Кобалтът е метал, използван в много батерии за електрически превозни средства. Новината е, че Tesla ще използва „безкобалтови“ батерии, но какъв „ресурс“ е кобалтът? Ще обобщя основните знания, които искате да знаете.
Името му е Конфликтни минерали, получени от демон
Познавате ли елемента кобалт? Той не само се съдържа в батериите на електрически превозни средства и смартфони, но се използва и в топлоустойчиви кобалтови метални сплави, като реактивни двигатели и свредла, магнити за високоговорители и, изненадващо, в рафинирането на петрол. Кобалтът е кръстен на „Коболд“ – чудовище, което често се появява в научната фантастика за подземия, и в средновековна Европа се е вярвало, че те използват магия върху мини, за да създават трудни и токсични метали. Точно така.
Независимо дали в мината има чудовища или не, кобалтът е токсичен и може да причини сериозни здравословни проблеми, като пневмокониоза, ако не носите подходящи лични предпазни средства. И въпреки че Демократична република Конго произвежда повече от половината от световния добив на кобалт, има малка мина (занаятчийска мина), където бедни хора без работа копаят дупки с прости инструменти без никакво обучение по безопасност. Често се случват инциденти с пропадания, децата са принудени да работят дълго време с ниска заплата от около 200 йени на ден и дори Аматсу е източник на средства за въоръжени групировки, така че кобалтът е редом със златото, волфрама, калая и тантала. Той е наречен конфликтни минерали.
Въпреки това, с разпространението на електрическите превозни средства и литиево-йонните батерии, през последните години световни компании започнаха да проучват дали се използва кобалт, произведен по неправилни начини, включително веригата за доставки на кобалтов оксид и кобалтов хидроксид.
Например, гигантите в производството на батерии CATL и LG Chem участват в ръководената от Китай „Инициатива за отговорен кобалт (RCI)“, работеща предимно за премахване на детския труд.
През 2018 г. беше създаден Fair Cobalt Alliance (FCA), организация за справедлива търговия с кобалт, като инициатива за насърчаване на прозрачността и легитимността на процеса на добив на кобалт. Сред участниците са Tesla, която използва литиево-йонни батерии, германският стартъп за електрически превозни средства Sono Motors, швейцарският гигант в ресурсите Glencore и китайската Huayu Cobalt.
По отношение на Япония, Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., която търгува на едро с материали за положителни електроди за литиево-йонни батерии на Panasonic, въведе „Политика за отговорно снабдяване с кобалтови суровини“ през август 2020 г. и започна надлежна проверка и мониторинг.
В бъдеще, тъй като големите компании ще стартират правилно управлявани минни проекти един след друг, работниците ще трябва да поемат рискове и да се гмуркат в малки мини, а търсенето постепенно ще намалява.
Очевидна липса на кобалт
В момента броят на електрическите превозни средства е все още малък, като общо са само 7 милиона, включително 2,1 милиона продадени в световен мащаб през 2019 г. От друга страна, общият брой на автомобилите с двигател в света се оценява на 1 милиард или 1,3 милиарда, и ако бензиновите автомобили бъдат премахнати и заменени с електрически превозни средства в бъдеще, ще е необходимо огромно количество кобалтов кобалтов оксид и кобалтов хидроксид.
Общото количество кобалт, използвано в батериите за електрически превозни средства през 2019 г., е било 19 000 тона, което означава, че средно са били необходими 9 кг кобалт на превозно средство. Производството на 1 милиард електрически превозни средства с по 9 кг всяко изисква 9 милиона тона кобалт, но общите световни запаси са само 7,1 милиона тона, а както бе споменато в началото, 100 000 тона в други индустрии всяка година. Тъй като това е метал, който се използва толкова много, той видимо е изчерпан и без това.
Очаква се продажбите на електромобили да нараснат десетократно през 2025 г., с годишно търсене от 250 000 тона, включително автомобилни батерии, специални сплави и други приложения. Дори ако търсенето на електромобили се стабилизира, то ще изчерпи всички известни в момента резерви в рамките на 30 години.
На този фон, разработчиците на батерии работят усилено ден и нощ върху това как да намалят количеството кобалт. Например, NMC батериите, използващи никел, манган и кобалт, се подобряват от NMC111 (никел, манган и кобалт са в съотношение 1:1. Количеството кобалт е постоянно намалено от 1:1) до NMC532 и NMC811, а NMC9.5.5 (съотношението кобалт е 0.5) е в процес на разработка.
Използваната от Tesla NCA (никел, кобалт, алуминий) батерия има намалено съдържание на кобалт до 3%, но Model 3, произвеждан в Китай, използва литиево-железен фосфат (LFP) без кобалт. Има и други видове батерия, които са били възприети. Въпреки че LFP е по-лоша от NCA по отношение на производителност, тя се отличава с евтини материали, стабилно захранване и дълъг живот.
И на „Денят на батериите на Tesla“, насрочен за 6:30 ч. сутринта на 23 септември 2020 г. китайско време, ще бъде обявена нова батерия без кобалт, чието масово производство с Panasonic се очаква да започне след няколко години.
Между другото, в Япония „редки метали“ и „редкоземни елементи“ често се бъркат. Редките метали се използват в промишлеността, защото „осигуряването на стабилни доставки е важно от гледна точка на политиката по отношение на металите, чието изобилие на земята е рядко или трудно за добив поради технически и икономически причини (Министерство на икономиката, търговията и промишлеността)“. Това е цветен метал, който често се използва и е общ термин за 31 вида, включително литий, титан, хром, кобалт, никел, платина и редкоземни елементи. От тях редкоземните елементи се наричат редкоземни елементи, а 17 вида, като неодим и диспрозий, използвани за постоянни магнити, са дефинирани.
На фона на липсата на кобалтови ресурси, кобалтови листове и прахове, както и кобалтови съединения като кобалтов хлорид, дори хексааминокобалтов(III) хлорид е в недостиг.
Отговорна почивка от кобалта
С увеличаването на производителността, необходима за електрическите превозни средства, се очаква батерии, които не изискват кобалт, като например изцяло твърдотелни батерии и литиево-серни батерии, да се развиват в бъдеще, така че за щастие не смятаме, че ресурсите ще бъдат изчерпани. Това обаче означава, че търсенето на кобалт ще се срине някъде.
Повратният момент ще настъпи най-рано след 5 до 10 години, а големите минни компании не са склонни да правят дългосрочни инвестиции в кобалт. Тъй като обаче виждаме края, искаме местните миньори да напуснат по-безопасна работна среда, отколкото преди кобалтовия балон.
И батериите на електрическите превозни средства, които в момента са на пазара, също трябва да се рециклират, след като изпълнят задълженията си 10 до 20 години по-късно. Това е Redwood, основана от Sumitomo Metals и бившия главен технологичен директор на Tesla Джей Би Стробел. -Materials и други вече са разработили технология за възстановяване на кобалт и ще я използват повторно с други ресурси.
Дори ако търсенето на някои ресурси временно се увеличи в процеса на еволюцията на електрическите превозни средства, ние ще се изправим пред устойчивостта и човешките права на работниците толкова твърдо, колкото кобалтът, и няма да се поддадем на гнева на Коболтите, дебнещи в пещерата. Бих искал да завърша тази история с надеждата да се превърнем в общество.