Кобальт — химический элемент, в который уперлись надежды человечества на энергопереход. Почему вокруг него разгорелись геополитические баталии?
Что такое кобальт простыми словами
Кобальт в чистом виде — это тяжелый металл, имеющий голубовато-серый оттенок. Он относится к химическим элементам восьмой группы и в\u000Aпериодической системе расположен под номером 27.
Кобальт содержится в земной коре, в\u000Aморской воде и при этом входит в состав более чем тридцати природных минералов:\u000Aсферокобальтит, каролит и т. д.Человечество использует кобальт с древних времен. Еще\u000Aегиптяне получали с его помощью стойкий синий цвет для своих красителей.\u000AПрогресс расширил применение кобальта из сферы искусства в промышленность – в\u000Aпервую очередь, для легирования сталей и в качестве нефтехимического\u000Aкатализатора, – однако значительного мирового спроса на него не создал. Просто\u000Aеще один редкозем, используемый в незначительных количествах для добавок в\u000Aжаростойкие твердые сплавы.
Все изменила концепция «энергоперехода».
Где применяют кобальт и для чего он нужен
Кобальт никого особо не интересовал до открытия Коити\u000AМидзусимой литий-кобальтового оксида. Оксид лития-кобальта (кобальтит лития,\u000Aкобальтат лития) – неорганическое соединение, двойной оксид лития и кобальта с\u000Aформулой LiCoO2 (Li2O•Co2O3). Темно-серые\u000Aкристаллы не растворяются в воде, но главное – этот оксид входит в состав\u000Aположительного электрода литий-ионных аккумуляторов.
Первую волну спроса на кобальт дали смартфоны. В 2000 году\u000Aспрос на металл составлял примерно 2700 тонн в год.
К 2010-му, когда у каждого\u000Aв кармане поселился iPhone или Android-смарт, спрос подскочил до 25 000 тонн,\u000Aпочти в десять раз! Но это было только начало. «Металлом века» кобальт сделала\u000Aидея энергоперехода.
Тренд на переход от углеродной энергетики к возобновляемой,\u000Aнедавно охвативший человечество, резко сместил сырьевой приоритет мировой\u000Aпромышленности и экономики от углеводородов к металлам. Как пишут аналитики EY:\u000A«В стремлении уйти от ископаемых энергоносителей мировое сообщество вовлекается\u000Aв новую зависимость от других видов сырья».
Недавно мы писали о\u000A«литиевом феномене»:
Но литий - всего лишь один из многих.
Электричество вместо углеводородов – идея хорошая, и в самом\u000Aэнергопереходе есть здравая рациональность. Но невротизированное ужасами\u000A«глобального потепления» человечество побежало по этому переходу сломя голову,\u000Aничуть не задумываясь, как за ним должны успевать промышленность и экономика. Солнечная\u000Aэнергетика затребовала медь, алюминий и хром, ветроэнергетика – медь и цинк, геотермальная\u000A– никель и хром, водородная – никель и платиноиды. Добычу некоторых металлов\u000Aможно нарастить быстро, и их дефицита не ожидается, но с другими возникла\u000Aпроблема.
В том числе, с кобальтом.
Дефицитная энергетика кобальта
Более половины добываемого в мире кобальта идет на\u000Aпроизводство батарей. Пока они помещались в смартфоны – проблем не было. Он составляет\u000Aдо 19% массы мобильного телефона, что примерно в 100 раз больше, чем содержание\u000Aкобальта в руде, но сама батарея небольшая, кобальта там около 30 граммов.\u000AДругое дело – электромобиль. Средняя батарея EV требует около 9 килограммов\u000Aкобальта. Производство электромобилей получило массовую поддержку от\u000Aправительств всего мира. Европа поставила в план полный отказ от ДВС в\u000Aближайшие годы, и за один только 2021 год цена этого элемента выросла на 118%.\u000AСейчас это самый дорогой компонент аккумуляторов – цена за тонну составляет от\u000A$30 000 до $35 000.
Нынешняя мировая потребность в кобальте оценивается в 100 тыс.\u000Aтонн в год. По данным геологической службы США (UGS) в 2021 году было\u000Aпроизведено 170 тыс. метрических тонн кобальта. Однако эксперты\u000Aожидают, что промышленный спрос на кобальт превысит его производство к 2025\u000Aгоду, поскольку прогнозируется рост спроса на 9% ежегодно. Энергопереход\u000Aтребует батарей, батареи требуют кобальта. Оценка его экономической значимости в\u000Aпрошлом году стала «крайне высокой» из-за использования в литий-ионных\u000Aбатареях, аэрокосмической промышленности и других критических отраслях.
Индекс риска критических материалов 2022 года ставит кобальт\u000Aв качестве «наиболее подверженного риску критического материала во всем мире».\u000AДело в том, что значительная часть поставок поступает от небольшого числа\u000Aконсолидированных производителей, а добыча и рафинированное производство\u000Aсконцентрированы буквально в двух странах.
Добыча кобальта в Конго и мире
Около половины всех разведанных на сегодняшний день запасов\u000Aкобальта находится в так называемом «медном поясе» на территории\u000AДемократической Республики Конго. Запасы кобальта в стране оцениваются примерно\u000Aв 3,4 млн тонн, а ежегодная добыча в провинциях Верхняя Катанга и Луалаба\u000Aдостигает 90 тыс. тонн.
Без кобальта из Конго с энергопереходом возникли бы\u000Aсерьезные проблемы. Дело в том, что хотя кобальта на Земле много, только в\u000AКонго его удается добывать относительно дешево. Правда, в основном за счет\u000Aтого, что это нищая, разоренная войнами страна с околонулевой стоимостью\u000Aрабочей силы. Немалая часть конголезского кобальта добывается в небольших\u000A«копанках», вручную, кирками и зубилами. Работники не имеют специальной одежды\u000Aи защитных средств, широко используется детский труд. Кобальтовые руды очень\u000Aтоксичны, вдыхание кобальтовой пыли, которая в значительных количествах\u000Aобразуется при такой работе, вызывает смертельные легочные заболевания.
Добыча в Конго\u000Aсчитается вопиющим образцом «неэтичной эксплуатации», приводя к массовым\u000Aтяжелым болезням среди населения страны, почти не имеющей развитой медицины. Но\u000Aэто самый дешевый источник кобальта, поэтому, несмотря на протесты активистов,\u000Aситуация не меняется десятилетиями.
Население и экономика Конго от этой добычи не получает\u000Aпрактически ничего, потому что почти всю добытую руду забирает по концессии\u000AКитай. Китайские специалисты очищают сырье до гидроксида кобальта, который\u000Aвезут в порты Дар-эс-Салама (Танзания) и Дурбана (ЮАР), а далее в Китай. Там\u000Aкобальт проходит дополнительную очистку и поступает на рынок.
Совокупная выручка китайских компаний составляет триллионы\u000Aдолларов, поэтому они способствуют дальнейшей разведке кобальта. Ежегодно\u000Aфиксируются десятки новых раскопов, в кустарной добыче кобальта в Конго занято\u000Aболее 250 000 человек, из них не менее 35 000 человек – дети.
Сам Китай тоже добывает кобальт. Крупнейшее месторождение\u000Aрасположено в провинции Цинхай. Запасы оцениваются в 80 млн тонн, ежегодная\u000Aдобыча достигает 3100 тонн. Но главное, Китай является мировым лидером в\u000Aобласти металлургической обработки кобальтовых руд, выпуская половину всех\u000Aобъемов кобальтосодержащих химических продуктов в мире.
Ситуация нравится далеко не всем. США озабочены тем, что на\u000Aфоне американо-китайского торгового противостояния и развивающегося в мире\u000Aполитического кризиса, КНР может использовать кобальт в качестве одного из\u000Aрычагов экономического шантажа. На днях Конгресс США наложил запрет на продажу\u000Aредкоземельных металлов и минералов, и США срочно скупают металлы. Представители\u000Aоборонного ведомства запросили дополнительные $250 млн на закупки, среди\u000Aкоторых существенную долю занимает именно кобальт.
В мире развернулась борьба за контроль над цепочками\u000Aпоставок кобальта, спрос на который быстро растет. В течение многих десятилетий\u000Aпромышленной добычи кобальта в США не было, но сейчас добывающие компании\u000Aоспаривают право на добычу на месторождениях в Айдахо, Монтане и на Аляске. По\u000Aоценке CRU Group около 300 компаний по всему миру проявляют активный\u000Aинтерес к разработке месторождений кобальта. По словам исполнительного директора\u000AFirst Cobalt Трента Мелля инвесторы заинтересованы в разработке месторождений\u000Aкобальта уже больше, чем, к примеру, в разработке новых месторождений меди.
Где добывают кобальтовую руду в России
По данным Минприроды у России 3,5% мировых запасов кобальта.\u000AДоля нашей страны в мировом производстве кобальта по данным за 2020 год\u000Aсоставляла 7%. Основная добывающая активность сосредоточена в Республике Алтай.\u000AЕжегодная добыча составляет 5900 тонн, лидирующей компанией по добыче является\u000A«Норникель».
К сожалению, в отличие от Конго, ресурсы на территории\u000AРоссии не позволяют добывать кобальт отдельно, он содержится в сложных рудах, в\u000Aчастности, никелевых, и добывается как побочный продукт.
Впрочем, поскольку производство собственных литиевых\u000Aаккумуляторов в России невелико, а с главным мировым поставщиком – Китаем –\u000Aотношения неплохие, вопрос импортозамещения у нас пока не стоит.
А вот все остальные заместить не прочь.
Кобальтозамещение
На фоне постоянных опасений по поводу поставок кобальта\u000Aпроизводители электромобилей и аккумуляторов добиваются прогресса в разработке\u000Aновых, бескобальтовых литий-ионных аккумуляторов.
Кобальт является элементом, который делает работу\u000Aаккумулятора безопаснее (препятствует чрезмерному нагреванию) и повышает\u000Aплотность энергии. Это особенно критично для электромобилей – для менее\u000Aэнергоемких применений уже существуют другие химические соединения, такие, как\u000Aлитий-железо-фосфат.
Поиск путей уменьшения количества этого металла в батарее\u000Aпродолжается. Пример – европейский кобальтовый проект под названием ECO\u000ACOM'BAT, возглавляемый немецким исследовательским органом Fraunhofer ISC,\u000Aкоторый сосредоточен на батареях типа NMC 622 и смог сократить потребности в\u000Aкобальте на 20%, используя специальное покрытие электродов и высоковольтный\u000Aэлектролит. Компания Panasonic также несколько лет работает над новым видом\u000Aаккумуляторов, который бы содержал минимум кобальта.
Тесла с некоторых пор использует аккумулятор из\u000Aникель-кобальт-оксида алюминия, который содержит меньше кобальта, чем\u000Aстандартные аккумуляторы, основанные на химии оксида никеля-марганца-кобальта.
Однако сегодня эксперты скептически относятся к полному\u000Aотказу от кобальта в электромобилях, это может произойти только при радикальном\u000Aпереходе на совершенно другую химическую структуру. Пока промышленных решений\u000Aтакого уровня не видно, так что детишки в Конго продолжают дышать кобальтовой\u000Aпылью, а китайские компании зарабатывать на них миллиарды.
Как бы парадоксально это ни звучало, сейчас добыча металлов,\u000Aнеобходимых для энергоперехода, является более затратным и неэкологичным\u000Aвариантом, нежели использование традиционных систем на углеводородном топливе.
Возможно, однажды это изменится.
Свежие комментарии