Кобальт — это металл, используемый во многих батареях электромобилей. Новость заключается в том, что Tesla будет использовать батареи, не содержащие кобальта, но что это за «ресурс» — кобальт? Я кратко изложу основные сведения, которые вас интересуют.
Его название — «Конфликтные минералы, полученные от демона».
Знаете ли вы элемент кобальт? Он содержится не только в батареях электромобилей и смартфонов, но и используется в жаростойких кобальтовых сплавах, таких как реактивные двигатели и буровые долота, магниты для динамиков и, что удивительно, в нефтепереработке. Кобальт получил свое название в честь «кобольда», монстра, часто появляющегося в научно-фантастических подземельях, и в средневековой Европе считалось, что они накладывают магию на шахты, чтобы создавать труднодоступные и токсичные металлы. Это правда.
Независимо от того, есть ли в шахте монстры или нет, кобальт токсичен и может вызывать серьезные проблемы со здоровьем, такие как пневмокониоз, если не использовать надлежащие средства индивидуальной защиты. И хотя Демократическая Республика Конго производит более половины мирового кобальта, в небольших шахтах (кустарных шахтах), где бедные безработные копают ямы простыми инструментами без какой-либо подготовки по технике безопасности, часто происходят обрушения, детей заставляют долго работать за низкую заработную плату около 200 иен в день, и даже Амацу является источником финансирования вооруженных группировок, поэтому кобальт, наряду с золотом, вольфрамом, оловом и танталом, получил название «конфликтных минералов».
Однако с распространением электромобилей и литий-ионных батарей в последние годы мировые компании начали изучать вопрос о том, используется ли кобальт, произведенный ненадлежащим образом, включая цепочки поставок оксида и гидроксида кобальта.
Например, гиганты по производству аккумуляторов CATL и LG Chem участвуют в возглавляемой Китаем «Инициативе ответственного использования кобальта (RCI)», которая в первую очередь направлена на искоренение детского труда.
В 2018 году был создан Fair Cobalt Alliance (FCA), организация, занимающаяся вопросами справедливой торговли кобальтом, как инициатива по повышению прозрачности и легитимности процесса добычи кобальта. В число участников входят Tesla, использующая литий-ионные батареи, немецкий стартап по производству электромобилей Sono Motors, швейцарский ресурсный гигант Glencore и китайская компания Huayu Cobalt.
В Японии компания Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., занимающаяся оптовой продажей материалов для положительных электродов литий-ионных батарей компании Panasonic, в августе 2020 года разработала «Политику ответственной закупки кобальтового сырья» и начала проводить комплексную проверку и мониторинг.
В будущем, по мере того как крупные компании будут запускать один за другим грамотно управляемые горнодобывающие проекты, рабочим придется рисковать и работать на небольших шахтах, а спрос будет постепенно снижаться.
Очевидный недостаток кобальта
В настоящее время количество электромобилей всё ещё невелико, их общее число составляет всего 7 миллионов, включая 2,1 миллиона, проданных по всему миру в 2019 году. С другой стороны, общее количество автомобилей с двигателями внутреннего сгорания в мире, по оценкам, составляет 1 миллиард или 1,3 миллиарда, и если в будущем автомобили с бензиновыми двигателями будут вытеснены электромобилями, потребуется огромное количество кобальта, оксида кобальта и гидроксида кобальта.
В 2019 году в аккумуляторах электромобилей было использовано 19 000 тонн кобальта, что означает, что в среднем на один автомобиль требовалось 9 кг кобальта. Для производства 1 миллиарда электромобилей, каждый из которых содержит 9 кг кобальта, требуется 9 миллионов тонн кобальта, но мировые запасы составляют всего 7,1 миллиона тонн, и, как упоминалось в начале, в других отраслях ежегодно используется 100 000 тонн. Поскольку это металл, используемый в таких больших количествах, его запасы заметно истощаются.
Ожидается, что к 2025 году продажи электромобилей вырастут в десять раз, а годовой спрос составит 250 000 тонн, включая автомобильные батареи, специальные сплавы и другие области применения. Даже если спрос на электромобили стабилизируется, все известные на данный момент запасы будут исчерпаны в течение 30 лет.
На этом фоне разработчики батарей круглосуточно работают над снижением содержания кобальта. Например, батареи на основе никель-марганцево-кобальтового сплава (NMC), использующие никель, марганец и кобальт, совершенствуются: от NMC111 (соотношение никеля, марганца и кобальта 1:1, а количество кобальта постепенно снижается с 1:1) до NMC532 и NMC811, а в настоящее время разрабатывается NMC9.5.5 (соотношение кобальта 0,5).
В батареях NCA (никель, кобальт, алюминий), используемых Tesla, содержание кобальта снижено до 3%, тогда как в китайской модели Model 3 используется литий-железо-фосфатная батарея (LFP) без кобальта. Существуют также другие варианты батарей. Хотя LFP уступает NCA по характеристикам, она обладает такими преимуществами, как низкая стоимость материалов, стабильные поставки и длительный срок службы.
А на мероприятии «День батарей Tesla», запланированном на 23 сентября 2020 года в 6:30 утра по китайскому времени, будет анонсирована новая батарея без кобальта, серийное производство которой, как ожидается, начнется через несколько лет совместно с Panasonic.
Кстати, в Японии часто путают «редкие металлы» и «редкоземельные элементы». Редкие металлы используются в промышленности, потому что «обеспечение стабильных поставок важно с точки зрения политики в отношении металлов, которые встречаются на Земле редко или трудно добываются по техническим и экономическим причинам (Министерство экономики, торговли и промышленности)». Редкоземельный металл — это часто используемый цветной металл, и это общий термин для 31 типа, включая литий, титан, хром, кобальт, никель, платину и редкоземельные элементы. Из них редкоземельные элементы называются редкоземельными, и определены 17 видов, таких как неодим и диспрозий, используемые для постоянных магнитов.
В условиях дефицита кобальта наблюдается нехватка листового и порошкового кобальта, а также соединений кобальта, таких как хлорид кобальта(II) и даже гексаамминкобальт(III) хлорид.
Ответственный разрыв кобальта
Поскольку требования к производительности электромобилей возрастают, ожидается, что в будущем будут развиваться батареи, не требующие кобальта, такие как твердотельные батареи и литий-серные батареи, поэтому, к счастью, мы не считаем, что ресурсы будут исчерпаны. Однако это означает, что спрос на кобальт где-то резко сократится.
Переломный момент наступит не раньше чем через 5-10 лет, и крупные горнодобывающие компании неохотно вкладывают средства в долгосрочные инвестиции в кобальт. Однако, поскольку мы видим конец этой тенденции, мы хотим, чтобы местные шахтеры покинули страну в более безопасных условиях труда, чем до «кобальтового пузыря».
Аккумуляторы электромобилей, представленных на рынке, также нуждаются в переработке после того, как отработают свой срок от 10 до 20 лет. Компания Redwood, основанная Sumitomo Metals и бывшим техническим директором Tesla Джей Би Стробелем, уже разработала технологию извлечения кобальта и будет использовать его повторно с другими ресурсами.
Даже если в процессе развития электромобилей временно возрастет спрос на некоторые ресурсы, мы будем противостоять проблемам устойчивого развития и правам человека трудящихся так же твердо, как кобальт, и не поддадимся гневу кобольтов, скрывающихся в пещере. Хотелось бы завершить эту историю надеждой на создание общества, подобного этому.