Kobalt je kov používaný v mnoha bateriích elektromobilů. Novinkou je, že Tesla bude používat „bezkobaltové“ baterie, ale co je to kobalt za „zdroj“? Shrnu základní znalosti, které chcete znát.
Jmenuje se Konfliktní minerály odvozené od démona
Znáte prvek kobalt? Nejenže je obsažen v bateriích elektromobilů a chytrých telefonů, ale používá se také v žáruvzdorných slitinách kobaltu, jako jsou tryskové motory a vrtáky, magnety do reproduktorů a překvapivě i při rafinaci ropy. Kobalt je pojmenován po „Koboldovi“, monstru, které se často objevuje ve sci-fi románech o dungeonech a ve středověké Evropě se věřilo, že sesílá magii na doly, aby vytvořili obtížné a toxické kovy. Přesně tak.
Ať už jsou v dole monstra, nebo ne, kobalt je toxický a může způsobit vážná zdravotní rizika, jako je pneumokonióza, pokud nenosíte vhodné osobní ochranné prostředky. A ačkoli Demokratická republika Kongo produkuje více než polovinu světové produkce kobaltu, existuje malý důl (řemeslný důl), kde chudí lidé bez práce kopou díry jednoduchými nástroji bez jakéhokoli bezpečnostního školení. Často dochází k nehodám způsobeným kolapsy, děti jsou nuceny pracovat dlouhou dobu za nízkou mzdu asi 200 jenů denně a dokonce i Amatsu je zdrojem finančních prostředků pro ozbrojené skupiny, takže kobalt je po boku zlata, wolframu, cínu a tantalu. Začal být nazýván konfliktními minerály.
S rozšířením elektromobilů a lithium-iontových baterií však v posledních letech začaly globální společnosti zkoumat, zda se používá kobalt vyrobený nesprávnými způsoby, včetně dodavatelského řetězce oxidu kobaltu a hydroxidu kobaltu.
Například giganti v oblasti baterií CATL a LG Chem se účastní čínské „Iniciativy pro zodpovědný kobalt (RCI)“, jejímž cílem je především vymýcení dětské práce.
V roce 2018 byla založena organizace Fair Cobalt Alliance (FCA), která se zabývá fair trade procesem těžby kobaltu, jako iniciativa na podporu transparentnosti a legitimity procesu těžby kobaltu. Mezi účastníky patří Tesla, která spotřebovává lithium-iontové baterie, německý startup pro elektromobily Sono Motors, švýcarský gigant v oblasti nerostných surovin Glencore a čínská společnost Huayu Cobalt.
Pokud jde o Japonsko, společnost Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., která velkoobchodně dodává materiály pro kladné elektrody lithium-iontové baterie společnosti Panasonic, zavedla v srpnu 2020 „Zásady odpovědného nákupu kobaltových surovin“ a zahájila due diligence a monitorování.
V budoucnu, jakmile velké společnosti budou jeden po druhém spouštět řádně řízené těžební projekty, budou muset pracovníci podstupovat rizika a vrhat se do malých dolů a poptávka bude postupně klesat.
Zjevný nedostatek kobaltu
V současné době je počet elektromobilů stále malý, celkem se jich prodalo pouze 7 milionů, z toho 2,1 milionu prodaných celosvětově v roce 2019. Na druhou stranu se odhaduje, že celkový počet automobilů s motorem na světě je 1 miliarda nebo 1,3 miliardy, a pokud budou v budoucnu benzínové automobily zrušeny a nahrazeny elektromobily, bude zapotřebí obrovské množství oxidu kobaltu a hydroxidu kobaltu.
Celkové množství kobaltu použité v bateriích elektromobilů v roce 2019 činilo 19 000 tun, což znamená, že na jedno vozidlo bylo průměrně potřeba 9 kg kobaltu. Výroba 1 miliardy elektromobilů o hmotnosti 9 kg vyžaduje 9 milionů tun kobaltu, ale celkové světové zásoby činí pouze 7,1 milionu tun a jak bylo zmíněno na začátku, v jiných průmyslových odvětvích se každoročně spotřebuje 100 000 tun. Vzhledem k tomu, že se jedná o kov, který se používá tolik, je jeho stav viditelně vyčerpán.
Očekává se, že prodej elektromobilů v roce 2025 vzroste desetinásobně s roční poptávkou 250 000 tun, včetně palubních baterií, speciálních slitin a dalších využití. I kdyby se poptávka po elektromobilech ustálila, do 30 let by došly všechny v současnosti známé zásoby.
V tomto kontextu vývojáři baterií usilovně pracují dnem i nocí na tom, jak snížit množství kobaltu. Například baterie NMC využívající nikl, mangan a kobalt jsou vylepšovány technologií NMC111 (nikl, mangan a kobalt jsou v poměru 1:1. Množství kobaltu se postupně snižuje z 1:1) na NMC532 a NMC811 a v současné době je ve vývoji NMC9.5.5 (poměr kobaltu je 0,5).
Tesla používá NCA (nikl, kobalt, hliník) s obsahem kobaltu sníženým na 3 %, ale Model 3 vyráběný v Číně používá lithium-železitophosfátovou baterii (LFP) bez kobaltu. Byly také přijaty jiné typy baterií. Ačkoli je LFP z hlediska výkonu horší než NCA, vyznačuje se levnými materiály, stabilním napájením a dlouhou životností.
A na akci „Tesla Battery Day“, která je naplánována na 23. září 2020 od 6:30 čínského času, bude oznámena nová baterie bez kobaltu, jejíž sériová výroba se společností Panasonic se pravděpodobně zahájí za několik let.
Mimochodem, v Japonsku se „vzácné kovy“ a „vzácné zeminy“ často zaměňují. Vzácné kovy se v průmyslu používají, protože „zajištění stabilních dodávek je důležité z hlediska politiky týkající se kovů, jejichž hojnost na Zemi je z technických a ekonomických důvodů vzácná nebo obtížně těžitelná (Ministerstvo hospodářství, obchodu a průmyslu)“. Jedná se o často používaný neželezný kov, obecný termín pro 31 druhů, včetně lithia, titanu, chromu, kobaltu, niklu, platiny a vzácných zemin. Z nich se vzácné zeminy nazývají vzácné zeminy a je definováno 17 druhů, jako je neodym a dysprosium, používaných pro permanentní magnety.
Vzhledem k nedostatku kobaltu je nedostatkem kobaltových plechů a prášků a sloučenin kobaltu, jako je chlorid kobaltnatý, i chloridu hexaamminkobaltitého.
Zodpovědná pauza od kobaltu
S rostoucím výkonem požadovaným pro elektromobily se očekává, že se v budoucnu budou vyvíjet baterie, které kobalt nevyžadují, jako jsou například baterie s pevným skupenstvím a lithium-sírové baterie, takže si naštěstí nemyslíme, že by se zdroje vyčerpaly. To však znamená, že poptávka po kobaltu někde klesne.
Zlom nastane nejdříve za 5 až 10 let a velké těžební společnosti se zdráhají dlouhodobě investovat do kobaltu. Protože se však blíží konec, chceme, aby místní těžaři opouštěli bezpečnější pracovní prostředí než před kobaltovou bublinou.
A baterie elektromobilů, které jsou v současnosti na trhu, je také třeba recyklovat po 10 až 20 letech, kdy skončí svou funkci. Tuto skutečnost nabízí společnost Redwood, kterou založili Sumitomo Metals a bývalý technický ředitel Tesly JB Strobel. Společnost -Materials a další již zavedly technologii pro získávání kobaltu a budou ji znovu používat s jinými zdroji.
I když se v procesu vývoje elektromobilů dočasně zvýší poptávka po některých zdrojích, budeme čelit udržitelnosti a lidským právům pracujících stejně pevně jako kobaltu a nebudeme se pouštět do hněvu Koboltů číhajících v jeskyni. Rád bych tento příběh zakončil nadějí, že se staneme společností.