Война внизу. Литий, медь и глобальная битва за энергию для нашей жизни - Ernest Scheyder

В отличие от бензина или дизельного топлива, которые сгорают при работе двигателей внутреннего сгорания, литий, медь и другие металлы в литий-ионных батареях могут быть использованы повторно, если их можно извлечь из батареи и переработать. Литий не теряет своей способности держать заряд только потому, что он пролежал в батарее двадцать лет. Однако многим странам не хватает инфраструктуры для достижения этой цели. Если бы было построено больше пунктов переработки электронных отходов, меньше вагонов взрывалось бы, а больше металлов возвращалось бы в новые батареи, а не валялось на свалках или в случайных ящиках и шкафах в обычном доме. В 2017 году, когда произошел инцидент с хьюстонским вагоном, в США было продано менее 200 000 электромобилей, хотя это меркнет на фоне сотен миллионов сотовых телефонов и других потребительских устройств, построенных на литий-ионных батареях. По оценкам Организации Объединенных Наций, из 53,6 миллиона тонн электронных отходов, образовавшихся в мире в 2019 году, только 17,4 процента было собрано для переработки. В результате медь и другие металлы стоимостью более 57 миллиардов долларов оказались на обочине, неиспользованными и, по сути, выброшенными на ветер. По результатам исследования, проведенного в шести европейских странах, почти половина опрошенных заявили, что хранят бытовую электронику, которую можно переработать, поскольку рассчитывают использовать ее в будущем. Разбирая батарею, вы целенаправленно наносите повреждения элементам батареи, создавая условия, которые могут привести к взрыву. Предприятия, которые собираются перерабатывать такие батареи, должны быть готовы к такой возможности. Риск взрыва на предприятии по переработке аккумуляторов гораздо выше, чем при проносе iPhone в самолет. Тем не менее, переход к "зеленой" энергетике подпитывается растущим пониманием того, что для борьбы с изменением климата необходимо больше металлов, и с этим, похоже, согласны даже горнодобывающие компании. В начале 2020-х годов основным сырьем для перерабатывающей промышленности был лом от производства аккумуляторов EV. Ожидается, что к середине 2030-х годов основным сырьем станут выброшенные батареи электромобилей.

В большинстве своем горнодобывающие компании согласны с тем, что переработка может стать вызовом для их бизнес-модели, но только не в ближайшее время. "В геологическом плане существует ограниченный период времени - от тридцати до пятидесяти лет - для разработки этих минеральных ресурсов. Вы не собираетесь разрабатывать их через пятьдесят лет. Будут другие способы, хотя литий по-прежнему будет востребован. Значительная его часть будет поступать из вторичной переработки", - заявил на отраслевой конференции в начале 2022 года Мартин Перес де Солай, глава Allkem, литиевой компании, расположенной на четырех континентах.

Однако индустрия переработки отходов развивалась не так быстро, как "зеленая" энергетическая революция. Этот факт подчеркивается не только растущей популярностью электромобилей, но и нехваткой центров утилизации по всем Соединенным Штатам и миру. И это была проблема, которую два инженера уже начали решать к тому моменту, когда в Хьюстоне взорвался вагон.

Те железнодорожные вагоны, которые грохочут по Хьюстону и другим крупным мировым городам, являются предвестниками развития, которое в целом является положительным. Слишком часто старую электронику просто выбрасывают. Если не увеличивать количество перерабатываемой электроники, мировые свалки вырастут до совершенно неуправляемых размеров, а мировые запасы кобальта, никеля и других металлов истощатся. Ежегодно в мире образуется около 50 миллионов тонн электронных отходов, что примерно соответствует объему всех когда-либо построенных коммерческих самолетов. При этом лишь пятая часть этого объема перерабатывается. Без какого-либо вмешательства к 2050 году эта цифра подскочит до 120 миллионов тонн в год. В 2019 году все автомобили EV, выпущенные на дороги, произвели около 500 000 тонн отходов от батарей, а к 2040 году эта цифра может достигнуть 8 миллионов тонн.

Производители, особенно производители EV, к 2020 году только начали задумываться о том, как создать продукцию, которую можно будет легко перерабатывать. Для EV это особенно сложно из-за различий в химическом составе батарей. Некоторые автопроизводители могут предпочесть батареи для EV с высоким содержанием никеля, чтобы увеличить запас хода; другие автопроизводители могут выбрать для EV батареи с высоким содержанием железа, известные как LFP, которые, как правило, дешевле. Что касается частей электроники, которые не входят в состав батарей, то их переработка не всегда очевидна и проста, но экономически необходима. Например, при переработке редкоземельных металлов расходуется на 88 процентов меньше энергии, чем при их добыче и производстве.

Бизнес-модели для переработки литий-ионных батарей еще не были созданы на заре перехода к "зеленой" энергетике, хотя успешных примеров, которые можно было бы использовать в качестве "северных звезд", было предостаточно. Компания Coors, культовый производитель пива, выпустила первую алюминиевую банку для напитков в 1959 году с изюминкой: покупатели получали пенни обратно за каждую возвращенную банку. Coors знала, что перерабатывать банки гораздо дешевле, чем производить новые. Свинцово-кислотные аккумуляторы к концу двадцатого века было запрещено выбрасывать на многие свалки . Кроме того, они обычно изготавливаются одинаково, независимо от производителя. Почти все свинцово-кислотные батареи в настоящее время, как следствие, перерабатываются; еще в 1930-х годах свинец представлялся потребителям как заем, а не как продажа. Однако по мере того, как электромобили и другие устройства, использующие экологически чистую энергию, становятся массовыми, не существует ни широко распространенного финансового стимула для переработки их батарей, ни широкого запрета на их захоронение на свалках.

Подобно тому, как Китай контролирует мировой рынок минералов для "зеленой" энергетики, он в значительной степени контролирует рынок переработки литий-ионных батарей, имея более чем в три раза больше существующих и планируемых мощностей по переработке, чем США. Китай также лидирует в мире по исследованиям в области переработки батарей, значительно опережая Японию, Южную Корею и США, три ближайшие страны по количеству исследований. Химический состав батарей меняется со временем, но многие старые литий-ионные батареи, которые будут подлежать утилизации к 2030 году, содержат большое количество кобальта - металла, который чаще всего добывается в Демократической Республике Конго в соответствии с нормами безопасности и трудовыми стандартами, против которых выступают многие производители. Таким образом, если перерабатывать больше батарей, содержащих кобальт, значит, меньше полагаться на шахты Конго в поисках новых источников голубоватого металла. И хотя выбросы парниковых газов при производстве EV выше, чем при производстве двигателя внутреннего сгорания, батареи EV можно перерабатывать снова и снова - плюс для окружающей среды.

"Есть возможность переосмыслить добычу полезных ископаемых и рассмотреть источники этих материалов, которые уже находятся в земле", - говорит Лиза Джексон, которая при президенте Обаме руководила Агентством по охране окружающей среды США. Инженер-химик по образованию, Джексон пришла в Apple после ухода из