Литий, кобальт и редкие земли

Поскольку другие страны движутся в том же направлении, возникает соблазн сделать вывод, что дни, когда конкуренция за ограниченные запасы энергии была повторяющимся источником конфликта, скоро подходят к концу.

Чтобы оценить этот неожиданный парадокс, необходимо изучить, как энергия ветра и солнца преобразуется в полезные формы электричества и движения. Солнечная энергия в основном собирается фотоэлектрическими элементами, часто развертываемыми в огромных массивах, в то время как ветер собирают гигантские турбины, обычно развертываемые на обширных ветровых электростанциях. Чтобы использовать электроэнергию в транспорте, автомобили и грузовики должны быть оснащены современными аккумуляторами, способными удерживать заряд на больших расстояниях. Каждое из этих устройств использует значительное количество меди для передачи электроэнергии, а также множество других невозобновляемых минералов. Эти ветряные турбины, например, требуют марганца, молибдена, никеля, цинка и редкоземельных элементов для своих электрических генераторов, в то время как электромобили нуждаются в кобальте, графите, литии, марганце и редкоземельных элементах для их двигателей и батарей.

В настоящее время, когда на ветровую и солнечную энергию приходится лишь около 7% мирового производства электроэнергии, а электромобили составляют менее 1% автомобилей на дорогах, производство этих минералов примерно соответствует мировому спросу. Если, однако, США и другие страны действительно продвинутся к будущему, основанному на «зеленой» энергии, как это предвидел президент Байден, спрос на них резко возрастет, а мировое производство будет намного меньше ожидаемых потребностей.

Согласно недавнему исследованию Международного энергетического агентства (МЭА) « Роль критических минералов в переходе к чистой энергии» Спрос на литий в 2040 году может быть в 50 раз больше, чем сегодня, а на кобальт и графит - в 30 раз больше, если мир быстро перейдет на замену автомобилей с бензиновым двигателем электромобилями. Такой растущий спрос, конечно, будет стимулировать промышленность к освоению новых запасов таких полезных ископаемых, но их потенциальные источники ограничены, а процесс их доставки в сеть будет дорогостоящим и сложным. Другими словами, мир может столкнуться с серьезной нехваткой критически важных материалов. («Поскольку переход к чистой энергии ускоряется во всем мире, - зловеще отмечается в отчете МЭА, - а солнечные панели, ветряные турбины и электромобили развертываются в растущем масштабе, эти быстрорастущие рынки ключевых полезных ископаемых могут быть подвержены колебаниям цен и геополитическому влиянию. и даже перебои в поставках ».)

И вот еще одно осложнение: производство ряда наиболее важных материалов, включая литий, кобальт и эти редкоземельные элементы, сконцентрировано всего в нескольких странах, что может привести к геополитической борьбе, которая сопровождала зависимость мира от нескольких основных источников нефти. По данным МЭА, только одна страна, Демократическая Республика Конго (ДРК), в настоящее время поставляет более 80% мирового кобальта, а другая - Китай - 70% редкоземельных элементов. Точно так же производство лития в основном осуществляется в двух странах, Аргентине и Чили, на которые вместе приходится почти 80% мировых поставок, в то время как четыре страны - Аргентина, Чили, ДРК и Перу - обеспечивают большую часть нашей меди. Другими словами,

Роль нефти в формировании глобальной геополитики хорошо понятна. С тех пор как нефть стала жизненно важной для мировой транспортировки — и, следовательно, для эффективного функционирования мировой экономики, — она по понятным причинам рассматривалась как “стратегический” ресурс. Поскольку крупнейшие концентрации нефти находились на Ближнем Востоке, в районе, исторически удаленном от основных центров промышленной деятельности в Европе и Северной Америке и регулярно подверженном политическим потрясениям, крупнейшие страны-импортеры долгое время стремились установить некоторый контроль над добычей и экспортом нефти в этом регионе. Это, конечно, привело к ресурсному империализму высокого порядка, начавшемуся после Первой мировой войны, когда Великобритания и другие европейские державы боролись за колониальный контроль над нефтедобывающими частями региона Персидского залива. Это продолжалось и после Второй мировой войны, когда Соединенные Штаты с размахом вступили в это соревнование.

Для Соединенных Штатов обеспечение доступа к ближневосточной нефти стало стратегическим приоритетом после «нефтяных потрясений» 1973 и 1979 годов - первых, вызванных арабским нефтяным эмбарго, которое было репрессалией за поддержку Вашингтоном Израиля в октябрьской войне того года; второй - из-за перебоев в поставках, вызванных Исламской революцией в Иране. В ответ на бесконечные очереди на американских заправочных станциях и последующие рецессии сменявшие друг друга президенты обещали защищать импорт нефти «любыми необходимыми средствами», включая использование вооруженной силы. И именно эта позиция побудила президента Джорджа Буша-старшего вести первую войну в Персидском заливе против Ирака Саддама Хусейна в 1991 году, а его сына - вторгнуться в ту же страну в 2003 году.

В 2021 году Соединенные Штаты больше не зависят от ближневосточной нефти, учитывая, насколько широко отечественные месторождения нефтеносных сланцев и других осадочных пород разрабатываются с помощью технологии гидроразрыва. Тем не менее, связь между использованием нефти и геополитическим конфликтом практически не исчезла. Большинство аналитиков полагают, что нефть продолжит обеспечивать основную долю мировой энергии в ближайшие десятилетия, и это наверняка вызовет политическую и военную борьбу за оставшиеся поставки. Например, уже разразился конфликт из- за спорных морских поставок в Южном и Восточно-Китайском морях, и некоторые аналитики предсказывают борьбу за контроль над неиспользованными месторождениями нефти и полезных ископаемых в Арктическом регионе.

Итак, вот вопрос часа: изменит ли все это стремительный рост числа владельцев электромобилей? Доля рынка электромобилей уже быстро растет и, по прогнозам, к 2030 году достигнет 15% мировых продаж. Основные автопроизводители вкладывают значительные средства в такие автомобили, ожидая роста спроса. В 2020 году во всем мире было доступно для продажи около 370 моделей электромобилей - на 40% больше, чем в 2019 году - и основные автопроизводители объявили о планах сделать еще 450 моделей доступными к 2022 году. Кроме того, General Motors объявила о своем намерении полностью отказаться от обычных бензиновых и дизельных автомобилей к 2035 году, в то время как генеральный директор Volvo указал, что компания будет продавать электромобили только к 2030 году.

Разумно предположить, что этот сдвиг будет только набирать обороты с серьезными последствиями для мировой торговли ресурсами. Согласно МЭА, типичный электромобиль требует в шесть раз больше минеральных ресурсов, чем обычный автомобиль, работающий на бензине. К ним относятся медь для электропроводки, а также кобальт, графит, литий и никель, необходимые для обеспечения производительности, долговечности и плотности энергии батареи (выход энергии на единицу веса). Кроме того, редкоземельные элементы будут необходимы для постоянных магнитов, установленных в электромоторах.

Литий, основной компонент литий-ионных аккумуляторов, используемых в большинстве электромобилей, является самым легким из известных металлов. Хотя он присутствует как в глинистых месторождениях, так и в рудных композитах, он редко встречается в легко извлекаемых концентрациях, хотя его также можно добыть из рассола в таких областях, как Салар де Уюни в Боливии, крупнейшей соляной равнине в мире. В настоящее время примерно 58% мирового лития поступает из Австралии, еще 20% из Чили, 11% из Китая, 6% из Аргентины и меньшее количество из других стран. Американская компания Lithium Americas собирается начать добычу значительного количества лития из месторождения глины в северной Неваде, но встречает сопротивление со стороны местных владельцев ранчо и коренных американцев, которые опасаются загрязнения своих источников воды.

Кобальт - еще один ключевой компонент литий-ионных аккумуляторов. Он редко встречается в уникальных месторождениях и чаще всего приобретается как побочный продукт добычи меди и никеля. Сегодня он почти полностью производится благодаря добыче меди в бурной и хаотичной Демократической Республике Конго, в основном в так называемом медном поясе провинции Катанга , регионе, который когда-то стремился отделиться от остальной части страны и до сих пор служит гаванью. сепаратистские импульсы.

Редкоземельные элементы включают группу из 17 металлических веществ, разбросанных по поверхности Земли, но редко встречающихся в концентрациях, пригодных для добычи полезных ископаемых. Среди них некоторые из них необходимы для будущих решений в области зеленой энергии, в том числе диспрозий, лантан, неодим и тербий. При использовании в качестве сплавов с другими минералами они помогают сохранить намагничивание электродвигателей в условиях высоких температур, что является ключевым требованием для электромобилей и ветряных турбин. В настоящее время примерно 70% РЗЭ поступает из Китая, возможно, 12% из Австралии и 8% из США.

Простой взгляд на расположение таких концентраций предполагает, что переход к зеленой энергии, предусмотренный президентом Байденом и другими мировыми лидерами, может столкнуться с серьезными геополитическими проблемами, похожими на те, которые возникли в прошлом из-за зависимости от нефти. Для начала, самая мощная в военном отношении страна на планете, Соединенные Штаты, может обеспечить себя лишь крошечным процентом РЗЭ, а также другими критически важными минералами, такими как никель и цинк, которые необходимы для передовых зеленых технологий. В то время как Австралия, близкий союзник, несомненно, будет важным поставщиком некоторых из них, Китай, который уже все чаще рассматривается как противник, имеет решающее значение, когда дело доходит до РЗЭ, а Конго, одна из наиболее пострадавших от конфликтов стран на планете. , является ведущим производителем кобальта.

Столкнувшись с перспективой неадекватных или труднодоступных поставок таких критически важных материалов, энергетические стратеги уже призывают к серьезным усилиям по разработке новых источников во как можно большем количестве мест.

«Сегодняшние планы поставок и инвестиций для многих важнейших полезных ископаемых далеко не соответствуют тому, что необходимо для поддержки ускоренного развертывания солнечных панелей, ветряных турбин и электромобилей», - сказал Фатих Бирол, исполнительный директор Международного энергетического агентства. «Эти опасности реальны, но они преодолимы. Реакция политиков и компаний определит, останутся ли важнейшие полезные ископаемые жизненно важным фактором перехода к чистой энергии или станут узким местом в этом процессе ».

Однако, как слишком ясно заявили Бирол и его соратники в МЭА, преодолеть препятствия на пути к увеличению добычи полезных ископаемых будет непросто. Начнем с того, что открытие новых горнодобывающих предприятий может быть чрезвычайно дорогостоящим и сопряжено с многочисленными рисками. Горнодобывающие компании могут быть готовы инвестировать миллиарды долларов в такую страну, как Австралия, где правовая база приветствуется и где они могут рассчитывать на защиту от будущей экспроприации или войны, но многие многообещающие источники руды находятся в таких странах, как ДРК, Мьянма, Перу, и Россия, где такие условия практически не применяются. Например, нынешние беспорядки в Мьянме, крупном производителе некоторых редкоземельных элементов, уже вызвали опасения по поводу их доступности в будущем и спровоцировали рост цен.

Снижение качества руды также вызывает озабоченность. Что касается месторождений полезных ископаемых, то на этой планете их тщательно вырывают, иногда с раннего бронзового века, и многие из лучших месторождений уже давно открыты и эксплуатируются. «В последние годы качество руды по ряду сырьевых товаров продолжало снижаться», - отметило МЭА в своем отчете о важнейших полезных ископаемых и экологически чистых технологиях. «Например, среднее содержание медной руды в Чили снизилось на 30% за последние 15 лет. Для извлечения металлов из руд с более низким содержанием металлов требуется больше энергии, что оказывает повышательное давление на производственные затраты, выбросы парниковых газов и объемы отходов ».

Кроме того, добыча минералов из подземных горных пород часто влечет за собой использование кислот и других токсичных веществ и обычно требует большого количества воды, которая загрязняется после использования. Это стало еще более серьезной проблемой после принятия законодательства об охране окружающей среды и мобилизации местных сообществ. Во многих частях мира, например, в Неваде, когда дело доходит до лития, новые усилия по добыче и переработке руды будут встречать все более ожесточенное сопротивление на местном уровне. Когда, например, австралийская фирма Lynas Corporation пыталась обойти законы Австралии по охране окружающей среды, отправляя руду из своего рудника редкоземельных металлов Mount Weld в Малайзию для обработки, местные активисты развернули длительную кампанию, чтобы помешать этому.

Для Вашингтона, возможно, нет более сложной проблемы, когда речь идет о наличии критически важных материалов для зеленой революции, чем ухудшающиеся отношения этой страны с Пекином. Ведь в настоящее время Китай предоставляет 70% мировых запасов редкоземельных элементов содержат значительные залежи других ключевых минералов. Не менее важно то, что эта страна отвечает за очистку и переработку многих ключевых материалов, добываемых в других местах. На самом деле, когда речь идет о переработке полезных ископаемых, цифры поражают. Китай может не производить значительных количеств кобальта или никеля, но на его долю приходится примерно 65% обрабатываемого кобальта в мире и 35% обработанного никеля. И хотя Китай производит 11% лития в мире, на его долю приходится почти 60% переработанного лития. Однако когда дело доходит до редкоземельных элементов, Китай доминирует ошеломляющим образом. Он обеспечивает не только 60% мирового сырья, но и почти 90% переработанных РЗЭ.

 

Проще говоря, Соединенные Штаты или другие страны не могут осуществить массовый переход от ископаемого топлива к экономике, основанной на возобновляемых источниках энергии, без экономического взаимодействия с Китаем. Несомненно, будут предприняты усилия по снижению степени этой зависимости, но в обозримом будущем нет реальной перспективы устранения зависимости от Китая в отношении редкоземельных элементов, лития и других ключевых материалов. Если, другими словами, США если бы он перешел от скромно похожей на холодную войну позиции по отношению к Пекину к еще более враждебной, и если бы он предпринял дальнейшие попытки в стиле Трампа “отделить” свою экономику от экономики Народной Республики, как это отстаивают многие “китайские ястребы” в Конгрессе, в этом нет никаких сомнений: администрации Байдена пришлось бы отказаться от своих планов на будущее с зеленой энергией.

Конечно, можно представить себе будущее, в котором страны начнут бороться за мировые запасы важнейших полезных ископаемых, как когда-то они боролись за нефть. В то же время вполне возможно представить себе мир, в котором такие страны, как наша, просто отказались от своих планов на будущее с использованием зеленой энергии из-за отсутствия достаточного сырья и вернулись к нефтяным войнам прошлого. Однако на уже перегретой планете это привело бы к судьбе цивилизации, худшей, чем смерть.