Сколько нужно редкоземельных металлов для декарбонизации?

[ny_quant]

На этот животрепещущий вопрос отвечает группа ученых в публикации в журнале Nature:

deploying EVs with 40–100% penetration by 2050 can increase lithium, nickel, cobalt, and manganese demands by 2909–7513%, 2127–5426%, 1039–2684%, and 1099–2838%, respectively, and grow platinum group metal requirement by 131–179% in the 48 investigated countries, relative to 2020

Ещё раз, медленно. Для полного перехода на EVs нужно увеличить добычу:

Лития в 75 раз
Никеля в 54 раза
Кобальта в 27 раз
Марганца в 28 раз.

Потребности можно несколько снизить за счет recycling of used batteries, которое пока что на нуле.

Comments

[i_eron]

Во-первых, я, очевидно, придираюсь к мелочам, тем самым неявно подтверждая согласие с основной мыслью. Это у меня баг такой, вроде того мальчика, который всё детство молчал, а потом сказал, что суп пересолен ("до сих пор всё было в порядке"). Кажется, это называется педантизм, а может, занудство.

Во-вторых, мне чуточку лень разбирать статью по-настоящему, но первое впечатление такое, что эти цифры про увеличение во много раз относятся не ко всему потреблению, а только к потреблению машинками на батарейках. Например, про марганец они, вроде, пишут, что его в 2050 году потребуется 0.2-0.5 млн. тонн (похвально называя наши миллионы тонн тераграммами), тогда как всего в мире его уже сегодня добывают 50 млн. тонн в год. Обеспечить лишние полмиллиона тонн марганца в год к 2050 году - это тьфу. Чисто для порядка величины, этих металлов идёт в батарейку порядка 10кг, если машинок будет 100 млн в год, то понадобится где-то по миллиону тонн каждого металла. В статье они, конечно, более точно считают, я тут просто проверяю, что порядок величины правильный. С другими металлами, кроме марганца, это количество уже не тьфу, а серьёзное увеличение производства, это верно.

В-третьих, такие прогнозы обычно исходят из сегодняшнего положения. Например, они оценивают запасы металла - на сегодня. Эта оценка сильно зависит от цен - если цены повысятся, станет рентабельной добыча там, где сегодня она нерентабельна, и "запасы" увеличатся. Она зависит от техники добычи, которая всё время улучшается. Она зависит от новых месторождений, которые находят всё время и найдут много к 2050 году. Количество металлов на одну батарейку будет оптимизироваться. Переработка старых батарей станет рентабельной и массовой, уменьшив спрос на новодобытые металлы и т.п.

В-четвёртых, технология батареек, если мир и вправду начнёт переходить на машинки на батарейках, будет меняться. Литий выглядит действительно фундаментальным металлом для этой технологии, а остальным металлам, возможно, найдут альтернативы до 2050 года. Лития полно в морской воде, добыча оттуда сегодня, кажется, нерентабельна, но при повышении цен / увеличении спроса / развитии технологий добычи она станет рентабельной.

Короче говоря, совершенно правильно, что массовый переход на электрические машинки существенно увеличит спрос на некоторые металлы. Промышленность с этим так или иначе справится, хотя детали этого процесса будут интересными. Настоящие проблемы с этим переходом, однако, не в дефиците металлов.

[tamgdenasnet.livejournal.com]

Что-то в результаты статьи мне верится с трудом. Марганца, кобальта и никеля а) много, б) они много где используются еще и в батареях их много не надо по сравнению с добавками к сталям, где их используют. И переработка старых батарей обязательно появится, хотя бы ради лития.

[i_eron]

Так я и знал - не выйдет отделаться парой циферок, надо больше.

> "много не надо"

Спрашиваем у гугла, сколько их в батарейке. Гугл говорит разное. Лития, говорит, 63кг в Тесле, а в других батарейках - 8кг. Потом оказывается, что 63кг - это в пересчёте на карбонат, а самого лития в Тесле 12кг (так мы и думали, 63кг чистого лития в легковую машину явно не влезет). Хорошо, посмотрим сюда, они выглядят менее вздорными, чем большинство ссылок:

Алюминий 35кг
Никель 29кг
Медь 20кг
Марганец 10кг
Кобальт 8кг
Литий 6кг

Дальше, машин в год в мире производят 80 миллионов. Если верить, что к 2050 году люди перейдут на электрические, и что экономику это не обрушит (ведь если обрушит, то и проблемы нет), допустим, будут производить 100 миллионов электрических машин в год. Выходит, металлов потребуется от 3.5 млн тонн (алюминий) до 0.6 миллионов тонн (литий). Чтоб понять, много это или мало, посмотрим, сколько их производят сегодня:

Алюминий 68 млн. тонн
Никель 2.8
Медь 22
Марганец 50
Кобальт 0.19
Литий 0.13

Иначе говоря, дополнительное производство металлов по отношению к сегодняшнему будет:

Алюминий 5%
Никель 100%
Медь 9%
Марганец 2%
Кобальт 400%
Литий 460%

То есть никеля потребуется "много", кобальта и лития - "очень много", а остальные - тьфу. Но страшно-ужасные проценты из статьи всё-таки на беглый взгляд не достигаются. Не знаю, почему, но предполагаю, что они пишут проценты не от "всего" сегодняшнего потребления, а только от "батарейкиного" сегодняшнего потребления. То есть, чуточку мухлюют, страху нагоняют.

Мне тоже странно, что кобальта производят так мало, я думал - на порядок больше, для сталей. Не знаю, как они считают, ведь какую-то (небольшую?) часть кобальта производят из примеси в железных рудах прямиком в стали, без разделения, может, эта часть кобальта не считается за "производство кобальта". А если припрёт, то начнут вычищать оттуда кобальт - если батарейкам очень надо, стали перебьются. Хотя, пишут, что сегодня 57% всего кобальта идёт в батарейки и только 14% - в стали (удивительно!). Для сравнения, в одном айфоне 10г кобальта, так что в 200 миллионах айфонов, которые мы продаём в год, кобальта 2000 тонн, а всего в полутора миллиардах смартфонов - где-то 15 тысяч тонн. Одна электрическая машинка - как 800 смартфонов. И в одних только смартфонах сегодня почти 10% всего мирового кобальта!

Я согласен, что будет переработка и всякая другая экономия. И я согласен, что все эти металлы совсем не редкие, их много, и если понадобится, их производство нарастят без больших проблем (хотя, возможно, с интересными подробностями). Но главное, я никак не могу поверить, что к 2050 году люди целиком пересядут на электрические машинки, и вовсе не из-за кобальта с литием. Поживём-увидим.

[ny-quant.livejournal.com]

Это да, проблемы с добычей металлов будут наверное не самые критические.

[tamgdenasnet.livejournal.com]

Мне тоже удивительно про кобальт. И столь значительное увеличение его производства таки может быть проблемой, так как месторождений руды с большим процентом кобальта не так много. Прогноз на элетромобили в 2050 году у нас есть умеренный шанс проверить лично.

[i_eron]

Я думаю, что прогноз в 100-200 миллионов электрических машин в год на 2050 год станет выглядеть очевидно завышенным задолго до 2050 года, так что шанс у нас есть. Ну, или наоборот, если производство электромобилей, допустим, превысит производство старомодных ДВС, станет очевидным, что и полное замещение не за горами.

Да, кобальт выглядит наибольшей проблемой из этих металлов, больше лития. Но, в отличие от лития, который в этих батарейках, видимо, незаменим, кобальту за столько лет интенсивного развития этих технологий смогут найти альтернативу. И потом, сегодня кобальт стоит $35 за кило, то есть в одну машинку его кладут на $280. А саму машинку продают, допустим, за $30,000. То есть, кобальт в ней - около 1% цены. Если кобальт подорожает даже в 10 раз, это будет, конечно, неприятно для производителей и покупателей электромашинок, но отрасль от такого не обрушится. С другой стороны, если он подорожает в 10 раз, то мусор во всех отработанных месторождениях превратится в рентабельную руду, и всякие разведанные в прошлом месторождения, отвергнутые за нерентабельность, тоже вдруг станут очень прибыльными. Нехватка кобальта просто приведёт к росту цены на него, и/или к появлению конкурентоспособных альтернатив, пока проблема не решится, и цене есть куда расти.