A kobalt egy fém, amelyet számos elektromos jármű akkumulátorában használnak. A hír az, hogy a Tesla „kobaltmentes” akkumulátorokat fog használni, de milyen „erőforrás” is a kobalt? Összefoglalom azokat az alapvető ismereteket, amelyeket tudni szeretnél.
A neve Konfliktusos Ásványok Démonból Származtatva
Ismered a kobalt elemet? Nemcsak az elektromos járművek (EV) és okostelefonok akkumulátoraiban található meg, hanem hőálló kobaltfémötvözetekben is használják, például sugárhajtóművekben és fúrófejekben, hangszórómágnesekben, és meglepő módon az olajfinomításban. A kobaltot a „koboldról” kapta, egy szörnyetegről, amely gyakran megjelenik a kazamata sci-fi történetekben, és amelyről a középkori Európában azt hitték, hogy varázslattal nehéz és mérgező fémeket hoznak létre a bányákban. Így van.
Akár vannak szörnyetegek a bányában, akár nincsenek, a kobalt mérgező, és súlyos egészségügyi kockázatokat, például tüdőgyulladást okozhat, ha nem visel megfelelő egyéni védőfelszerelést. És bár a Kongói Demokratikus Köztársaság termeli a világ kobalttermelésének több mint felét, egy kis bányában (kézműves bánya), ahol szegény, munkanélküli emberek ásnak lyukakat egyszerű eszközökkel, biztonsági képzés nélkül. Gyakran előfordulnak omlásos balesetek, a gyerekeket hosszú ideig kell dolgozni alacsony, napi körülbelül 200 jenes bérért, sőt, még az Amatsu is fegyveres csoportok finanszírozásának forrása, így a kobalt az arany, a volfrám, az ón és a tantál mellett konfliktusásványoknak is nevezik.
Az elektromos járművek és a lítium-ion akkumulátorok elterjedésével azonban az elmúlt években a globális vállalatok elkezdték vizsgálni, hogy nem megfelelő útvonalakon, beleértve a kobalt-oxid és a kobalt-hidroxid ellátási láncát is, előállított kobaltot használnak-e fel.
Például a CATL és az LG Chem akkumulátoróriások részt vesznek a Kína által vezetett „Felelős kobalt kezdeményezésben (RCI)”, amelynek elsődleges célja a gyermekmunka felszámolása.
2018-ban megalakult a Fair Cobalt Alliance (FCA), egy kobalttal foglalkozó tisztességes kereskedelmi szervezet, amelynek célja a kobaltbányászati folyamat átláthatóságának és legitimitásának előmozdítása. A résztvevők között van a lítium-ion akkumulátorokat felhasználó Tesla, a német Sono Motors elektromos jármű startup, a svájci Glencore erőforrásóriás és a kínai Huayu Cobalt.
Japánban a Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., amely lítium-ion akkumulátorokhoz való pozitív elektróda anyagokat nagykereskedelemmel értékesít a Panasonicnak, 2020 augusztusában kidolgozta a „Kobalt-nyersanyagok felelősségteljes beszerzésére vonatkozó politikát”, és megkezdte az átvilágítást és a monitoringot.
A jövőben, ahogy a nagyvállalatok egymás után indítják el a megfelelően irányított bányászati projekteket, a munkavállalóknak kockázatot kell vállalniuk és kisebb bányákba kell majd vetniük magukat, a kereslet pedig fokozatosan csökkenni fog.
A kobalt nyilvánvaló hiánya
Jelenleg az elektromos járművek száma még mindig kicsi, mindössze 7 millió, beleértve a 2019-ben világszerte értékesített 2,1 milliót. Másrészt a világon a motoros autók teljes száma állítólag 1 vagy 1,3 milliárd, és ha a jövőben a benzinüzemű autókat megszüntetik, és elektromos járművekkel helyettesítik, hatalmas mennyiségű kobalt-kobalt-oxidra és kobalt-hidroxidra lesz szükség.
Az elektromos járművek akkumulátoraiban felhasznált kobalt teljes mennyisége 2019-ben 19 000 tonna volt, ami azt jelenti, hogy járművenként átlagosan 9 kg kobaltra volt szükség. 1 milliárd, egyenként 9 kg-os elektromos jármű előállításához 9 millió tonna kobalt szükséges, de a világ teljes tartaléka mindössze 7,1 millió tonna, és ahogy a bevezetőben említettük, más iparágakban évente 100 000 tonna. Mivel ez egy olyan fém, amelyet ilyen sokat használnak fel, már így is láthatóan kimerült.
Az elektromos járművek eladásai várhatóan tízszeresére fognak nőni 2025-re, az éves kereslet pedig eléri a 250 000 tonnát, beleértve a járművekbe épített akkumulátorokat, speciális ötvözeteket és egyéb felhasználási módokat is. Még ha az elektromos járművek iránti kereslet stagnálna is, 30 éven belül kimerülnének a jelenleg ismert összes tartalékok.
Ennek fényében az akkumulátorfejlesztők éjjel-nappal keményen dolgoznak a kobalt mennyiségének csökkentésén. Például a nikkelt, mangánt és kobaltot tartalmazó NMC akkumulátorokat az NMC111 (nikkel, mangán és kobalt 1:1 arányban) javítja. A kobalt mennyiségét folyamatosan csökkentették 1:1 arányról NMC532-re és NMC811-re, és jelenleg az NMC9.5.5 (kobaltarány 0,5) fejlesztése is folyamatban van.
A Tesla által használt NCA (nikkel, kobalt, alumínium) kobalttartalma 3%-ra csökkent, de a Kínában gyártott Model 3 kobaltmentes lítium-vas-foszfát akkumulátort (LFP) használ. Vannak más, átvett minőségek is. Bár az LFP teljesítmény tekintetében gyengébb az NCA-nál, olcsó anyagokból, stabil ellátással és hosszú élettartammal rendelkezik.
A kínai idő szerint 2020. szeptember 23-án reggel 6:30-kor kezdődő „Tesla Akkumulátor Napon” egy új, kobaltmentes akkumulátort fognak bejelenteni, amelynek tömeggyártása várhatóan néhány éven belül megkezdődik a Panasonicnál.
Egyébként Japánban gyakran összekeverik a „ritka fémeket” és a „ritkaföldfémeket”. A ritka fémeket azért használják az iparban, mert „politikai szempontból fontos a stabil ellátás biztosítása azon fémek között, amelyek bősége a Földön ritka vagy technikai és gazdasági okokból nehezen kinyerhető (Gazdasági, Kereskedelmi és Ipari Minisztérium)”. Ez egy gyakran használt színesfém, és 31 típus általános elnevezése, beleértve a lítiumot, titánt, krómot, kobaltot, nikkelt, platinát és ritkaföldfémeket. Ezek közül a ritkaföldfémeket ritkaföldfémeknek nevezik, és 17 fajt, például a neodímiumot és a diszpróziumot, amelyeket állandó mágnesekhez használnak, definiálnak.
A kobaltforrások hiánya miatt a kobalt fémlemez és -por, valamint a kobaltvegyületek, például a kobalt-klorid, sőt a hexaamin-kobalt(III)-klorid is hiánycikknek számít.
Felelős szünetet tartunk a kobalttól
Ahogy az elektromos járművek teljesítményigénye növekszik, várható, hogy a jövőben olyan akkumulátorok is fejlődni fognak, amelyek nem igényelnek kobaltot, mint például a teljesen szilárdtest akkumulátorok és a lítium-kén akkumulátorok, így szerencsére nem gondoljuk, hogy az erőforrások kimerülnének. Ez azonban azt jelenti, hogy a kobalt iránti kereslet valahol összeomlik.
A fordulópont legkorábban 5-10 év múlva fog eljönni, és a nagyobb bányászati vállalatok vonakodnak hosszú távú befektetéseket eszközölni a kobaltba. Mivel azonban a végét látjuk, azt szeretnénk, hogy a helyi bányászok biztonságosabb munkakörnyezetben távozzanak, mint a kobaltbuborék előtt volt.
A jelenleg piacon lévő elektromos járművek akkumulátorait is újra kell hasznosítani, miután 10-20 évvel később befejezték szolgálatukat. Ezt a Sumitomo Metals és a Tesla korábbi technológiai igazgatója, J. B. Strobel alapította Redwood céget. -A Materials és mások már kidolgozták a kobalt-visszanyerési technológiát, és más erőforrásokkal együtt újrahasznosítják.
Még ha az elektromos járművek fejlődése során átmenetileg meg is nő bizonyos erőforrások iránti igény, a fenntarthatósággal és a munkavállalók emberi jogaival ugyanolyan határozottan fogunk szembenézni, mint a kobalttal, és nem fogjuk megdögölni a barlangban megbúvó koboltok haragját. Szeretném ezt a történetet azzal a reménnyel zárni, hogy társadalommá válhatunk.