Kobalt je kov používaný v mnohých batériách elektrických vozidiel. Správou je, že Tesla bude používať „bezkobaltové“ batérie, ale čo je to za „zdroj“ kobalt? Zhrniem základné vedomosti, ktoré chcete vedieť.
Volá sa Konfliktné minerály odvodené od démona
Poznáte prvok kobalt? Nie je obsiahnutý len v batériách elektrických vozidiel (EV) a smartfónov, ale používa sa aj v žiaruvzdorných zliatinách kobaltu, ako sú prúdové motory a vrtáky, magnety do reproduktorov a prekvapivo aj pri rafinácii ropy. Kobalt je pomenovaný po „Koboldovi“, monštre, ktoré sa často objavuje v sci-fi románoch o žalároch a v stredovekej Európe sa verilo, že pomocou mágie vytvárajú v baniach ťažké a toxické kovy. Presne tak.
Či už sú v bani príšery alebo nie, kobalt je toxický a môže spôsobiť vážne zdravotné riziká, ako je pneumokonióza, ak nepoužívate vhodné osobné ochranné prostriedky. A hoci Konžská demokratická republika produkuje viac ako polovicu svetovej produkcie kobaltu, ide o malú baňu (remeselnú baňu), kde chudobní ľudia bez práce kopú jamy jednoduchými nástrojmi bez akéhokoľvek bezpečnostného školenia. Často sa vyskytujú nehody spôsobené zrútením ložísk, deti sú nútené pracovať dlhý čas za nízku mzdu okolo 200 jenov denne a dokonca aj Amatsu je zdrojom financovania pre ozbrojené skupiny, takže kobalt sa nachádza po boku zlata, volfrámu, cínu a tantalu. Začal sa nazývať konfliktnými minerálmi.
Avšak s rozšírením elektromobilov a lítium-iónových batérií začali globálne spoločnosti v posledných rokoch skúmať, či sa používa kobalt vyrobený nesprávnymi spôsobmi vrátane dodávateľského reťazca oxidu kobaltu a hydroxidu kobaltu.
Napríklad giganti v oblasti batérií CATL a LG Chem sa zúčastňujú na čínskej „Iniciatíve za zodpovedný kobalt (RCI)“, ktorej cieľom je predovšetkým odstrániť detskú prácu.
V roku 2018 bola založená organizácia Fair Cobalt Alliance (FCA), ktorá sa zaoberá spravodlivým obchodom s kobaltom, ako iniciatíva na podporu transparentnosti a legitimity procesu ťažby kobaltu. Medzi účastníkmi sú spoločnosť Tesla, ktorá spotrebúva lítium-iónové batérie, nemecký startup pre elektromobily Sono Motors, švajčiarsky gigant v oblasti zdrojov Glencore a čínska spoločnosť Huayu Cobalt.
V Japonsku spoločnosť Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., ktorá veľkoobchodne predáva materiály s kladnými elektródami pre lítium-iónové batérie spoločnosti Panasonic, zaviedla v auguste 2020 „Politiku zodpovedného obstarávania kobaltových surovín“ a začala s due diligence a monitorovaním.
V budúcnosti, keď veľké spoločnosti budú jeden po druhom spúšťať riadne riadené banské projekty, pracovníci budú musieť podstupovať riziká a vrhať sa do malých baní a dopyt bude postupne klesať.
Zjavný nedostatok kobaltu
V súčasnosti je počet elektromobilov stále malý, celkovo sa ich predalo iba 7 miliónov, vrátane 2,1 milióna predaných kusov na celom svete v roku 2019. Na druhej strane, celkový počet automobilov s motormi na svete sa odhaduje na 1 miliardu alebo 1,3 miliardy a ak sa v budúcnosti zrušia benzínové autá a nahradia ich elektromobilmi, bude potrebné obrovské množstvo oxidu kobaltu a hydroxidu kobaltu.
Celkové množstvo kobaltu použitého v batériách elektromobilov v roku 2019 bolo 19 000 ton, čo znamená, že na jedno vozidlo bolo potrebných v priemere 9 kg kobaltu. Výroba 1 miliardy elektromobilov s hmotnosťou 9 kg si vyžaduje 9 miliónov ton kobaltu, ale celkové svetové zásoby sú iba 7,1 milióna ton a ako už bolo spomenuté na začiatku, v iných odvetviach sa ročne spotrebuje 100 000 ton. Keďže ide o kov, ktorý sa používa tak hojne, je už teraz viditeľne vyčerpaný.
Očakáva sa, že predaj elektromobilov v roku 2025 vzrastie desaťnásobne s ročným dopytom 250 000 ton vrátane batérií do vozidiel, špeciálnych zliatin a iných použití. Aj keby sa dopyt po elektromobiloch ustálil, do 30 rokov by sa vyčerpali všetky v súčasnosti známe zásoby.
V tejto súvislosti vývojári batérií tvrdo pracujú vo dne v noci na tom, ako znížiť množstvo kobaltu. Napríklad batérie NMC používajúce nikel, mangán a kobalt sa vylepšujú pomocou NMC111 (nikel, mangán a kobalt sú v pomere 1:1. Množstvo kobaltu sa postupne znižuje z 1:1) na NMC532 a NMC811 a NMC9.5.5 (pomer kobaltu je 0,5) je v súčasnosti vo vývoji.
NCA (nikel, kobalt, hliník) používaná spoločnosťou Tesla má obsah kobaltu znížený na 3 %, ale Model 3 vyrobený v Číne používa lítium-železitophosfátovú batériu (LFP) bez kobaltu. Existujú aj iné triedy, ktoré boli prijaté. Hoci je LFP horšia ako NCA z hľadiska výkonu, vyznačuje sa lacnými materiálmi, stabilným zásobovaním a dlhou životnosťou.
A na podujatí „Tesla Battery Day“, ktoré je naplánované na 23. septembra 2020 od 6:30 čínskeho času, bude oznámená nová batéria bez obsahu kobaltu a očakáva sa, že o niekoľko rokov sa s jej hromadnou výrobou začne spoločnosť Panasonic.
Mimochodom, v Japonsku sa „vzácne kovy“ a „vzácne zeminy“ často zamieňajú. Vzácne kovy sa v priemysle používajú, pretože „zabezpečenie stabilných dodávok je dôležité z hľadiska politiky v oblasti kovov, ktorých hojnosť na Zemi je z technických a ekonomických dôvodov vzácna alebo ťažko ťažiteľná (Ministerstvo hospodárstva, obchodu a priemyslu)“. Ide o často používaný neželezný kov, ktorý je všeobecným pojmom pre 31 druhov vrátane lítia, titánu, chrómu, kobaltu, niklu, platiny a vzácnych zemín. Z nich sa vzácne zeminy nazývajú vzácne zeminy a je definovaných 17 druhov, ako napríklad neodým a dysprózium, ktoré sa používajú na výrobu permanentných magnetov.
Vzhľadom na nedostatok zdrojov kobaltu, kobaltových plechov a práškov a zlúčenín kobaltu, ako je chlorid kobaltnatý, je nedostatkovým tovarom aj chlorid hexaammínkobaltitý(III).
Zodpovedná prestávka od kobaltu
S rastúcim výkonom potrebným pre elektromobily sa očakáva, že v budúcnosti sa budú vyvíjať batérie, ktoré nevyžadujú kobalt, ako sú napríklad plne polovodičové batérie a lítium-sírové batérie, takže si našťastie nemyslíme, že by sa zdroje vyčerpali. To však znamená, že dopyt po kobalte niekde klesne.
Zlom nastane najskôr o 5 až 10 rokov a veľké ťažobné spoločnosti sa zdráhajú dlhodobo investovať do kobaltu. Keďže však vidíme koniec, chceme, aby miestni baníci opustili bezpečnejšie pracovné prostredie ako pred kobaltovou bublinou.
A batérie elektromobilov, ktoré sú v súčasnosti na trhu, sa musia recyklovať aj po skončení svojej prevádzky o 10 až 20 rokov neskôr. Túto úlohu zohráva spoločnosť Redwood, ktorú založili Sumitomo Metals a bývalý technický riaditeľ Tesly JB Strobel. Spoločnosť -Materials a ďalšie už zaviedli technológiu na získavanie kobaltu a opätovne ju použijú s inými zdrojmi.
Aj keď sa v procese vývoja elektrických vozidiel dočasne zvýši dopyt po niektorých zdrojoch, budeme čeliť udržateľnosti a ľudským právam pracovníkov rovnako pevne ako kobaltu a nepodľahneme hnevu Koboltov číhajúcich v jaskyni. Rád by som tento príbeh uzatvoril nádejou, že sa staneme spoločnosťou.