Летом 2020 года Москва полностью отказалась от одного из символов города – троллейбуса: власти сочли их недостаточно маневренными и решили заменить автобусами с электродвигателем. Теперь на улицах города все чаще встречаются синие электробусы с большими окнами и просторными площадками. Питается электробус от литиевых аккумуляторов — их подзаряжают на конечных остановках.
Московские электробусы собирают в башкирском городе Нефтекамске на заводе «НЕФАЗ», дочернем предприятии КамАЗа. В ближайшее время сборочное производство планируют частично перенести в столицу — на Сокольнический вагоноремонтно-строительный завод.
«Кузовная мастерская и всё, что касается шасси, останется в Нефтекамске, а установка всех систем, включая батарею, будет осуществляться в Москве», — рассказали в пресс-службе КАМаЗ.
Каждый год завод планирует выпускать по 450 электробусов, то есть повысить мощности более чем в два раза: за предыдущие два года (с сентября 2018 по декабрь 2020) КамАЗ поставил в Москву 400 электробусов.
Интересно, что литий, из которого делают аккумуляторы электробусов, скорее всего поступает к нам из Южной Америки, проделывая путь в десятки тысяч километров. Почему же этот металл не добывают в России? И какие экологические риски связаны с производством батарей?
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.
Где и как добывают редкий металл
Существует два способа добычи лития: рудный и гидроминеральный. В первом случае металл добывают в шахтах или карьерах, во втором — из подземных рассолов.
Рудный способ дороже, зато позволяет добыть литий быстрее, чем за месяц. Его использовали до 1990-х годов XX века — пока в Чили не научились извлекать литий из рассолов.
Выглядит это так: концентрат, в котором содержится литий, с помощью мощных насосов выкачивают из-под земли и пропускают через несколько «очистительных» бассейнов, чтобы повысить содержание металла в рассоле. На этом этапе требуется много воды и яркого солнечного света. С высоты бассейны выглядят как гигантские шахматные доски, рассеченные дорогами для рабочих и транспорта. Таким способом добывают литий в одном из самых странных и красивых мест Боливии — солончаковой пустыне Салар-де-Уюни.
«Рассольный» способ добычи дешевле: как правило, концентрат залегает на небольшой – не более двух метров — глубине. Но сам процесс выпаривания небыстрый, он может занимать до 18 месяцев. После этого рассол нужно обогатить — отделить хлориды натрия, калия и магния. В результате получается сырье, из которого изготавливают аккумуляторы — в том числе для московских электробусов.
Сейчас среди стран-лидеров по добыче редкого металла — Боливия, Аргентина, Чили, Австралия, Китай. По данным геологической службы США, подтвержденные мировые запасы лития на 2019 год составляют 17 млн тонн. В России хранится около 1 млн тонн запасов – литиевый потенциал страны сопоставим с Мали и Сербией.
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.
Как обстоят дела с литием в России
В России запасы лития есть, но его никто не добывает. Во-первых, стартовый акционный платеж, с которого начинаются торги (по закону российские литиевые месторождения государство распределяет только через аукцион), стоит слишком дорого. Так, стартовый платеж на месторождении Кольского полуострова достигает 1 млрд 100 млн рублей. А затраты на разведку, по оценкам геологов, могут составить еще 500-600 млн рублей.
«Для коммерческих компаний такие цены неподъемны. Месторождение становится настолько дорогим, что его экономически невыгодно разрабатывать. Гораздо дешевле купить литий за рубежом», — говорит главный геолог Красноярского химико-металлургического завода Николай Ворогушин.
Подтвержденные запасы редкого металла есть на Кольском полуострове, в республике Тува, в Иркутской области — все это рудные месторождения. Первый и единственный литиевый рудник, на котором велась добыча, расположен в Забайкалье. В советские годы там отработали около 40% запасов, а в 1997 году месторождение законсервировали «из-за неблагоприятной экономической обстановки». Сейчас стартовый аукционный платеж там стоит 3 млрд рублей.
Кроме того, в октябре 2020 года правительство подняло налог на добычу полезных ископаемых в два раза, что создало преграду для разработки новых месторождений.
«Почти все российские запасы лития были подсчитаны и поставлены на баланс в конце 50-х годов XX века. До последнего времени они не были никому интересны, потому что необходимость в литии была небольшая. Один рудник в Забайкалье перекрывал все потребности», — вспоминает Ворогушин.
Все российские заводы, которые производят литиевые аккумуляторы, закупают иностранное сырье. Например, летом 2019 года Росатом и министерство энергетики Боливии договорились о совместной разработке боливийских месторождений лития. Для аккумуляторов используют только высокочистый литий — такой производят на трех заводах в России, отмечает геолог. Один из производителей литий-ионных аккумуляторов и систем на их основе — компания «Лиотех» в Новосибирске, портфельная компания РОСНАНО. «Лиотех» подтвердил нам, что сырье для аккумуляторов действительно поступает из-за границы: предприятие использует катодные порошки китайского производства.
«Закупка иностранного сырья сопряжена с типовыми сложностями закупки иностранных товаров: поиск надежного поставщика, качественного сырья, сроки доставки, стоимость доставки и тд. По сравнению со стоимостью сырья для китайских производителей аккумуляторов конечно удорожает, поскольку возникают дополнительные расходы на логистику», — объяснили «Экосфере» в пиар-службе компании.
По словам Ворогушина, на данный момент Россия зависит от иностранных поставщиков лития и скачков цен на рынке, хотя было бы разумно создать собственное производство полного цикла.
«Литиевые аккумуляторы — продукт перспективный: это не только электробусы, но и вся ветровая, солнечная, волновая энергетика. Любая нетрадиционная энергетика требует больших аккумуляторных мощностей», — отмечает Ворогушин.
Переработать или найти альтернативу
Чтобы литиевые батареи действительно стали «зеленой» альтернативой бензину, их следует правильно утилизировать. Причем это касается всех владельцев гаджетов, а не только электромобилей.
«Как правило, электрокары покупают люди, которые заботятся об окружающей среде — вряд ли у них возникнут проблемы с правильной утилизацией аккумуляторов. То же касается и электробусов: в Москве городская система утилизации налажена довольно хорошо. Большие литиевые аккумуляторы в России утилизируют давно. Проблема была именно с переработкой бытовых батарей от гаджетов и ноутбуков», — говорит координатор движения МосЭко и сооснователь экоцентра «Сборка» Анна Нафиева.
В России литиевые батареи перерабатывают на двух предприятиях: «НЭК» в Ярославле и «Мегаполисресурс» в Челябинске. В Санкт-Петербурге есть предприятие, которое утилизирует опасные отходы, но переработкой батарей оно не занимается.
На заводе аккумуляторы отделяют от обычных батареек — чаще всего вручную. Затем отходы дробят, разделяя металлическую часть и внутренний электролит, а после из полученного содержимого с помощью химических процессов выделяют другие металлы — например, цинк, который используют в лакокрасочных изделиях.
Между тем исследования, проведенные в Австралии, показали: только 2% из 3300 тонн литий-ионных отходов страны перерабатываются. Люди часто выбрасывают старую технику на свалку, где ионные жидкости и металлы могут загрязнить почву и подземные воды. Ученые Бирмингемского университета пытаются найти способ сделать литиевые батареи более безопасными для переработки, а также продлить жизнь аккумуляторов. В исследования было инвестировано около 120 млн фунтов стерлингов.
Есть и более радикальные взгляды. Например, автор книги об экономике и изменении климата «Борьба с огнем» Джонатан Нил уверен: «батареи не обязательно должны быть сделаны из лития». Он напоминает, что первый литий-ионный аккумулятор появился только в 1991 году, а электромобили были придуманы задолго до этого.
Возможно, со временем люди найдут еще более экологичные способы передвижения, но пока мы можем ездить на российских электробусах и помнить: в них бьется литиевое сердце из недр Южной Америки.
