Автор: Робин Берчалл (Robin Birchall)
(miningmx.com) - Человечество открыло новую главу в своем развитии, благодаря выдающимся технологическим достижениям, сопоставимым с достижениями первой, второй и третьей промышленных революций. Многим из нас может быть трудно полностью осознать масштабы и скорость этих изменений, поскольку мы лишь постепенно ощущаем влияние технологических достижений на нашу повседневную жизнь. Только со временем и в перспективе человечество полностью осознает значение событий и достижений, через которые мы проходим в настоящее время.
По мере того, как мы переходим от энергии, основанной на углеводородах, к более чистой, возобновляемой энергии, промышленность и автомобильный сектор ускоряют переход от двигателей внутреннего сгорания (ДВС), работающих на ископаемом топливе, к электромобилям с питанием от аккумуляторной батареи (ЭМ). Это особенно очевидно в случае с компанией Tesla, рыночная капитализация которой в последнее время достигла $1 триллиона, что делает производителя электромобилей по масштабам равной девяти другим ведущим автопроизводителям вместе взятым. Из 20 ведущих мировых производителей автомобилей, на долю которых приходилось примерно 90% зарегистрированных новых автомобилей в 2020 году, 18 заявили о планах по расширению своего портфеля моделей и быстрому увеличению производства электромобилей малой грузоподъемности. Ассортимент моделей и диапазон цен на электромобили большой грузоподъемности также расширяются: четыре основных производителя грузовиков говорят о полностью электрическом будущем.
Фактически, электрификация личных мобильных средств набирает скорость, о которой даже самые ярые ее сторонники не могли и мечтать всего несколько лет назад. Это обусловлено быстро меняющимся отношением потребителей в результате повышения осведомленности о климате и законодательства, ориентированного на климат, с правительствами, выступающими за будущее с нулевым выбросом углерода. Растет регуляторная поддержка ускорения производства электромобилей: в июле Европейский Союз объявил о введении запрета на продажу автомобилей с ДВС к 2035 году в рамках более широких усилий по борьбе с глобальным потеплением за счет 100-процентного сокращения выбросов CO2.
В дополнение к этому президент США Джо Байден вновь присоединился к Парижскому соглашению по климату (Paris Climate Accord) и предложил потратить $174 млрд на ускорение перехода на электромобили, что включает установку полумиллиона зарядных станций по всей стране. Между тем, Великобритания объявила, что с 2030 года запретит продажу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, работающими на ископаемом топливе.
Этому способствует рост в геометрической прогрессии и развитие технологий, повышение эффективности аккумуляторов и их производства. Литий-ионные аккумуляторы, наиболее распространенный тип аккумуляторов для электромобилей и самый дорогой элемент автомобиля, сейчас в 30 раз дешевле и значительно мощнее, чем когда они впервые появились на рынке в виде небольших портативных аккумуляторов в начале 1990-х годов. Более того, Bloomberg New Energy Finance прогнозирует, что к 2023 году стоимость литий-ионного аккумулятора для электромобилей упадет ниже $100 за киловатт-час, что примерно на 20% ниже, чем сегодня (октябрь 2021 года). В результате к середине 2020-х годов электромобили должны достичь ценового паритета с автомобилями с ДВС.
Ожидается, что совокупные продажи электромобилей в США, Европе и Китае превысят продажи всех других двигателей уже к 2033 году. К 2045 году продажи электромобилей без питания от аккумуляторной батареи сократятся до менее 1% от общего объема продаж на этих ведущих рынках. Согласно одному надежному прогнозу, к 2030 году мировой парк электромобилей может составить не менее 230 млн автомобилей.
НОВАЯ ЭПОХА В ПОТРЕБЛЕНИИ РЕСУРСОВ
Хотя электромобили, безусловно, более экологичны, с точки зрения производства они гораздо более ресурсоемки, чем автомобили с ДВС. В среднем для электромобилей требуется в шесть раз больше металлов и полезных ископаемых, чем для традиционных автомобилей, бόльшая часть которых используется при производстве аккумуляторов.
Проценты варьируются в зависимости от типа аккумулятора и модели автомобиля, но один автомобильный литий-ионный аккумулятор (известный как тип NMC532) обычно содержит около 8 кг лития, 35 кг никеля, 20 кг марганца и 14 кг кобальта, согласно данным Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory), междисциплинарного центра научных и инженерных исследований, связанного с Министерством энергетики США.
Когда эти цифры умножаются на прогнозируемый рост электромобилей в ближайшие годы, вывод очевиден: огромное количество тонн материалов, необходимых для производства аккумуляторов для электромобилей, вызовет всплеск спроса и производства этих материалов в масштабах, которые будут характеризовать новый век потребления ресурсов.
Оксиды никеля, марганца и кобальта (или NMC) являются одними из наиболее важных аккумулирующих материалов для литий-ионных аккумуляторов, поскольку они обеспечивают более высокую плотность энергии по сравнению с аккумуляторами без никеля и хорошо подходят для более крупных электромобилей, используемых для поездок на большие расстояния. В 2021 году объем выпуска NMC достиг масштабов массового производства, и на его долю приходится более 60% доли рынка аккумуляторов для электромобилей. Таким образом, многие аналитики не ожидают отказа от этого типа аккумуляторов в ближайшее время.
Тем не менее, проводятся значительные исследования и разработки для улучшения этих аккумуляторов, в основном для уменьшения количества необходимого кобальта, химического элемента, который является не только наиболее токсичным компонентом, но добыча и поставки которого вызывают некоторые споры.
В связи с надвигающимися ограничениями на поставку никеля проводится дополнительная работа по дальнейшему увеличению общего процентного содержания марганца в составе аккумуляторов электромобилей ввиду того, что он является более безопасным, распространенным и устойчивым материалом. Кроме того, низкая цена на марганец - $6 000 за тонну по сравнению с никелем и кобальтом, цена которых $20 000 за тонну и $60 000 за тонну соответственно, - делают его привлекательной альтернативой.
МАРГАНЕЦ: УПУЩЕННАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ
Производителям аккумуляторов для электромобилей требуется марганец высокой чистоты, известный как моногидрат сульфата марганца (High Purity Manganese Sulphate Monohydrate, HPMSM). К сожалению, бόльшая часть текущего производства этого типа марганца, в котором доминирует Китай, создает экологические проблемы, и он в основном производится путем преобразования металлического электролитического марганца высокой чистоты (High Purity Electrolytic Manganese Metal, HPEMM), которое является очень энергоемким процессом.
Поскольку в Китае, естественно, отсутствуют ресурсы с высоким содержанием марганца, большая часть производства металлического электролитического марганца в стране производится из марганцевой руды с более низким содержанием, которую необходимо подвергать процессу концентрации, чтобы достичь желаемого уровня чистоты. Это достигается путем сжигания примесей - процесса, в ходе которого происходит загрязнение воздуха. Высокая потребность в энергии, которая затем требуется для преобразования HPEMM в HPMSM, часто обеспечивается за счет отечественной угольной генерации, при этом создается большое количество двуокиси углерода. Поэтому само собой разумеется, что чем ниже качество марганцевой руды, используемой в качестве сырья, тем больше образуется побочных продуктов загрязнения.
Экологические проблемы - не единственные, связанные с производством HPMSM и HPEMM. Другая серьезная проблема связана с поставками, о чем свидетельствует тот факт, что в течение последних двух десятилетий Китай испытывает увеличивающийся из года в год дефицит предложения марганцевой руды. Здесь также стоит упомянуть, что цепочка поставок критически важных металлов имеет первостепенное значение для западных автомобильных компаний, таких как Tesla и Volkswagen, поскольку они работают над тем, чтобы продемонстрировать свои достижения в экологической области и устойчивость как в поставляемой конечной продукции, так и в ее производстве.
Это стремление укрепить цепочку поставок и источников поставок материалов означает, что у новых компаний, работающих в других богатых марганцем горнодобывающих юрисдикциях, есть значительные возможности, чтобы заполнить этот пробел в поставках и воспользоваться растущим спросом на этот критический и «забытый» аккумуляторный металл. Однако существует важная оговорка: технологические барьеры для входа высоки, и разработка новых проектов HPMSM, несмотря на геологическое распространение марганца, зависит от целей с высоким содержанием со сложными требованиями к металлургическим процессам и обработке.
Робин Бирчалл является генеральным директором Giyani Metals, которая завершает разработку технико-экономического обоснования производства около 120 000 тонн HPMSM в рамках проекта в Ботсване, производство которого начнется в 2024 году.
