Кобальт — це метал, який використовується в багатьох акумуляторах електромобілів. Новина полягає в тому, що Tesla буде використовувати «безкобальтові» акумулятори, але що це за «ресурс» кобальт? Я підсумую базові знання, які ви хочете знати.
Його назва — Конфліктні мінерали, отримані від Демона
Чи знаєте ви елемент кобальт? Він міститься не тільки в батареях електромобілів (EV) і смартфонах, але також використовується в жароміцних металевих сплавах кобальту, таких як реактивні двигуни та свердла, магніти для динаміків і, як не дивно, при переробці нафти. Кобальт названий на честь «Кобольда», монстра, який часто з’являється в науковій фантастиці про підземелля, і в середньовічній Європі вважалося, що він накладає магію на шахти для створення складних і токсичних металів. це правильно.
Незалежно від того, чи є в шахті монстри чи ні, кобальт токсичний і може спричинити серйозну небезпеку для здоров’я, наприклад пневмоконіоз, якщо ви не носите належне засоби індивідуального захисту. І хоча Демократична Республіка Конго виробляє більше половини світового видобутку кобальту, невелика шахта (Artisanal mine), де бідні люди без роботи копають ями простими інструментами без будь-якої підготовки з техніки безпеки. ), аварії на обваленнях трапляються часто, діти змушені працювати протягом тривалого часу з низькою зарплатою близько 200 ієн на день, і навіть Амацу є джерелом коштів для озброєних груп, тому кобальт стоїть поруч із золотом, вольфрамом, оловом і тантал. , стали називати конфліктними мінералами.
Однак із поширенням електромобілів та літій-іонних акумуляторів останніми роками світові компанії почали досліджувати, чи використовується кобальт, вироблений неправильними шляхами, включаючи ланцюг постачання оксиду кобальту та гідроксиду кобальту.
Наприклад, акумуляторні гіганти CATL і LG Chem беруть участь в очолюваній Китаєм ініціативі «Відповідальна кобальтова ініціатива» (Responsible Cobalt Initiative (RCI)), головним чином працюючи над викоріненням дитячої праці.
У 2018 році Fair Cobalt Alliance (FCA), організація справедливої торгівлі кобальтом, була створена як ініціатива для сприяння прозорості та легітимності процесу видобутку кобальту. Серед учасників – компанія Tesla, яка споживає літій-іонні батареї, німецький стартап електромобілів Sono Motors, швейцарський ресурсний гігант Glencore і китайська Huayu Cobalt.
Якщо дивитися на Японію, Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., яка продає Panasonic оптові матеріали для позитивних електродів для літій-іонних батарей, у серпні 2020 року запровадила «Політику щодо відповідальних закупівель кобальтової сировини» та розпочала належну перевірку та моніторинг. дно.
У майбутньому, коли великі компанії запускатимуть належним чином керовані майнінгові проекти одна за одною, робітникам доведеться ризикувати й занурюватися в невеликі шахти, а попит поступово зменшуватиметься.
Явна нестача кобальту
Наразі кількість електромобілів все ще невелика, лише 7 мільйонів, у тому числі 2,1 мільйона, проданих у всьому світі у 2019 році. З іншого боку, загальна кількість двигунів у світі становить 1 мільярд або 1,3 мільярда, і якщо в майбутньому бензинові автомобілі будуть скасовані та замінені електромобілями, знадобиться величезна кількість оксиду кобальту та гідроксиду кобальту.
Загальна кількість кобальту, використаного в батареях електромобілів у 2019 році, становила 19 000 тонн, що означає, що в середньому потрібно було 9 кг кобальту на автомобіль. Щоб виготовити 1 мільярд електромобілів по 9 кг кожен, потрібно 9 мільйонів тонн кобальту, але загальні світові запаси становлять лише 7,1 мільйона тонн, і, як згадувалося на початку, 100 000 тонн в інших галузях промисловості щороку. Оскільки це метал, який використовується так багато, він помітно виснажується.
Очікується, що продажі електромобілів зростуть у 10 разів у 2025 році з річним попитом 250 000 тонн, включаючи автомобільні батареї, спеціальні сплави та інші види використання. Навіть якби попит на електромобілі вирівнявся, протягом 30 років він вичерпає всі відомі на даний момент резерви.
На цьому тлі розробники акумуляторів день і ніч наполегливо працюють над тим, як зменшити кількість кобальту. Наприклад, батареї NMC, що використовують нікель, марганець і кобальт, вдосконалюються за допомогою NMC111 (нікель, марганець і кобальт 1:1. Кількість кобальту постійно знижується з 1:1) до NMC532, NMC811 і NMC9. 5,5 (кобальтове співвідношення 0,5) зараз знаходиться в розробці.
NCA (нікель, кобальт, алюміній), який використовує Tesla, має вміст кобальту знижений до 3%, але модель 3, вироблена в Китаї, використовує безкобальтову літій-залізо-фосфатну батарею (LFP). Є також прийняті оцінки. Незважаючи на те, що LFP поступається NCA за продуктивністю, він має особливості дешевих матеріалів, стабільного постачання та тривалого терміну служби.
А під час «Дня батареї Tesla», запланованого на 6:30 ранку 23 вересня 2020 року за китайським часом, буде оголошено про нову безкобальтову батарею, масове виробництво якої розпочнеться Panasonic за кілька років. Очікується.
До речі, в Японії часто плутають «рідкісні метали» і «рідкісні землі». Рідкісні метали використовуються в промисловості, тому що «забезпечення стабільного постачання є важливим з точки зору політики щодо металів, чия кількість на землі є рідкісною або важко видобувати через техніко-економічні причини (Міністерство економіки, торгівлі та промисловості)». Це кольоровий метал, який часто використовується, і є загальним терміном для 31 типу, включаючи літій, титан, хром, кобальт, нікель, платину та рідкоземельні елементи. З них рідкоземельні елементи називають рідкісноземельними, і визначено 17 видів, таких як неодим і диспрозій, які використовуються для постійних магнітів.
На тлі нестачі ресурсів кобальту, кобальтового металевого листа та порошку, а також сполук кобальту, таких як хлорид кобальту, навіть хлорид гексаамінкобальту (III) є дефіцитом.
Відповідальний відрив від кобальту
У міру зростання продуктивності, необхідної для електромобілів, очікується, що батареї, які не потребують кобальту, такі як повністю твердотільні батареї та літій-сірчані батареї, будуть розвиватися в майбутньому, тому, на щастя, ми не думаємо, що ресурси будуть вичерпані. . Але це означає, що попит на кобальт десь обвалиться.
Переломний момент настане не раніше ніж через 5-10 років, і великі гірничодобувні компанії не бажають робити довгострокові інвестиції в кобальт. Однак, оскільки ми бачимо кінець, ми хочемо, щоб місцеві шахтарі залишили безпечніше робоче середовище, ніж до кобальтової бульбашки.
А батареї електромобілів, які зараз є на ринку, також потребують переробки після того, як вони вичерпають свої обов’язки через 10–20 років, що є компанією Redwood, заснованою Sumitomo Metals і колишнім головним технічним директором Tesla Дж. Б. Стробелем. -Materials та інші вже встановили технологію відновлення кобальту та будуть повторно використовувати його з іншими ресурсами.
Навіть якщо попит на деякі ресурси тимчасово зросте в процесі еволюції електромобілів, ми зіткнемося з екологічністю та правами людини працівників так само твердо, як кобальт, і не купимося на гнів Коболтів, що ховаються в печері. Завершити цю розповідь хочу надією стати суспільством.