O mercado global de baterias de acumuladores de iões de lítio em 2022 foi estimado em 46,2 mil milhões de dólares e pode crescer para 189,4 mil milhões de dólares até 2032. Para além do lítio, minerais como o níquel, o cobalto, o cobre, o alumínio, a grafite, o manganês, o titânio, o ferro, os fosfatos e o vanádio são necessários para o fabrico de vários tipos de células de baterias de iões de lítio. O presente artigo centra-se especificamente no lítio - não só porque é um elemento-chave das baterias de iões de lítio, mas também porque o lítio é o único tipo de matéria-prima acima mencionado que não é extraído na Federação Russa.
Base de matérias-primas e produção de lítio no mundo
O fornecimento global de lítio é caracterizado por um elevado grau de clusterização, com a Austrália a representar quase metade da produção global de lítio. De acordo com o US Geoplogical Survey (USGS), o país produziu 61 mil toneladas de lítio em 2022, o que representa 47% da produção mundial (130 mil toneladas). É seguido pelo Chile e pela China, com produção de 39 mil toneladas e 19 mil toneladas, respetivamente. Entre os outros produtores estão apenas a Argentina (6,2 mil toneladas), o Brasil (2,2 mil toneladas), o Zimbabué (0,8 mil toneladas), Portugal (0,6 mil toneladas) e o Canadá (0,5 mil toneladas). Como já foi referido, atualmente não existe exploração mineira de lítio na Rússia. Existem depósitos no país onde ocorre a exploração de minérios que contêm lítio, mas o lítio não é extraído deles.
Ao mesmo tempo, um número significativamente maior de países possui reservas de lítio, com o Chile em primeiro lugar, com 9,3 milhões de toneladas de reservas de lítio dentro das suas fronteiras, o que representa mais de um terço das reservas mundiais (26 milhões de toneladas, de acordo com o USGS). As reservas de lítio dos depósitos da Austrália estão estimadas em 6,2 milhões de toneladas, da Argentina - 2,7 milhões de toneladas, da China - 2,0 milhões de toneladas. Outras 5,6 milhões de toneladas de reservas de lítio estão localizadas nos EUA, Canadá, Zimbabué, Brasil, Portugal, bem como na Áustria, República Democrática do Congo, República Checa, Finlândia, Alemanha, Gana, Mali, México, Namíbia, Sérvia e Espanha. Além disso, o USGS tem em conta 98 milhões de toneladas de recursos identificados de lítio, mais de metade dos quais se encontram no chamado "triângulo do lítio" - Bolívia (21 milhões de toneladas), Argentina (20 milhões de toneladas) e Chile (11 milhões de toneladas). O USGS também inclui as reservas de lítio da Rússia na categoria dos "recursos identificados", estimados de acordo com a classificação do Comité de Reservas do Estado em 2.118,8 mil toneladas de LiO2 (985,3 mil toneladas de lítio) nas categorias A+B+C1 (de acordo com os dados do Relatório do Estado). Na Rússia, as reservas de lítio da categoria C2 também foram estimadas em 1.373,2 mil toneladas de LiO2 (638,6 mil toneladas de lítio); o USGS não as considera nos seus dados.
Tecnologias de extração de lítio
Existem duas tecnologias principais para a extração de lítio, sendo a sua utilização determinada pelas propriedades geológicas e industriais do minério. Os pegmatitos de granito de metais raros, nos quais o lítio está presente sob a forma de espodumena (LiAl[Si2O6]), são enriquecidos num concentrado de espodumena nas instalações de beneficiação das fábricas de extração e transformação. Em seguida, o concentrado de espodumena é processado utilizando a tecnologia do ácido sulfúrico para produzir carbonato de lítio de qualidade técnica que é fornecido a fábricas de produtos químicos para a produção de produtos finais de lítio, incluindo carbonato de lítio para baterias e hidróxido de lítio, cloreto de lítio e lítio metálico. A extração de lítio das salmouras dos lagos salgados (estes depósitos só se podem formar nas regiões de clima árido, nomeadamente no Chile, na Argentina e na Bolívia) é tradicionalmente efectuada utilizando tanques de evaporação segundo o esquema halúrgico (lixiviação-cristalização a quente) para obter carbonato de lítio e cloreto de lítio de qualidade técnica. Este método é geralmente menos dispendioso porque não é necessário construir instalações de extração e de transformação, mas a sua eficácia depende em grande medida da matéria-prima. Por exemplo, as salmouras dos depósitos bolivianos têm uma concentração muito elevada de magnésio, o que complica significativamente a extração do lítio. O problema pode ser resolvido através do desenvolvimento da tecnologia de extração direta de lítio (DLE), que permite obter produtos finais de lítio (carbonato de lítio e hidróxido de lítio para baterias, e cloreto de lítio) a partir de salmouras sem utilizar as lagoas de evaporação, mas utilizando resinas absorventes e solventes.
Fabrico de produtos de lítio na Rússia
Apesar da falta de capacidades de extração de lítio, existem várias empresas na Rússia que fabricam produtos de lítio, incluindo a TD Khalmek (região de Tula), a Fábrica Química Metalúrgica (KhMZ, Krasnoyarsk, a sua organização gestora é a UK Sibirskie mineraly (empresa gestora da Siberian Minerals)), a fábrica de concentrados químicos de Novosibirsk (região de Novosibirsk, parte da empresa estatal Rosatom) e a fábrica de eletrólise química de Angarsk (região de Irkutsk, parte da empresa estatal Rosatom). Estas empresas baseiam a sua produção inteiramente em matérias-primas importadas, principalmente carbonato de lítio de qualidade técnica, bem como hidróxido de lítio e cloreto de lítio.
De 2014 a 2021, registou-se um aumento constante dos fornecimentos de lítio à Rússia, quando as importações de carbonato de lítio aumentaram 3,3 vezes para 9 mil toneladas de equivalente de carbonato de lítio (LCE). Os maiores fornecedores foram o Chile e a Argentina; volumes significativos também foram comprados dos Estados Unidos em 2021 (Figura 1).
Figura 1 - Dinâmica das importações de carbonato de lítio para a Rússia em 2014 a 2022 e 9 meses de 2023, mil toneladas do LCE.
Notas: Com base nos dados do Centro de Comércio Internacional; os dados para 2022-2023 são determinados com base nos dados "espelhados"; os dados da Bolívia para 2023 são dados para os primeiros 4 meses. Прочие - Outros. Аргентина - Argentina. США - EUA. Боливия - Bolívia. Чили - Chile. Китай - China. 9 м - 9 meses.
Em abril de 2022, o Chile e a Argentina pararam de exportar lítio para a Rússia devido ao medo das sanções ocidentais após o início do conflito Rússia-Ucrânia. De acordo com os dados "espelhados" (o Serviço Federal das Alfândegas da Rússia deixou de publicar dados sobre as operações de comércio externo a partir de abril de 2022), a China, a Bolívia e os Estados Unidos exportaram lítio para a Federação da Rússia em 2022 e 2023. A China aumentou significativamente os seus fornecimentos em 2022 (5,3 vezes em comparação com 2021), no entanto, de acordo com as estimativas, o volume de compras de carbonato de lítio em 2022 foi apenas um terço do nível de 2021, e o seu declínio continuou em 2023.
A cessação dos fornecimentos do Chile e da Argentina tornou-se um gatilho que intensificou a atividade de licenciamento dos depósitos de lítio russos. Como resultado, o trabalho começou em vários projetos ao mesmo tempo. Vejamos mais de perto estes projectos.
Desenvolvimento de depósitos de lítio na Rússia
O depósito Kolmozerskoe de pegmatitos de espoduménio de metais raros, localizado no distrito de Lovozero da região de Murmansk, perto de Kolmozero (lago), foi descoberto em 1947. Este é o maior depósito de lítio da Rússia e os seus minérios contêm quase um quarto (24,2%) das reservas do país, incluindo 738,3 mil toneladas de Li2O das categorias A+B+C1 e 105,9 mil toneladas da categoria C2. Os minérios do depósito de Kolmozerskoe (tal como os minérios de outros depósitos de lítio russos) são complexos, uma vez que, para além de lítio, contêm tântalo, nióbio e berílio. A Polar Lithium, uma empresa comum da Norilsk Nickel e da Rosatom State Corporation, recebeu uma licença de 20 anos para a exploração e desenvolvimento do depósito em fevereiro de 2023; o pagamento único ascendeu a 1,718 mil milhões de rublos. Atualmente (em dezembro de 2023), a exploração geológica está em curso no projeto, o que pode resultar no aumento das reservas do depósito. Os planos da empresa são construir uma fábrica de mineração e processamento, cujos produtos finais serão 45 mil toneladas por ano de carbonato de lítio de grau técnico e hidróxido de lítio. O arranque da fábrica de extração e transformação está previsto para 2030, mas os planos apontam para a entrada em funcionamento da primeira fase (10% da capacidade projectada) até 2026. A nova fábrica de extração e transformação fornecerá as matérias-primas às fábricas de produtos químicos que fazem parte da Rosatom State Corporation (a fábrica de concentrados químicos de Novosibirsk e a fábrica de produtos químicos de eletrólise de Angarsk), que produzirão hidróxido de lítio para baterias e lítio metálico.
No distrito de Lovozero, existe o depósito Polmostundrovskoye, outro grande campo de pegmatitos de espoduménio de metais raros descoberto em 1952. As suas reservas das categorias A+B+C1 foram estimadas em 165,6 mil toneladas de Li2O, e as reservas da categoria C2 em 186,1 mil toneladas. Este depósito foi licenciado simultaneamente com o de Kolmozerskoe em fevereiro de 2023 e pelo mesmo período. O direito de utilização da parcela do subsolo foi atribuído à empresa Arctic Lithium (registada em setembro de 2022), uma empresa comum da TD Khalmek e da KhMZ; o pagamento final ascendeu a 671,973 milhões de rublos. No depósito será construído um complexo de britagem e crivagem com uma capacidade anual de 1 milhão de toneladas de minério e uma instalação de beneficiação; o seu produto final será o concentrado de espodumena com 6% de lítio. O concentrado será fornecido às fábricas da TD Khalmek e da KhMZ que produzem produtos de lítio (hidróxido de lítio de grau técnico, lítio de grau para baterias, lítio de alta pureza e outros graus de lítio, cloreto de lítio e lítio metálico).
Prevê-se que sejam produzidas anualmente 18 mil toneladas de produtos de lítio (em equivalente de carbonato de lítio) a partir dos minérios do depósito Polmostundrovskoye. Inicialmente, o plano era começar a exploração do depósito como desenvolvimento industrial piloto (PID) em 2023, no entanto, de acordo com os materiais da empresa, um complexo de operações de perfuração tinha sido concluído no depósito em novembro de 2023, mas a preparação do projeto PID ainda está apenas nos planos da empresa. A entrada em funcionamento dos depósitos de Kolmozerskoye e Polmostundrovskoye exigirá a construção de instalações de infra-estruturas de transporte e energia, mas não está disponível publicamente informação exacta sobre o seu financiamento. Simultaneamente, o desenvolvimento da área onde estes projectos estão localizados pode ser considerado favorável devido à relativa proximidade da aldeia de Lovozero (50 km do depósito de Polmostundrovskoye e 86 km do depósito de Kolmozerskoye), que está ligada ao caminho de ferro por uma estrada (cerca de 75 km da estação ferroviária de Olenegorsk).
As reservas de lítio do depósito Tastyg de pegmatitos de espodumena de metais raros na República de Tyva ainda não constam do Registo Estatal de Reservas Minerais da Federação Russa. As reservas extrapatrimoniais da instalação ascendem a 596,3 mil toneladas de óxido de lítio. A empresa Elbrusmetall-Litiy (parte do Grupo de Empresas Rostec) recebeu uma licença em outubro de 2023 para utilizar os recursos minerais do depósito durante 20 anos, tendo o pagamento final sido de 557,8 milhões de rublos. De acordo com os dados fornecidos pelo governo da República de Tyva, os planos são criar um complexo mineiro e de processamento no depósito com a produção de óxido de lítio. Os custos de capital são estimados em 13,75 bilhões de rublos (de acordo com outras fontes - 17 bilhões de rublos), um período de retorno esperado é de 17,5 anos. Em 2022, foi publicado um artigo na revista Mining Industry em que se afirmava que os investimentos no desenvolvimento do depósito de Tastyg seriam recuperados no caso de investimentos de capital até 4,2 mil milhões de rublos. O principal problema é a localização remota do depósito: a povoação mais próxima (a aldeia de Ervin) fica a 120 km, a cidade de Kyzyl a 425 km e a estação ferroviária (na cidade de Abakan) a 900 km. O distrito de Tere-Kholsky, onde se situa o depósito, é uma das áreas mais difíceis de alcançar de Tyva; é por isso que as reservas do depósito, com base nos resultados da exploração geológica, foram classificadas como reservas fora do balanço no Registo Estatal de Reservas Minerais.
O depósito Zavitinskoye de pegmatitos de espodumena de metais raros no Território Trans-Baikal é o único depósito na Rússia que foi anteriormente desenvolvido para o lítio. A extração e a beneficiação dos minérios foram realizadas entre 1941 e 1997, tendo o concentrado de espodumena resultante sido enviado para a KhMZ de Krasnoyarsk (atualmente uma empresa pública (PAO) KhMZ que tem utilizado matérias-primas importadas desde a cessação do desenvolvimento do depósito); esta fábrica produz hidróxido de lítio e lítio metálico. As reservas residuais de lítio do depósito de Zavitinskoye ascendem a 153 mil toneladas de Li2O das categorias A+B+C1 e 54,1 mil toneladas da categoria C2. Além disso, existem rejeitos de minério fora do balanço (cerca de 19 milhões de toneladas) no depósito com um teor médio de Li2O de 0,3% (aproximadamente 57 mil toneladas de óxido de lítio). Os trabalhos no depósito são efectuados ao abrigo da licença de exploração geológica da empresa Zabaikalsky Lithium, propriedade da KhMZ. Os rejeitos são de interesse primordial para a empresa, uma vez que planeia criar uma fábrica de beneficiação com uma capacidade de 50-75 mil toneladas de concentrado de espodumena por ano, com base nos mesmos. O concentrado, por conseguinte, será fornecido à KhMZ, em Krasnoyarsk. A empresa poderá iniciar a extração e a transformação de minérios após a obtenção de uma licença de desenvolvimento. De acordo com as declarações feitas pelo Ministério dos Recursos Naturais nos meios de comunicação social, os planos eram licenciar o depósito de Zavitinskoye até ao final de 2023, no entanto, tal ainda não aconteceu em meados de dezembro. De acordo com os representantes da empresa, não é possível obter uma licença de desenvolvimento devido à imperfeita legislação mineira russa. Ainda não foram definidos planos para o desenvolvimento dos restantes depósitos de lítio da Rússia associados a pegmatitos de espodumena de metais raros, uma vez que se situam principalmente em zonas com infra-estruturas pouco desenvolvidas (no entanto, como demonstrou a experiência da Rostec State Corporation, tal nem sempre constitui um obstáculo à obtenção de direitos de utilização de uma parcela do subsolo), ou são caracterizados por minérios difíceis de processar.
Uma fonte promissora de lítio na Rússia é a água de formação altamente mineralizada (salmoura) que flui dos poços dos campos de gás, condensado de gás e gasóleo e é também bombeada durante o desenvolvimento de depósitos de diamantes de kimberlito (em particular, no tubo Udachnaya na República de Sakha (Yakutia)). Estas salmouras contêm lítio, bem como magnésio, cálcio, bromo, etc. O principal obstáculo à criação de capacidades de extração de lítio com base nestas instalações é a falta de tecnologia industrial eficiente. Se a tecnologia for desenvolvida, o campo de condensados de gás de Kovykta, na região de Irkutsk, será o principal candidato à produção de salmouras e à extração de lítio das mesmas. Em 2022, a empresa Gazprom assinou um acordo de cooperação com o Ministério da Indústria e Comércio para a implementação de um projeto de extração e processamento de salmouras de formação. Além disso, a empresa assinou um plano de ação ("roteiro") para a execução deste projeto com a empresa Irkutsk Oil. De acordo com as estimativas da Gazprom, os planos são produzir 704,8 toneladas de carbonato de lítio por ano a partir de um poço, com custos de capital de 1,756 mil milhões de rublos e custos operacionais de 236,7 milhões de rublos por ano (cálculos de 2021).
A produção de lítio pode também ser lançada nos depósitos de Znamenskoye, Verkhnechonskoye e Yaraktinskoye na região de Irkutsk.
Foram também encontradas concentrações de lítio nas águas subterrâneas dos depósitos geotérmicos de Yuzhno-Sukhokumskoye, Tarumovskoye e Berikeiskoye na República do Daguestão. De acordo com estimativas preliminares, a produção de compostos de lítio com base nos mesmos poderá ascender a 5-6 mil toneladas por ano. No âmbito da Exposição e Fórum Internacional da Rússia, realizada em dezembro de 2023, foi assinado um acordo entre a República do Daguestão e a Empresa de Investigação e Produção Radiy (anteriormente denominada Moscow Plant Era) sobre a criação da produção de lítio sem resíduos no Daguestão, utilizando uma instalação industrial experimental. No entanto, não foram divulgados quaisquer pormenores sobre o projeto.
De acordo com o princípio "mais vale tarde do que nunca", o aumento dos esforços para reiniciar a extração de lítio na Rússia é muito positivo. Mas, ao mesmo tempo, devemos ter em conta o facto de as decisões sobre o desenvolvimento e a implementação da maioria dos projectos de lítio terem sido tomadas em 2022 e no início de 2023, no pico dos preços do lítio (Figura 2). Em caso de estabilização dos preços relativamente baixos do metal (ao nível de dezembro de 2023), a situação do mercado pode afetar negativamente o desenvolvimento de projectos russos, especialmente tendo em conta a necessidade de criar infra-estruturas e construir instalações de extração e processamento. A este respeito, a perspetiva de acompanhar a produção de lítio a partir de águas mineralizadas dos depósitos em desenvolvimento parece mais favorável (pelo menos, num futuro próximo), mas, por enquanto, luta contra as dificuldades tecnológicas.
Figura 2 - Dinâmica dos preços spot mensais (no início do período) do carbonato de lítio (min 99,5%) na China em 2014 a 2023, US$ 1.000.
Notas: Com base nos dados do Investing.com; os RMBs foram convertidos para dólares americanos à taxa de câmbio média anual.
Consumo de produtos de lítio na Rússia
Quanto às fábricas que produzem produtos de lítio para o fabrico de baterias de iões de lítio, é de notar que a maior parte da sua produção é exportada. De acordo com a Instituição Orçamental do Estado Federal VIMS (Instituto de Investigação Científica dos Recursos Minerais de toda a Rússia com o nome de N. M. Fedorovsky), 95% do hidróxido de lítio produzido pela KhMZ foi vendido à empresa belga SQM Europe N.V. em 2021 e a TD Khalmek vendeu 63% dos seus produtos a empresas da Coreia do Sul, Japão e Singapura. Talvez a criação de capacidades de produção próprias na Rússia, no meio das restrições impostas à importação de mercadorias de países "hostis", contribua para o desenvolvimento de empresas para a produção de baterias de iões de lítio (incluindo para veículos eléctricos) que utilizam principalmente componentes importados. Esses planos já existem e, no outono de 2023, a Rosatom State Corporation iniciou a construção de uma gigafábrica para a produção de baterias de iões de lítio na região de Kaliningrado. A produção será lançada até 2025. Espera-se que a fábrica realize um ciclo completo de produção de baterias de iões de lítio (produção de células e montagem de baterias), e a futura mina no depósito de Kolmozerskoye fornecerá matérias-primas para a empresa. Além disso, a Corporação Estatal Rosatom planeia construir uma fábrica semelhante em Nova Moscovo.
É interessante que a construção de uma gigante fábrica capaz de "atender à demanda dos fabricantes de veículos elétricos por baterias de íon-lítio de tração e à demanda do complexo da rede elétrica por sistemas estacionários de armazenamento de energia" começou após o fechamento e a falência da empresa Liotech, a maior produtora russa de baterias de íon-lítio localizada na região de Novosibirsk. A fábrica, que fazia parte do grupo Rusnano e foi criada em 2011, entrou em falência pela primeira vez em 2016, mas em 2019, os gestores da empresa decidiram tirá-la da falência e convenceram os credores da solvência da empresa. No entanto, em 2022, tornou-se claro que a Liotech não era rentável e foram levados a cabo procedimentos de falência. O motivo foi a baixa procura dos produtos da fábrica, uma vez que as encomendas eram muito reduzidas.
Atualmente, quase 80% das importações de baterias de iões de lítio para a Rússia (de acordo com os dados de 2021) são fornecidas pela China, e os fornecimentos à Federação Russa representam apenas 0,4% do total das exportações da China. Por conseguinte, as baterias que serão produzidas na Rússia devem ser mais acessíveis para os compradores nacionais do que as chinesas, caso contrário, a triste experiência da empresa Liotech pode repetir-se. Também parece difícil orientar os produtos para exportação sob as sanções impostas. Além disso, vale a pena ter em conta o desenvolvimento de tecnologias sem lítio para a produção de sistemas de armazenamento de energia, como os supercapacitores, as baterias de iões de sódio e outras, que podem, pelo menos, privar as baterias de iões de lítio da sua vantagem competitiva no futuro, se não mesmo expulsá-las do mercado.
É óbvio que a participação da Rússia na corrida mundial do lítio não será fácil, mas os recursos necessários disponíveis e os esforços acrescidos nesta área inspiram, sem dúvida, otimismo.
Anastasia Smolnikova, Analista Especialista Sénior do Instituto de Investigação de Monopólios Naturais, para a Rough&Polished
