Как добывают литий для аккумуляторов

Спрос на зеленые технологии дал небывалый импульс развитию электромобилей. Машины без двигателя внутреннего сгорания из фантастического будущего стали настоящим. Вот только аккумуляторы для них нужны в сотни раз мощнее, чем для электросамокатов и уж тем более — смартфонов.

Главная составляющая для современных носителей энергии — самый легкий в мире металл литий. И пока европейские страны обещают через десятилетие полностью отказаться от бензина, геологи все чаще говорят о том, что мировые запасы этого элемента ограничены, и их попросту не хватит на всех. Авто Mail.ru попросил экспертов аналитического центра «Альпари» рассказать, что ждет рынок электромобилей и устройств, работающих на литиевых аккумуляторах.

Еще 20 лет назад каждый владелец мобильного телефона знал, что ставить аппарат на зарядку можно, только если он разряжен практически до нуля. В противном случае сократится емкость аккумулятора. Это явление назвали эффектом памяти, и оно считалось одним из ключевых недостатков батарей на основе никеля.

Мировые корпорации активно искали ему эффективный аналог и, наконец, нашли — литий. Аккумуляторы на его основе обладают повышенной энергоэффективностью и почти полным отсутствием «эффекта памяти». Кстати, Нобелевская премия по химии в 2019 году присуждена как раз за развитие литиевых батарей. Совсем недавно казалось, что запасов элемента хватит на столетия, пока на мировой экономической сцене не появились электромобили.

Электромобили изменили всё

Один Илон Маск, если выйдет на обещанные объемы производства Tesla, израсходует львиную долю мировых запасов этого металла. А ведь детище Маска лишь одна из компаний, специализирующихся на электромобилях. Только на американском рынке у Tesla несколько крупных конкурентов, таких, как Rivian и Lusid Motors, и это не считая прочих производителей электрических машин.

От общего тренда не отстают и крупные международные автоконцерны. Volkswagen, Daimler, Toyota, Ford, General Motors каждый год вкладывают миллиарды в разработку, и большая часть этих денег идет на прототипирование электрокаров.

Британское правительство заявило, что планирует к концу десятилетия полностью отказаться от двигателей внутреннего сгорания. В Германии уже начали оснащать автозаправки розетками для электрокаров. Европейским странам придется непросто, чтобы выполнить ими же заявленные требования по сокращению выбросов углекислого газа в атмосферу.

В рамках глобальной концепции по защите окружающей среды уже к 2030 году 40% всех европейских автомобилей должны стать электрическими.

Это значит, что по дорогам Евросоюза и Великобритании будут колесить почти 85 миллионов аккумуляторных машин, для производства каждой из которых требуется до 50 килограммов чистого лития.

Где еще применяется литий?

И это не считая других областей, где традиционно используют самый легкий в мире метал. Еще с XIX века он применяется в металлургии — его добавляют в сплавы, чтобы придать пластичность. Незаменим литий и в производстве стекол (окна, не пропускающие ультрафиолет, получают именно с его помощью). Активно используют элемент и в атомной энергетике.

Большую часть мирового лития добывается в пяти странах: Австралии, Китае, Чили, Аргентине и Боливии. В трех последних расположены подземные озера, в воде которых в высокой концентрации содержится литий.

Чтобы его получить, рассол из источников откачивают на поверхность и выпаривают в специальных бассейнах. Такой способ добычи считается самым дешевым, но он и наносит серьезный вред окружающей среде. Ядовитая пыль от таких производств превращает всю округу в мертвую пустыню.

Второй, более старый способ, в основном практикуют в Австралии и Китае, это добыча металла из руды. Такая технология быстрее, но дороже и тоже вредна для экологии.

Чтобы получить литий из породы, ее обрабатывают особыми солями. Отравленную землю пока не научились рекультивировать, поэтому ее либо сжигают, либо захоранивают до поры на полигонах.

Но даже если представить, что завтра изобретут способ сделать добычу лития безвредной, существующие мощности все равно не справятся с растущими запросами. По прогнозам экспертов аналитического центра «Альпари», спрос на литий в ближайшие десять лет может увеличиваться почти на 25% ежегодно!

В преддверии дефицита многие страны стали разрабатывать свои месторождения. Например, в США литий собираются добывать из глины. Этот почти то же самое, что добыча из рассолов.

Но этот способ долгий — он занимает около двух лет, и на выходе получается металл, который нужно еще очищать, что требует дополнительных затрат. Конечная стоимость лития и решит, каким способом его будут добывать, уверены в «Альпари».

Сейчас мировые цены на металл растут после обвала связанного с кризисом перепроизводства (в 2018 году лития добыли так много, что его не успели переработать) и с пандемией. И рост стоимости с большой долей вероятности продолжится в ближайшие 10 лет.

И тогда развитие литийной промышленности пойдет по двум направлениям. Во-первых, будут изобретены новые способы добычи. Дело в том, что лития на Земле очень много, и в нем буквально можно купаться.

Так и делал каждый, кто хоть раз отдыхал на море. В воде океанов растворено огромное количество этого металла, вот только добывать его мы пока не умеем. Подобные исследования проводились в Германии, но о промышленном производстве из морской воды речи пока не идет.

Второй путь — переработка уже добытого лития. На Земле каждый год появляется все больше отработанных батарей. Сейчас добыть новый литий дешевле, чем переработать старые аккумуляторы. Но речь в этом вопросе идет не об экономии, а о сохранении экологии.

Известно, что одна «пальчиковая» батарейка, выброшенная на свалку, отравляет 20 квадратных метров почвы. Кстати, в Германии за выброшенную в мусор батарейку штраф — 700 евро.

Сложно представить, сколько отравит аккумулятор массой в 50 и более килограммов. В ближайшее время эксперты ожидают приток инвестиций в область переработки литиевых аккумуляторов от мировых правительств и международных корпораций.