Электромобилю на самом деле не нужно много лития. 300-килограммовый автомобильный аккумулятор (50 кВтч) от автомобиля среднего класса содержит всего около восьми килограммов лития.

Большой проблемой, однако, является глобальная нехватка лития: электромобильность процветает быстрее и быстрее, чем многие ожидали, а вместе с ней и спрос на серебристо-белый легкий металл для аккумуляторов. Однако на разработку проектов по добыче лития уходит несколько лет, и также есть протесты, потому что водоснабжение может оказаться под угрозой, а карьеры разрушают ландшафты.

По данным Немецкого агентства по сырьевым материалам (DERA), в 2016 году во всем мире было добыто 43 000 тонн лития, в 2022 году — в три раза больше — 130 000 тонн, а к 2030 году объем добычи может увеличиться более чем в четыре раза по данным DERA.

«Как мы можем устойчиво производить достаточное количество лития для аккумуляторов, чтобы точно удовлетворить спрос? В настоящее время рынок перегружен динамикой, которой я не наблюдал за 12 лет работы в сырьевой отрасли», — сказал эксперт по литию Майкл Шмидт из DERA. ДВ.

Литий на самом деле очень распространен в земной коре, но очень тонко распределен. Исследователи оценивают количество лития в Мировом океане примерно в 200 миллиардов тонн. Залежи лития в горных породах и соленых озерах на суше оцениваются в 98 миллионов тонн, из которых около 26 миллионов тонн экономически пригодны для добычи в ближайшие десятилетия.

В 2022 году 47 процентов мирового спроса на литий было покрыто за счет добычи твердой породы на открытых карьерах в Австралии, 35 процентов — за счет солончаков в Южной Америке, 15 процентов — за счет Китая и чуть менее одного процента — за счет Зимбабве, Португалии и Северной Америки.

1. Литий из соленых озер

Крупнейшие в мире месторождения лития находятся в подземных соленых озерах Боливии, Аргентины и Чили: они оцениваются в 42 миллиона тонн лития. По предварительным данным Геологической службы США, в 2022 году здесь было добыто около 45 000 тонн лития.

Очень соленая рапа перекачивается из глубины в очень большие бассейны и испаряется на солнце в течение двух лет. Концентрированный рассол затем фильтруют и химически используют для получения карбоната лития, сырья для производства аккумуляторов. Выбросы CO2 при этом методе экстракции относительно низкие и, согласно исследованию Шведского института экологических исследований, составляют от 50 до 100 кг CO2 на автомобильный аккумулятор (50 кВтч).

Однако могут возникнуть проблемы с извлечением лития для питьевой воды. Откачка рассола приводит к падению уровня грунтовых вод, высыханию рек и заболоченных земель, а в некоторых регионах не хватает воды для сельского хозяйства.

2. Твердый литий

Наибольшее количество лития в настоящее время добывается из твердых пород (пегматитов) на открытых карьерах в Австралии. По предварительным оценкам, в 2022 году здесь было добыто около 61 000 тонн лития. Общие запасы лития в Австралии в настоящее время оцениваются в 6,2 миллиона тонн.

Литиевая руда добывается буровзрывным способом. Затем куски измельчают на дробильной установке, а затем литий отделяют от вскрышных пород с помощью химических и металлургических процессов.

Затем литий отправляется в Китай на корабле, где он очищается и перерабатывается в аккумуляторные элементы. Согласно исследованию Аргоннской национальной лаборатории (США), добыча лития из руд требует примерно в шесть раз больше энергии, чем добыча из соленых озер, и поэтому несколько более вредна для климата.

Согласно исследованию, проведенному в США, при добыче лития из руд используется вдвое больше пресной воды, чем при добыче из соленых озер. Большой открытый рудник Greenbushes расположен на юго-западе Австралии и является очень влажным регионом. Согласно отчету об устойчивом развитии Федерального института геонаук и природных ресурсов, потребление воды «довольно не проблематично». Однако в довольно засушливом горнодобывающем районе Пилбара на севере Австралии водоснабжение представляет собой «более серьезную проблему».

3. Литий из геотермальной энергии

Цены на литий сейчас очень высоки, и чтобы покрыть быстро растущий спрос на автомобильные аккумуляторы, в настоящее время продвигается несколько проектов в Европе. С одной стороны, есть горнодобывающие проекты в Финляндии, Ирландии, Германии, Чехии, Австрии, Сербии, Испании и Португалии.

Как и в Австралии, литий будет извлекаться из твердых пород на открытых и подземных рудниках. Все проекты считаются прибыльными.

С другой стороны, проекты по извлечению лития из термальных вод разрабатываются в Великобритании, Франции и Германии. Геотермальные системы выкачивают воду температурой до 200 градусов с глубины до 5000 метров и используют тепло для выработки электроэнергии и тепловых сетей. Охлажденная вода затем отжимается обратно под землю.

В некоторых случаях перекачиваемая вода содержит литий, который можно отделить напрямую с помощью современной технологии извлечения лития (DLE). Пока таких экстракционных систем в крупном промышленном масштабе нет.

Немецко-австралийская компания Vulcan Energie хочет начать коммерческую добычу в Оберрайнграбене на юге Германии и на первом этапе произвести 4000 тонн лития с 2025 года. Предполагается, что в районе добычи вулкана Вулкан находится в общей сложности три миллиона тонн лития.

Преимущество этого процесса заключается в более низком воздействии на окружающую среду: энергия для процесса добычи поступает из глубинной геотермальной энергии, поэтому он нейтрален для климата, и этот литий больше не нужно перевозить через океаны для производства батарей в Европе.

4. Экономьте литий, перерабатывая и продавая

Через несколько десятилетий литий также можно будет получать в качестве побочного продукта на морских опреснительных установках и восполнять пробелы в поставках. В настоящее время этот метод добычи не представляется рентабельным.

Производство лития из старых батарей будет иметь важное значение в будущем. Согласно сценариям DERA, переработка покроет часть спроса на литий в 2030-х годах.

Однако доступное количество батарей для коммерческого производства в настоящее время слишком мало, и литиевые батареи от электронных автомобилей сначала устанавливаются в больших системах хранения батарей, например, в солнечных парках. «Как только после использования появятся объемы возврата, мы увидим больше лития из переработки. Это также абсолютно необходимо с точки зрения устойчивого использования», — подчеркивает Шмидт.

Кроме того, эксперты по сырью, такие как Шмидт, и экологические организации призывают к максимально эффективному использованию лития и аккумуляторов: поэтому строительство тяжелых электромобилей с батареями максимально возможного размера не является устойчивым.

Вместо этого в первую очередь должны продаваться более легкие автомобили с батареями, и эти автомобили должны использоваться как можно большим количеством людей. Таким образом, расширение предложений каршеринга и общественного транспорта полезно: тогда меньшему количеству людей понадобится собственный электронный автомобиль, а потребность в так называемом белом золоте снова сократится.