чтобы сформировать континент Австралии..jpg)
Эти регионы включают кратоны Пилбара и Йилгарн (континентальные породы, которые были стабильными более миллиарда лет) в Западной Австралии, провинцию Пайн-Крик на Северной территории, регион Джорджтаун в Квинсленде и центральную Викторию.
Процесс аффинажа сопряжен с риском для окружающей среды, поскольку он требует больших затрат энергии и химикатов, однако Эллисон Бритт, директор по вопросам полезных ископаемых в правительственном агентстве Geoscience Australia, говорит, что процесс извлечения лития в Австралии не сильно отличается от других форм добычи металлов. Когда экономически жизнеспособный ресурс определен, поверхность расчищается, земля очищается, порода взрывается, а щебень вывозится для переработки в концентрат.
«Каждое месторождение твердой породы — это уникальное животное, — говорит Бритт. «На месторождении с более высоким содержанием вы выкапываете меньше породы по сравнению с добытым литием».
В Южной Америке этот процесс больше похож на игру с большим и неудобным химическим набором.
Поскольку литий находится на дне соленого озера, он обычно смешивается с рядом других минералов. Чтобы извлечь его, нужно откачать рассол из-под дна соленого озера в яму, а затем подождать, пока вода испарится на солнце, пока концентрация лития не достигнет 6000 частей на миллион. Это трудоемкий процесс — для производства одной тонны (2204 фунтов) произведенного лития требуется около 1,9 млн литров (418 000 галлонов) воды, весь он теряется в результате испарения — который всегда сопряжен с риском утечек и разливов.
Оттуда литий — в обоих регионах — должен пройти дальнейшую обработку, чтобы сделать его полезным. Карбонат лития, извлеченный из чилийских соляных прудов, нуждается в дополнительной обработке, чтобы стать гидроксидом лития, предпочтительным материалом для производителей аккумуляторов.
Горная порода, выкопанная из-под земли в Австралии, должна быть измельчена и обожжена для получения сподумена. Этот материал, который содержит около 6% лития, затем отправляется из Австралии в Китай, где перерабатывается 60% мирового лития и 80% мирового гидроксида лития, хотя ситуация может измениться.
В рамках усилий по диверсификации цепочки поставок правительство штата Западная Австралия работает над строительством местных перерабатывающих мощностей рядом с собственными литиевыми рудниками.
Цена на литий подскочила в 2021 и 2022 годах, и прогнозируется, что спрос на этот металл будет оставаться высоким в течение десятилетий (Источник: BBC. Источник: Benchmark Minerals) . Эти растения принесут свои собственные экологические проблемы. Обжиг сподумена для получения концентрата требует значительного количества энергии и большого количества серной кислоты. В конце концов, шлаковые отходы также должны быть утилизированы — процесс, который необходимо контролировать, чтобы не вызывать загрязнения.
Добыча лития в Австралии еще только начинается, но Мэгги Вуд, исполнительный директор Conversation Council of Western Australia, некоммерческой организации, которая представляет более 100 экологических групп по всей Западной Австралии, говорит, что отрасль внимательно наблюдал.
«С одной стороны, мы знаем, что нам необходимо обезуглерожить как можно скорее, и критически важные минералы, такие как литий и целая куча других, являются частью этого пути», — говорит Вуд. «Но мы также знаем, что добыча этих полезных ископаемых наносит ущерб окружающей среде».
Например, защитники окружающей среды выразили обеспокоенность тем, что отложения из рудника Finniss Lithium Project могли загрязнить близлежащий ручей. BBC Future Planet связалась с Core Lithium, владельцами Finniss Lithium Project, чтобы ответить на эти претензии, но не получила ответа.
Кирсти Хоуи, содиректор Центра окружающей среды Северной территории, природоохранного органа на территории, говорит, что ее беспокоит кумулятивное воздействие на окружающую среду от открытия нескольких шахт для добычи литиевых месторождений между Дарвином и знаменитым национальным парком Личфилд, в часе езды. к югу от города.
«Повсюду стоят многоквартирные дома из лития, — говорит Хоуи. «У вас есть обширные территории Территории, которые по мировым меркам довольно нетронуты, и на них теперь распространяются [разрешения на будущую добычу лития].
«Это тропическая экосистема, поэтому у вас повышенный риск циклонов, у вас сильные дожди — дождь враг майнинга. Именно тогда металлы попадают в водные пути и вызывают хаос.
«Мы должны остановить разработку ископаемого топлива, но нам также нужно тщательно изучить горнодобывающую промышленность».
BBC Future Planet связалась с Советом по минералам Австралии, представительным органом горнодобывающей промышленности страны, чтобы прокомментировать опасения, высказанные по поводу воздействия добычи лития, но они не ответили публикацией.
Некоторые политические лидеры Австралии утверждают, что приоритетной задачей является приобретение металлов для обезуглероживания. В начале октября, когда в 80 км от Дарвина был запущен проект Finniss Lithium, на месте присутствовала министр горнодобывающей промышленности и промышленности Северной территории Николь Мэнисон. Обращаясь к средствам массовой информации, она сказала: «Мы должны реалистично относиться к этому переходу — есть материалы, которые вы обязательно должны добывать, чтобы добиться обезуглероживания и решить проблему изменения климата, и многие из этих материалов доступны на Северной территории».
Австралия — не единственная страна с огромными запасами лития. Считается, что в Чили их еще больше (Фото: BBC. Источник: Геологическая служба США) в более широком смысле: разработка месторождений открытым способом оставляет глубокие шрамы в ландшафте, часто в экосистемах, которые уже находятся под давлением. Пыль от добычи полезных ископаемых может подниматься вверх и загрязнять водные пути или заноситься в города, где люди могут ее вдохнуть. Сильные дожди могут вымывать минералы и вымывать их в близлежащие реки или заставлять их просачиваться в грунтовые воды. Когда шахта закрывается, на ремонтные работы может быть не выделено должного бюджета, или ее операторы просто исчезают в ночи.
Гэвин Мадд из Университета RMIT говорит, что с этими проблемами можно справиться — по некоторым оценкам, к 2030 году добыча лития в твердых породах будет нести ответственность за 10 миллионов тонн выбросов CO2, но нефтеперерабатывающие заводы можно строить рядом с источником добычи, а не отправлять за границу.
уменьшить некоторые выбросы от транспорта. Тем временем в Канаде золотой рудник показал, что горнодобывающее оборудование может быть электрифицировано, а возобновляемые источники энергии могут использоваться для питания их систем с целью сокращения выбросов CO2.
Мадд также отмечает, что литий вряд ли будет так интенсивно добываться в Австралии, что, как это ни парадоксально, может привести к чистому сокращению добычи в целом по мере сокращения потребности в угле. «В Австралии мы добываем от пяти до восьми миллиардов тонн [пустой породы] в год только для того, чтобы получить наш уголь», — говорит он. «Люди не принимают во внимание, что если мы удалим уголь из уравнения — это огромно.
«Для меня все это очень обнадеживает. Есть еще проблемы с тем, как мы работаем, но это не проблема с литием, это проблема с тем, как мы регулируем добычу полезных ископаемых».0005
Еще один способ еще больше уменьшить это воздействие — снизить спрос на новые литиевые рудники, увеличив скорость переработки.
Сегодня в Австралии перерабатывается только 10% отходов литий-ионных аккумуляторов. Либби Чаплин, главный исполнительный директор Battery Stewardship Council (BSC), организации, созданной для надзора за утилизацией использованных батарей, где в противном случае это было бы слишком дорого для частного бизнеса, говорит, что переработка станет насущной проблемой к концу десятилетие, когда срок службы аккумуляторов электромобилей подходит к концу. (Подробнее о проблемах переработки литиевых батарей .)
«Если мы не решим эту проблему, в недалеком будущем у нас возникнет очень большая проблема с отходами батарей и складскими запасами. литиевых аккумуляторов для электромобилей», — говорит Чаплин. «Это последнее, чего мы хотим, потому что хранение аккумуляторов для электромобилей может быть проблематичным».
Начав с малого сейчас, Чаплин говорит, что Австралия может построить надлежащую инфраструктуру, чтобы это не стало проблемой, особенно учитывая, что расстояние является проблемой.
Собирать, транспортировать и сортировать материалы со всей страны, охватывающей весь континент, сложно и дорого, но у Австралии есть хорошие примеры для подражания. Чаплин указывает на свою систему переработки свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов, которую многие считают успешной, чтобы показать, как это можно сделать.
Подсчет углерода
В этом направлении уже предпринимаются шаги. В январе 2022 года BSC в партнерстве с производителями аккумуляторов ввела схему сбора, которая повысила коэффициент восстановления небольших батарей, охватываемых этой схемой, с менее 8% до более 16% за шесть месяцев. За каждую импортированную батарею участвующие производители платят 4 австралийских цента (2 пенса/3 цента США) за эквивалентную единицу батареи (24 г/0,8 унции) в фонд, который покрывает расходы на транспортировку от пунктов сбора по всей стране до центров переработки. Эта программа не ориентирована исключительно на литий-ионные батареи, но она показывает, что можно быстро добиться огромных успехов.
Некоторые сомневаются, что крупномасштабная промышленность по переработке лития возможна, но Чаплин считает, что да. Литий составляет всего 1% аккумулятора электромобиля, но большинство материалов — сталь, пластик, алюминий и медь — подлежат переработке. Остальное — так называемую «черную массу», в которую входят литий, графит и кобальт — восстановить сложнее, но все же можно. Чаплин говорит, что из этих материалов приоритет должен быть отдан извлечению кобальта, так как это самый опасный для окружающей среды металл. Около 70% мирового производства в настоящее время приходится на Демократическую Республику Конго.
Считается, что восстановление этой «потерянной стоимости» может стоить до 3,1 миллиарда долларов (2,8 миллиарда фунтов стерлингов). Европейский Союз, который ввел директиву по батареям, требующую от производителей добавлять не менее 4% переработанного лития в новые батареи, показал, как регулирование может помочь.
Чаплин согласен с тем, что для минимизации потребности в дополнительной добыче необходима более качественная переработка литиевых батарей.