Где и как добывают литий в России и мире, где используется?
В промышленных кругах литий с лёгкой руки прозвали «белой нефтью». Бум электрического транспорта раскачал рынок литий-ионных батарей до небывалого ранее уровня, и индустрия в срочном порядке устремилась на поиски новых источников сырья.
Ставка на литий более чем оправданна: по оценке GlobalData, к 2024 году спрос на этот редкий металл увеличится в 2,5 раза. А прогноз МЭА говорит о том, что к 2040 году его востребованность на рынке вырастет аж в 40 раз.
Экстренная необходимость в развитии литиевой промышленности вылилась в так называемую скоростную добычу. Крупнейшие добывающие компании развернули масштабные «кампании» по поиску новых месторождений, а также по разработке технологий извлечения лития. Есть ли у России шансы вклиниться на полностью неизведанный рынок?
Что представляет собой литий?
Литий (Li, лат. lithium) — серебристо-белый, мягкий и пластичный металл, который в чистом виде не встречается, но является основным компонентом гранита, содержится в морской воде, солевых отложениях, глинах. Сегодня литий является незаменимым сырьевым ресурсом для электротранспорта и систем хранения энергии. Из всех щелочных металлов он характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения, также у него самая низкая плотность при комнатной температуре среди всех металлов.
Где используют литий?
Литий — один из наиболее востребованных редких металлов в мире. Из этого сырья получают минеральные концентраты сподумена (минерал, силикат лития и алюминия из группы пироксенов), который применяют в производстве различных видов стекла и керамики. Литиевые добавки делают стеклянную массу более вязкой и придают стеклу большую прочность и сопротивляемость атмосферной коррозии. Такие стекла частично пропускают ультрафиолетовые лучи, и их применяют в телевизионной технике.
При производстве керамики применяется карбонат лития. Он улучшает качество, повышает химическую и термостойкость, поэтому глазури и эмали с литием более устойчивы к атмосферным воздействиям.
В черной и цветной металлургии литий используется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. Добавление этого щелочного металла улучшает пластичность, повышает прочность, устойчивость к коррозии.
Литий также широко применяют в ядерной энергетике и в современной ядерной технике. Его используют для получения трития (радиоактивный изотоп водорода) в термоядерных реакциях, как экранирующее средство для обнаружения тепловых нейтронов, как теплоноситель в ядерных реакторах и как замедлитель или в качестве растворителя для ядерного горючего.
Используют литий и при производстве электромобилей, он является главным компонентом литий-ионных аккумуляторов. Также его применяют в авиации и военной технике, где необходимы литиевые консистентные смазки. Кроме этого, литий используют в щелочных аккумуляторах. Добавки LiOH к электролиту повышают емкость аккумуляторных батарей и срок их службы в 2-3 раза.
Соединения лития, также известные как соли лития, используют в медицине для изготовления препаратов для лечения биполярных расстройств, маний и депрессий. Психотропные препараты на их основе увеличивают синтез серотонина и приводят к усилению нейропротекторных механизмов.
Литий также используется в системах кондиционирования. Водный раствор бромида лития (50-60%) используется в качестве осушителя. Литий также активно используют для производства литий-полимерных батарей, которые есть в планшетах, тонких ноутбуках, смартфонах. Например, в батарейке iPhone 7 содержится 1 грамм этого металла.
Зачем человеку литий?
Продажи электротранспорта растут не только в России, но и в мире: по данным The Guardian, в 2020 году рост составил 43%, а в Северной Европе доля рынка электромобилей достигла 54%. Это значит, что добыча редкого металла затронет еще больше уголков нашей планеты.
Литиевые аккумуляторы быстро заряжаются (время зарядки электробуса — 20 минут), не выделяя при этом вредных веществ, и обладают высокой эффективностью: используется до 95% энергии батареи. Кроме того, литий – самый легкий металл на планете, что повышает его привлекательность у производителей. По прогнозам Bloomberg, к 2030 году потребность в литиевых батареях увеличится в девять раз.
Литий — не новый для человечества металл, его использовали с 19 века: сначала в производстве стекла и фарфора, позднее — в металлургии и атомной энергетике. В начале 21 века спрос на литий резко вырос — в первую очередь из-за развития гаджетов и электротранспорта. Для производства одной батареи для электромобиля Tesla Model S, например, требуется 63 кг лития!
В 2019 году мировое потребление лития оценивалось в 57 700 тонн — это на 18% больше, чем годом ранее. Аналитическая компания GlobalData прогнозирует, что к 2024 году спрос на редкий металл увеличится в два с половиной раза — до 117 тысяч тонн. Это значит, что добыча редкого металла затронет еще больше уголков нашей планеты.
Как добывают литий?
Начнём с того, что добыча лития — сугубо творческая задача. Унифицированного способа рентабельного промышленного освоения литиевых месторождений нет и быть не может. В целом технологии извлечения лития не изучены в полной мере, существующие методы переработки получаемого сырья разнятся в зависимости от места его «залегания». Кроме того, не весь металл пригоден для производства литий-ионных батарей.
Сегодня литий добывают двумя способами: рудным и гидроминеральным. Больше всего металла содержится в растворённом состоянии в природных солевых озёрах (солончаках), и гораздо меньше запасов сосредоточено в подземных водах рудных месторождений.
Рудный способ добычи лития предполагает получение сырья из редкоземельных пегматитовых минералов, которые содержатся в шахтах или карьерах. После извлечения ценный материал направляют на переработку: посредством ряда химических процессов из пегматитов производят концентраты сподумена для последующего извлечения лития. Или же металл получают непосредственно из сподуменовых руд, однако этот способ, как правило, малорентабелен: для «добычи» одной тонны металла необходимо переработать порядка 250 т сподумена.
Гидроминеральный способ подразумевает под собой получение концентратов «белой нефти» из различных гидроминеральных ресурсов, преимущественно из соляных озёр. Суть процесса заключается в закачке воды в большие пруды — визуально они похожи на бассейны с кристально чистой водой. Затем начинается стадия сепарации лития: фактически это не добыча, а выпаривание металла из рассолов под солнцем с применением различных химикатов. После выпаривания наступает стадия осаждения для получения концентрата, из которого производят конечный продукт — карбонат лития.
Кроме того, литий можно получать из попутных вод целого ряда месторождений полезных ископаемых. К примеру, металл содержится в пластовых водах нефтегазоконденсатных месторождений.
Как добыча влияет на природу?
Для выпаривания литиевых рассолов требуется огромное количество воды. Например, чтобы добыть одну тонну металла, нужно израсходовать почти 2 млн литров!
Проблема в том, что большинство известных месторождений богатого литием рассола находятся в засушливых высокогорьях на границе Боливии, Чили и Аргентины. Здесь же расположено самое сухое место на планете — пустыня Атакама, где с 2000 по 2015 годы было выбрано на 21% больше воды, чем поступило сюда естественным путем — в виде дождевых или талых вод.
На резервуары с рассолом воды хватает, а пастбища и поля зерновых остаются обезвоженными. При этом чилийские фермеры рассказывают, что до прихода добывающих компаний в регионе не было перебоев с водоснабжением.
Недовольны добычей лития и португальцы, хотя запасов металла там немного – около 60 тыс. тонн. Зимой 2020 года жители района Ботикас, который имеет статус объекта всемирного сельскохозяйственного наследия, вышли на митинг против добычи лития. В результате правительство начало подготовку законопроекта о добыче полезных ископаемых, который ужесточит правила получения лицензий на добычу лития. При этом министр экономики Португалии Педро Сиза Виейра заверил, что при добыче металла «будут соблюдаться самые высокие экологические стандарты и применяться ответственные социальные методы».
Еще одна проблема – возможная утечка химических веществ в систему водоснабжения. Такое несколько раз происходило на юго-западе Китая. В 2013 году жители города Тагонга обнаружили в реке Лици мертвую рыбу, обвинив производителя лития в загрязнении воды. Власти приостановили работу шахты, но весной 2016 добыча продолжилась.
Где больше всего месторождений лития?
Крупнейшие месторождения лития расположены в Чили, Боливии, США, Аргентине, Конго, Китае, Бразилии, Сербии и Австралии. Наиболее развита добыча этого металла в Австралии, Чили и Аргентине.
Крупнейшие места по добыче лития в мире
Пока современные мегаполисы становятся все зеленее благодаря все большему распространению электромобилей, места добычи лития – главного элемента аккумуляторов – поражает белая смерть.
Река Амур, российско-китайская граница
Когда в 2015 году китайское правительство в своем пятилетнем плане сделало ставку на электромобили, а вскоре Илон Маск заявил, что рассчитывает продавать по полмиллиона Tesla в год, в мире началась литиевая лихорадка. За следующие три года цены на этот металл выросли в пять раз. По прогнозам, уже к 2027 году объемы добычи лития восьмикратно увеличатся. И для планеты это плохие прогнозы: все больше территорий будут напоминать этот тестовый полигон для электромашин на реке Амур.
«Литиевый треугольник», Латинская Америка
Более половины мировых запасов лития приходится на Аргентину, Боливию и Чили. Из подземных месторождений богатую литием воду перекачивают в искусственные водоемы, где она под палящим солнцем испаряется от полугода до полутора лет. Цвет водоемов меняется в зависимости от содержания лития – чем дольше соляной раствор простоит на солнцепеке, тем концентрированнее он становится. Площадь каждого из этих бассейнов – несколько футбольных полей. Местное население жалуется на то, что рядом с такими предприятиями пропадает питьевая вода, гибнет рыба, а животные слепнут от ядовитой пыли. По мере роста цен на литий их ждет новая проблема: как только для ускорения добычи воду станет рентабельно нагревать, регионы столкнутся с энергетическим кризисом.
С 2040 года Франция и Великобритания планируют отказаться от неэлектрических автомобилей. Новые машины с ДВС нельзя будет купить. Мир хочет начать историю автотранспорта с чистого листа, и этот лист перед вами. Расположенный на высоте 3650 метров над уровнем моря солончак Уюни – самое крупное соляное озеро планеты. Десять тысяч квадратных километров белой, идеально ровной поверхности. Представьте, что территорию, равную пяти Люксембургам, засыпали белым порошком – именно так выглядит главная достопримечательность Боливии. В последние годы она же стала основной надеждой этой страны на экономический ренессанс. Под высохшим озером – богатейшие запасы лития на Земле. Именно этот самый легкий из металлов и должен дать миру материал для аккумуляторов, в которых нуждается все больше техники: смартфоны, дроны, электровелосипеды, электромобили. В 2019 году в одном только Китае продали 1,2 млн машин с электромоторами. Делает ставку на электричество и Россия. Впрочем, у нас снова свой путь.
Двадцать пятого августа 2020 года Москва закончила переход с одного электрического транспорта на другой: навсегда ушел в парк последний из более чем 1600 столичных троллейбусов (остался лишь один туристический маршрут до музея транспорта). Операция «Чистое небо» – освобождение от проводов, закрывавших похорошевший город, – завершена. Теперь по улицам колесят электробусы, без торчащих токоприемников, но с тяжким грузом батарей, технологии переработки которых пока не существует. Куда мы все приедем на этом транспорте будущего, пока не знает никто.
Солончак Уюни, Боливия
На пустынных территориях, где питьевая вода на вес золота, а ручьи называют реками, жизнь находилась в хрупком равновесии. Все изменилось с модой на экорешения. Солнечные батареи, электромобили и ветряные генераторы нуждаются в аккумуляторах. Сегодня производители лития покрывают эти места бассейнами и вышками, качающими из земной толщи миллиарды литров воды в год. В попытке утолить энергетический голод мы обрекаем нашу планету на жажду.
Тахуа, Боливия
После выпаривания на солнце раствор хлорида лития и хлорида магния перевозится в цистернах на перерабатывающий завод. Там литий отделяется в виде мелкой белой муки, после чего прессуется в брикеты, которые отправляют заказчикам. Экономика XXI века, подсевшая на электроиглу, нуждается все в больших дозах этого порошка. Боливия, обладая богатейшими запасами драгоценного металла, пытается не допускать зарубежные компании до своего сокровища. После столетий колониальных разграблений своих ресурсов одна из беднейших стран мира рассчитывает превратиться в главную аккумуляторную империю мира и нанести ответный удар.
Канун революции
Лино Фита, глава отдела добычи калия национальной компании Comibol, осматривает свои владения. При производстве лития происходит побочная добыча еще больших объемов калия. Этот щелочной металл активно используется при производстве удобрений, однако сейчас появляется все больше оригинальных идей создания аккумуляторов и на его основе. Если эти технологии приживутся, рынок батарей ждет очередная революция.
Литиевая лихорадка
В настоящее время литиевая промышленность наиболее развита в Австралии — страна ежегодно добывает свыше 18 тысяч т лития в год. В число крупнейших производителей редкого металла также входят Боливия, Китай, страны Южной Америки (Аргентина, Чили). Главенствующие позиции на мировой арене занимают компании Talison Lithium Ltd (Австралия), SQM (Чили), Jiangxi Ganfeng Tianqi (Китай), FMC (Аргентина).
Желающих построить потенциально прибыльный бизнес на фоне бума электротранспорта нашлось предостаточно. К «литиевому флешмобу» присоединилось множество добывающих концернов-гигантов. Из последнего: австралийская компания European Metals Holdings совместно с чешским партнёром CEZ решили приступить к освоению крупнейшего в Европе литиевого месторождения Cinovec, расположенного в северо-западной части Чехии.
О своих грандиозных планах недавно объявил австралийско-британский концерн Rio Tinto. Компания планирует подготовить проект разработки литиевого месторождения Jadar на востоке Сербии. Помимо лития, участок содержит бор, так что Rio Tinto работает над созданием технологии их совместного извлечения.
Но, пожалуй, самый яркий пример — американский гигант Tesla, который решил развивать добычу самостоятельно и, надо сказать, откровенно нетрадиционным образом. Осенью прошлого года глава компании Илон Маск заявил, что хочет избавиться от «оков» поставщиков и для этого намеревается наладить свой бизнес по добыче «белой нефти».
Чуть позже в Bloomberg сообщили, что Tesla приобрела перспективный лицензионный участок в американском штате Невада. Находится он возле фабрики Nevada Gigafactory, где компания совместно с Panasonic выпускает литий-ионные аккумуляторы для своих электромобилей.
Любопытно, что Tesla собирается использовать новый, ещё неосвоенный способ извлечения лития. Получать металл планируется непосредственно из глинистых минералов с помощью поваренной соли. По заявлению Маска, способ не только простой и сверхдешёвый, но к тому же безопасный с точки зрения экологии. По информации портала «Хайтек+», летом 2021 года Tesla зарегистрировала патентную заявку на новую технологию, которую изначально подвергли серьёзной критике.
Где в России добывают литий и производят литиевую продукцию?
Собственная добыча лития в России была полностью утрачена после распада СССР. Первый литиевый рудник был введен в эксплуатацию еще в 1941 году в Восточном Забайкалье, на Завитинском месторождении сподумена. Предприятие проработало 56 лет и было законсервировано в 1997 году в связи с изменением экономической ситуации. С конца 1990-х годов из-за закрытия единственного рудника в Восточном Забайкалье литиевую продукцию импортировали в основном из Чили, Боливии, Аргентины, США и Китая.
В 2017 году в России была запущена экспериментальная установка, позволяющая добывать литий из бедных руд с небольшими затратами. Внедряемая технология поможет обеспечить потребность страны в литии полностью за счет собственных запасов и избавиться от импортного сырья.
Запасы лития в России, по оценке экспертов Аналитического кредитного рейтингового агентства (АКРА), составляют около 900 тыс. тонн. Более 50% запасов сосредоточено в редкометалльных месторождениях Мурманской области. Производство литиевой продукции ведется на Сибирском химическом комбинате (Северск), а также на Химико-металлургическом заводе (Красноярск), Новосибирском заводе химических концентратов, также им занимается «ТД Халмек» (Москва).
Сколько всего лития на Земле?
Как не казалось бы странно, но всего лития на Земле не так уж и много. Вернее, того, что разведали, относительно немного. В 2019 году глобальные подтвержденные запасы этого металла оценивались в 17 млн тонн. В России — около 900 000 тонн. Если взять потенциально «плодородные» месторождения, то получится около 62 млн тонн. Возможно, геологи разведают новые месторождения, но в любом случае лития на Земле мало.
Два года назад добыто было около 36 000 тонн. При этом 40% металла идет на аккумуляторы, 26% —на производство керамических изделий и стекла, 13% — выпуск смазочных материалов, 7% —металлургию, 4% — системы кондиционирования, 3% — медицина и полимеры.
Основные поставки лития ведутся из Австралии (18,3 тыс. тонн в год), затем Чили (14,1 тыс. тонн в год) и Аргентина (5,5 тыс. тонн в год). В ближайшее время поставщики лития планируют увеличить объемы его добычи и поставки на мировой рынок.
Кстати, компания Tesla, один из крупнейших потребителей лития, получила право на самостоятельную добычу металла в штате Невада, США. Илон Маск заявил, что его компания получила доступ примерно к 10 тыс. акров богатых литием залежей глины в Неваде.
Добыча лития в будующем
Речь о недалеком будущем, когда понадобится производить гораздо больше литиевых батарей, чем сейчас. Насколько ученые могут судить, на ближайшие несколько лет этого металла хватит всем.
С течением времени компании найдут способ снизить количество лития в батареях — уже сейчас ведутся исследования на эту тему. Скорее всего, добыча лития из рассолов тоже станет наращивать обороты, так что общие объемы металла возрастут, и весьма значительно.
Но что будет через 10-20-30 лет? Сложно сказать. Возможно, «выстрелит» новая технология производства аккумуляторов, предложенная учеными или корпорациями. А может быть, специалисты смогут изменить конструкцию текущих аккумуляторов, значительно сократив количество лития, необходимое для производства одной батареи.
В целом, пока что пути решения проблемы дефицита лития есть, и их немало. Давайте вспомним об этом вопросе лет через 5 и обсудим изменения здесь же, на Хабре. Хотелось бы надеяться, к тому времени не начнутся «литиевые войны», ведь этот металл уже называют «новой нефтью».
Получится ли у России производить литий
О перспективе дефицита лития заявил недавно заместитель директора департамента металлургии и материалов Минпромторга Владислав Демидов. «Если не будет сырья, то очень большая может быть проблема в обеспечении собственных литиевых потребностей в литийионных аккумуляторных батареях», — сказал Демидов.
Выступая в Совете Федерации, Демидов сообщил, что Россия не добывает литиевое сырье. Оно поступает в страну в виде карбоната лития в основном из Чили, Аргентины, Китая и Боливии. Китай, по словам Демидова, сам испытывает острую нехватку лития. А после приостановки поставок из Чили и Аргентины у России осталась возможность получать сырье только из Боливии, сказал он.
«От прекращения импорта сырья могут пострадать практически все российские производители и потребители литиевой продукции, начиная от компании по производству литийионных аккумуляторов «Лиотех» и заканчивая Каменск-Уральским металлургическим заводом, выпускающим полуфабрикаты из алюминий-литиевых сплавов, — соглашается независимый эксперт Леонид Хазанов. — Причем компенсировать нехватку собственной добычей литиевого сырья мы не сможем — ее в нашей стране сейчас попросту нет».
Зачем нужен литий, где и как его добывают
Литий — самый легкий в мире металл. В металлургии он используется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. В оптике он применяется для изготовления стекол, которые защищают от ультрафиолетовых лучей. Кроме того, в ядерной энергетике и атомной технике при его помощи получают радиоактивный изотоп водорода — тритий. Но львиная доля лития уходит на производство литийионных аккумуляторов. Рост спроса на электромобили привел к взлету цен на литий на 400% в прошлом году.
Цены на карбонат лития сейчас держатся выше $70 000 за т (хотя в прошлом году были примерно $13 000) из-за сильного спроса на него со стороны производителей литийионных аккумуляторов, объясняет Хазанов.
Существуют несколько способов добычи лития. При гидроминеральном способе минерализованные подземные воды закачиваются в специальные бассейны, где происходит выпаривание. Из образующегося концентрата получается карбонат лития, который используется производителями аккумуляторов во всем мире. Таким образом литий производится в так называемом «литиевом треугольнике», расположенном в Андах на границах Аргентины, Боливии и Чили. Там находится более половины мировых запасов лития.
Более дорогим способом является рудный, когда металл добывают в шахтах или карьерах из пегматитов — горных пород, содержащих разные металлы, включая литий. Литий также можно получать из отвалов отработанной руды, где металл сохранился, поскольку устаревшие технологии не позволяли извлекать его полностью, и из вышедших из употребления аккумуляторов.
По данным Геологической службы США (USGS), крупнейшие прогнозные ресурсы лития в мире по состоянию на прошлый год находились в Боливии, где они оценивались в 21 млн т, Аргентине (19 млн т), Чили ( 9,8 млн т), США (9,1 млн т), Австралии (7,3 млн т) и Китае (5,1 млн т). Прогнозные объемы запасов лития в России служба оценивает в 1 млн т.
Общая добыча лития в 2021 году составила около 100 000 т, увеличившись за год на 21%. Больше всего лития добывалось в Австралии — 55 000 т, Чили — 26 000 т, Китае — 14 000 т и Аргентине — 6200 т. Боливия в списке крупных производителей не числится. По оценке The Economist, добыча лития в Боливии в прошлом году могла составить лишь 600 т.
Это меньше, чем нужно одной только России. «Из общего объема выпуска лития из импортируемого сырья (примерно в 2000 т) 400-700 т потребляется непосредственно в России, остальные 1300-1600 т отправляются на экспорт, — рассказывает Хазанов. — Производятся аккумуляторы, стекло, керамика, смазки, алюминий-литиевые сплавы».
Проект «Норникеля» и «Росатома»
В понедельник, 25 апреля, металлургический гигант «Норникель» объявил о намерении создать совместное предприятие с «Росатомом» по освоению литиевого месторождения Колмозерское в Мурманской области и дальнейшей глубокой переработке литиевого сырья.
Колмозерское — крупнейшее (18,9% отечественных запасов) и наиболее перспективное российское месторождение литиевых руд, в настоящее время находится в нераспределенном фонде. СП «Норникеля» с «Росатомом» намерены участвовать в аукционе на лицензию по разработке месторождения. Аукцион ожидается уже в нынешнем году.
«Мировой спрос на литий, по прогнозам, может увеличиться в пять раз до 2030 года. Россия также нуждается в собственном литиевом сырье и в создании производственной цепочки от добычи руды до производства аккумуляторных батарей, — сказал Forbes cтарший вице-президент — производственный директор «Норникеля» Сергей Степанов. — В связи с этим «Норникель» и «Росатом» решили объединить имеющиеся в компаниях компетенции в рамках проекта по освоению месторождения «Колмозерское». На сегодня подписано соглашение о намерениях и разработана предварительная техническая документация по проекту». Раскрывать детали о сроках, объемах инвестиций и так далее «Норникель» отказался.
«Росатом» задумывался о добыче лития на Колмозерском месторождении еще в июле 2021 года, напоминает аналитик «Велес Капитала» Василий Данилов. Тогда первый металл планировалось получить только к 2030 году. «Сейчас к разработке Колмозерского месторождения привлечен «Норникель» — одна из крупнейших горнодобывающих компаний в мире, имеющая широкое присутствие на Кольском полуострове, — говорит эксперт. — Учитывая значительные финансовые и экспертные ресурсы «Норникеля», начало промышленной добычи лития может начаться раньше обозначенных девяти лет». Однако в любом случае речь идет о достаточно длительном сроке, что связано не только с необходимостью разработки самого месторождения, но и строительства с нуля сопутствующей инфраструктуры, обогатительных фабрик и других объектов, добавляет Данилов.
«Проект «Росатома» и «Норникеля» может оказаться труднореализуемым: несмотря на большие запасы Колмозерского месторождения, его руды отличаются сложным составом, поэтому их переработка может оказаться крайне затратной», — полагает Хазанов.
В проекте принимает участие дочернее предприятие «Росатома» — «РЭНЕРА» — производитель литийионных батарей для использования в спецтехнике, энергетике и электротранспорте.
В июле 2021 года сообщалось, что входящий в «Росатом» холдинг «Атомредмедзолото» планирует начать добычу соединений лития в Мурманской и Иркутской областях, а также в Латинской Америке до 2030 года и вложить в эти проекты более 50 млрд рублей. Назывался и предполагаемый объем добычи — до 50 000 т в год.
«Росатом» не ответил на запрос Forbes.
Проект «Газпрома» и ИНК
В начале февраля «Газпром», «Иркутская нефтяная компания» (ИНК) и Министерство промышленности и торговли подписали трехсторонний план мероприятий («дорожную карту») по реализации проекта по производству соединений лития из минерализованных подземных вод Ковыктинского газоконденсатного месторождения «Газпрома» в Иркутской области.
«Газпром» провел технико-экономическую оценку проекта, который, по предварительным оценкам, в перспективе может в значительной степени покрыть внутренний спрос на литий», — заявил во время подписания соглашения председатель правления «Газпрома» Алексей Миллер. Проект, который намерены реализовать «Газпром» и «Иркутская нефтяная компания», позволит сформировать литиевую отрасль полного цикла с хорошим экспортным потенциалом, сказал министр промышленности и торговли Денис Мантуров. В сообщении «Газпрома» не указываются сроки осуществления проекта. При этом Мантуров отметил, что этот проект — «важный, предметный шаг к решению амбициозной задачи полного обеспечения российской промышленности отечественными редкими и редкоземельными металлами к 2030 году».
«Газпром» и ИНК подписали меморандум о намерениях развивать проект добычи лития на Ковыктинском месторождении в октябре 2021 года. Тогда же было объявлено, что ИНК располагает собственными технологиями переработки литийсодержащих попутных вод и готова их адаптировать для переработки пластовых рассолов месторождения «Газпрома».
«Газпром» и ИНК не ответили на запрос Forbes. Минпромторг отказался предоставить данные по проекту, сообщив лишь, что работа над ним продолжается «в рамках дорожной карты».
Дагестан тоже хочет производить литий
О намерении организации производства карбоната лития объявил и министр промышленности Дагестана Низам Халилов. Он сказал, что в республике есть три крупных месторождения лития, на самом большом из них, Южно-Сухокумском, по его словам, можно добывать 5000-6000 т соединений лития в год. «В зависимости от запасов месторождения речь может идти как о добыче лития на территории республики, так и об организации в регионе производства полного цикла», — сказал Халилов.
По словам директора Института проблем геотермии и возобновляемой энергетики — филиала Объединенного института высоких температур РАН Алибека Алхасова, институт за последние 40 лет изучил на Северном Кавказе 92 месторождения с промышленным содержанием лития, 55 из которых находятся в Дагестане. «Берикейское, Южно-Сухокумское и Тарумовское месторождения позволяют не только полностью обеспечить потребности России в карбонате лития, но и экспортировать его в другие страны», — сказал Алхасов.
Ученый полагает, что, в связи с ограничениями на поставки лития в Россию, проект добычи лития в Дагестане может осуществиться. По приблизительным расчетам, этот проект потребует около миллиарда рублей инвестиций. «Но проект быстро окупится, и Россия не станет больше зависеть от поставок этого стратегического сырья», — отметил он.
Добыча лития: промышленный «флешмоб»
В промышленных кругах литий с лёгкой руки прозвали «белой нефтью». Бум электрического транспорта раскачал рынок литий-ионных батарей до небывалого ранее уровня, и индустрия в срочном порядке устремилась на поиски новых источников сырья.
Ставка на литий более чем оправданна: по оценке GlobalData, к 2024 году спрос на этот редкий металл увеличится в 2,5 раза. А прогноз МЭА говорит о том, что к 2040 году его востребованность на рынке вырастет аж в 40 раз.
Экстренная необходимость в развитии литиевой промышленности вылилась в так называемую скоростную добычу. Крупнейшие добывающие компании развернули масштабные «кампании» по поиску новых месторождений, а также по разработке технологий извлечения лития. Есть ли у России шансы вклиниться в полностью неизведанный рынок?
Как добывают литий?
Начнём с того, что добыча лития — сугубо творческая задача. Унифицированного способа рентабельного промышленного освоения литиевых месторождений нет и быть не может. В целом технологии извлечения лития не изучены в полной мере, существующие методы переработки получаемого сырья разнятся в зависимости от места его «залегания». Кроме того, не весь металл пригоден для производства литий-ионных батарей.
Сегодня литий добывают двумя способами: рудным и гидроминеральным. Больше всего металла содержится в растворённом состоянии в природных солевых озёрах (солончаках), и гораздо меньше запасов сосредоточено в подземных водах рудных месторождений.
Фото: mineralresources.com
Рудный способ добычи лития предполагает получение сырья из редкоземельных пегматитовых минералов, которые содержатся в шахтах или карьерах. После извлечения ценный материал направляют на переработку: посредством ряда химических процессов из пегматитов производят концентраты сподумена для последующего извлечения лития. Или же металл получают непосредственно из сподуменовых руд, однако этот способ, как правило, малорентабелен: для «добычи» одной тонны металла необходимо переработать порядка 250 т сподумена.
Гидроминеральный способ подразумевает под собой получение концентратов «белой нефти» из различных гидроминеральных ресурсов, преимущественно из соляных озёр. Суть процесса заключается в закачке воды в большие пруды — визуально они похожи на бассейны с кристально чистой водой. Затем начинается стадия сепарации лития: фактически это не добыча, а выпаривание металла из рассолов под солнцем с применением различных химикатов. После выпаривания наступает стадия осаждения для получения концентрата, из которого производят конечный продукт — карбонат лития.
Кроме того, литий можно получать из попутных вод целого ряда месторождений полезных ископаемых. К примеру, металл содержится в пластовых водах нефтегазоконденсатных месторождений.
Литиевая лихорадка
В настоящее время литиевая промышленность наиболее развита в Австралии — страна ежегодно добывает свыше 18 тысяч т лития в год. В число крупнейших производителей редкого металла также входят Боливия, Китай, страны Южной Америки (Аргентина, Чили). Главенствующие позиции на мировой арене занимают компании Talison Lithium Ltd (Австралия), SQM (Чили), Jiangxi Ganfeng Tianqi (Китай), FMC (Аргентина).
Желающих построить потенциально прибыльный бизнес на фоне бума электротранспорта нашлось предостаточно. К «литиевому флешмобу» присоединилось множество добывающих концернов-гигантов. Из последнего: австралийская компания European Metals Holdings совместно с чешским партнёром CEZ решили приступить к освоению крупнейшего в Европе литиевого месторождения Cinovec, расположенного в северо-западной части Чехии.
О своих грандиозных планах недавно объявил австралийско-британский концерн Rio Tinto. Компания планирует подготовить проект разработки литиевого месторождения Jadar на востоке Сербии. Помимо лития, участок содержит бор, так что Rio Tinto работает над созданием технологии их совместного извлечения.
Фото: sqm.com
Но, пожалуй, самый яркий пример — американский гигант Tesla, который решил развивать добычу самостоятельно и, надо сказать, откровенно нетрадиционным образом. Осенью прошлого года глава компании Илон Маск заявил, что хочет избавиться от «оков» поставщиков и для этого намеревается наладить свой бизнес по добыче «белой нефти».
Чуть позже в Bloomberg сообщили, что Tesla приобрела перспективный лицензионный участок в американском штате Невада. Находится он возле фабрики Nevada Gigafactory, где компания совместно с Panasonic выпускает литий-ионные аккумуляторы для своих электромобилей.
Любопытно, что Tesla собирается использовать новый, ещё неосвоенный способ извлечения лития. Получать металл планируется непосредственно из глинистых минералов с помощью поваренной соли. По заявлению Маска, способ не только простой и сверхдешёвый, но к тому же безопасный с точки зрения экологии. По информации портала «Хайтек+», летом 2021 года Tesla зарегистрировала патентную заявку на новую технологию, которую изначально подвергли серьёзной критике.
Добывают ли литий в России?
Сразу отвечаем: отечественная литиевая промышленность находится в зачаточном состоянии. По оценке АКРА, в России залегает около 900 тысяч т лития, при этом официальные данные о ресурсах и запасах редкого металла весьма лаконичны. В стратегии развития отрасли редких и редкоземельных металлов РФ говорится лишь о том, что на госбаланс поставлено 17 литиевых месторождений, и 13 из них числятся в нераспределённом фонде.
Согласно документу, в данный момент в России не разрабатывается ни одно месторождение лития, перспективными считаются всего два региона — Иркутская и Мурманская области (отметим, что во времена СССР на базе Забайкальского ГОКа извлекали и перерабатывали литиевые руды).
Развитие данной отрасли промышленности во многом тормозит тот факт, что на территории нашей страны литий в основном содержится в рудных залежах, разработка которых требует гораздо больших затрат в сравнении с гидроминеральным способом.
Для нужд промышленности Россия до сих пор импортирует литийсодержащие концентраты либо готовые соединения лития. Хотя отметим, что на внутреннем рынке литий не пользуется высоким спросом: в нашей стране этот металл потребляют в относительно незначительных количествах.
Тем не менее правительственные и бизнес-структуры не могли упустить шанс включиться в литиевую лихорадку, чтобы занять свою долю на мировом рынке, тем более что в ближайшем будущем появится реальная возможность заполнить потенциально свободные ниши. Так, за последние пару лет в стране появилось несколько амбициозных проектов, которые, впрочем, пока что существуют лишь на бумаге.
Примерно в одно и то же время с Tesla с громким заявлением выступило международное подразделение госкорпорации «Росатом» Uranium One. К 2030 году компания планирует занять до 10% общемирового рынка лития. Первый пункт проекта — получение нескольких лицензионных участков в Латинской Америке и Африке. Разрабатывать литиевые месторождения «дочка» «Росатома» намерена по российской технологии гидроминерального сырья, а производство конечной продукции должны локализовать на территории РФ.
Недавно «Ъ» сообщил, что горнорудный дивизион «Росатома» «АРМЗ» может начать разработку литиевых месторождений в Мурманской и Иркутской областях. По предварительной оценке, на перспективных участках можно будет ежегодно извлекать до 50 тысяч т литиевых соединений.
Проекты «Росатома» — чуть ли не единственная инициатива, исходящая от российской промышленности. Наряду с ними появились некоторые планы от представителей нефтегазового сектора. Отметим, что в России с недавних пор официально разрешили извлекать из подземных вод попутные полезные ископаемые, не относящиеся к углеводородному сырью: поправки в закон «О недрах» были приняты только летом 2020 года.
В стратегии развития отрасли редких и редкоземельных металлов РФ числится два проекта по попутному извлечению лития из пластовых вод нефтегазоконденсатных участков. Согласно документу, в период до 2025 года «Газпром» и «ИСТ Эксплорейшн» должны разработать и опробовать технологию извлечения лития из гидроминеральных рассолов Ковыктинского месторождения.
Ещё один участник программы — «Иркутская нефтяная компания» — может начать в 2022 году реализацию проекта по добыче литийсодержащих продуктов из углеводородного сырья.
Одновременно с этим к делу всё активнее подключается научное сообщество. Российские учёные начали предлагать к применению новые технологии, но о конкретных кейсах пока говорить преждевременно.
В мире начался литиевый кризис. Он еще сильнее ударит по автопрому
Мировые цены на литий не просто растут — они летят в стратосферу. Если еще летом прошлого года стоимость тонны этого материала колебалась возле отметки в $10 тыс., то в конце августа 2022 года она обновила исторический максимум — больше $79 тыс. за тонну. Подорожание почти на 800%! И главной, практически единственной причиной такого взлета стал автопром — а точнее, всемирная гонка за электромобильным будущим. Которое такими темпами может наступить намного позже, чем хотят экологи и заявляют корпорации. Как же так вышло?
С момента открытия в 1817 году и до середины XX века литий был мало кому интересен — пока в конце 1950-х мировые сверхдержавы не начали его использовать для создания водородных бомб. После окончания холодной волны спрос снова упал, чтобы возродиться уже в 1990-х: если вы читаете этот текст с мобильника или ноутбука, внутри точно стоит литий-ионный аккумулятор, как и во всей портативной электронике. Аналогичные элементы питания используются и в электромобилях — только масштабы там намного, намного больше.
Насколько велика проблема
Вот показательная статистика. По данным Bloomberg, в 2021 году на производство всей пользовательской электроники ушло 66 тыс. тонн эквивалента карбоната лития (соотношение к чистому металлу составляет 5,32:1), еще 132 тыс. тонн понадобилось на все остальные мировые отрасли — а электромобили за этот же период «употребили» 272 000 тонн! То есть на них пришлось более половины общего объема.
И это только начало. В 2020 году мировые продажи электрокаров составили 2,3 млн экземпляров, в 2021-ом их было уже почти 5 млн, а прогноз на конец этого года составляет около 8 млн. К 2025-му, согласно предсказаниям аналитиков, этот показатель должен вырасти до 20 млн, а к 2030-му — перевалить за отметку в 30 млн экземпляров ежегодно.
Это значит, что и лития для производства аккумуляторов понадобится в шесть раз больше — около 1,7 млн тонн в год. Казалось бы, в чем проблема? О грядущем нашествии электромобилей говорили уже давно, практически все мировые производители несколько лет обозначили стратегические планы, и вот теперь от слов индустрия перешла к делу — особенно китайская, где развитие машин на батарейках является вопросом государственной важности. Неужели нельзя было загодя озаботиться добычей нужного сырья?
Выражаясь простым языком, автомобильные компании проспали момент — совсем как с полупроводниками, заказы на которые были массово отменены в начале пандемии, а затем начался дефицит, который сказывается до сих пор. В 2018-2020 годах, когда продажи электромобилей даже близко не были сравнимы с нынешними, на литиевом рынке случился обвал: цена металла упала вдвое, что повлекло за собой резкое снижение инвестиций в индустрию.
По данным Bloomberg, в 2021 году инвестиции в электромобили составили $271 млрд, а вот в производство аккумуляторов — всего $7,9 млрд. Теперь же, когда потребность в литии кратно возросла, нужно наращивать добычу — только вот дело это далеко не быстрое.
Как добывают литий
Основных способов два. Первый широко используется в так называемом «литиевом треугольнике» — Аргентине, Боливии и Чили, где содержится более половины мировых запасов. Из-под земли выкачивается богатый литием рассол, после чего ему дают естественным образом выпариваться в огромных бассейнах, пока не получится суспензия, пригодная к дальнейшей переработке. Процесс занимает от 12 до 28 месяцев и позволяет добыть около 50% сырья, содержащегося в рассоле.
Вторая технология распространена в Австралии и Канаде — это горные шахты, где добывается минерал под названием сподумен. Руду отправляют главным образом в Китай, где производится больше всего аккумуляторов в мире, а там она уже перерабатывается в гидроксид или карбонат лития, пригодный для изготовления электродов или электролита.
Главная проблема в том, что быстро увеличить объемы добычи физически невозможно. Легко подсчитать, что выпаривание само по себе принесет результат только через год-два — это если представить, что у компаний нет никаких ограничений, и они прямо сейчас могут организовать много дополнительных бассейнов (что, разумеется, не так). Строительство новой шахты может занимать до десяти лет, разведка новых месторождений — процесс тоже крайне небыстрый. Например, китайцы недавно обнаружили в горах Тибета залежи примерно на миллион тонн чистого лития, но добыть его смогут очень нескоро.
Еще одно препятствие — негативная реакция общественности. Той самой, которая борется за экологию и педалирует скорейшее развитие электромобилей. Дело в том, что добыча лития — дело далеко не безвредное для природы, ведь при добыче методом выпаривания на тонну продукта расходуется около 70 тонн воды — это притом, что месторождения находятся в чертовски засушливых местах вроде пустыни Атакама.
Разработка горных пород еще хуже: она очень энергозатратна, а вместе с переработкой руды суммарные выбросы CO2 получаются в 3,5 раза выше, чем при выпаривании. Отсюда и протесты против увеличения добычи: например, в прошлом году в Сербии прошли многотысячные демонстрации, призванные остановить строительство шахты крупного международного концерна Rio Tinto. Невзирая на заявления промышленников, что все будет соответствовать высочайшим экологическим стандартам. Аналогичная ситуация складывается вокруг проектов в Португалии и Неваде.
Есть ли альтернативные варианты
Резкое увеличение спроса на литий породило массу исследовательских инициатив — все кинулись искать новые способы добычи, и тот, кто преуспеет, сорвет большой куш. Одной из самых перспективных технологий считается DLE — direct lithium extraction, или получение металла напрямую из рассола. Предполагается, что эта технология мало того что позволит уйти от длительного периода выпаривания, так еще и увеличит эффективность аж до 80%.
Но первые результаты ожидаются только в следующем году, а на промышленные масштабы DLE, если все сложится благоприятно, выйдет только лет через десять — то есть насущные проблемы это никак не решает. Переработка использованных батарей тоже не панацея. Во-первых, это само по себе дело не слишком экологичное. Но главное, что старых аккумуляторов пока попросту мало: тот гигантский объем, который выпускается прямо сейчас, выйдет из эксплуатации только через несколько лет. По прогнозам экспертов, даже в 2035 году доля «вторички» будет составлять 15-20% от общего объема производства.
Достойных альтернатив литиевым батареям пока тоже не предвидится. Несмотря на множество различных технологий, именно литий-ионные аккумуляторы остаются самым оптимальным вариантом по балансу стоимости, емкости, долговечности и безопасности. Аналитики сходятся во мнении, что заметных подвижек в этой области можно не ждать как минимум ближайшие десять лет.
Что все это значит
Похоже, электромобильная революция если не отменяется, то может серьезно затянуться. Прогнозы показывают любопытную вещь: прямо сейчас спрос на литий примерно соответствует предложению, а меры по увеличению добычи на существующих мощностях должны привести даже к некоторому избытку в 2025-2028 годах. Но при заданных темпах развития электрического транспорта литиевая индустрия просто не успеет масштабироваться настолько же быстро, и уже с 2029-го может начаться дефицит ресурсов в размере 200-300 тыс. тонн.
При этом сами добытчики, памятуя о крахе 2018-2020 годов, пока настороженно относятся к тому, чтобы инвестировать огромные деньги в свою отрасль — вдруг за текущим взлетом вдруг снова наступит падение? Поэтому в игру включаются автопроизводители: Tesla, Volkswagen, General Motors и другие начинают вкладываться непосредственно в месторождения и добывающие компании, чтобы гарантировать себе стабильный поток ресурсов.
Но не факт, что даже это заметно повлияет на общую картину. По мере замещения автомобилей на углеродном топливе электрокарами литий будет становиться «новой нефтью» — а значит, непременно продолжит дорожать. Только за последний год, по данным Bloomberg, скачок цен на сырье прибавил примерно по $1000 к финальной стоимости среднего электромобиля.
Отставание реальных темпов производства от опубликованных планов выглядит неминуемым, причем вся затея, похоже, окажется еще менее «зеленой», чем декларируют экологи. Вряд ли это заставит весь мир передумать и совсем отказаться от перехода на электричество, но автомобили с ДВС точно останутся в строю и в 2030, и в 2035, и наверняка даже в 2040 году.