Kobaltas yra metalas, naudojamas daugelyje elektromobilių akumuliatorių. Naujienose teigiama, kad „Tesla“ naudos akumuliatorius be kobalto, bet koks „išteklius“ yra kobaltas? Apibendrinsiu pagrindines žinias, kurias norite sužinoti.
Jo pavadinimas yra „Konfliktiniai mineralai, gauti iš demono“.
Ar žinote elementą kobaltas? Jis randamas ne tik elektromobilių ir išmaniųjų telefonų baterijose, bet ir karščiui atspariuose kobalto metalo lydiniuose, tokiuose kaip reaktyviniai varikliai ir grąžtai, garsiakalbių magnetuose ir, stebėtina, naftos perdirbime. Kobaltas pavadintas „koboldo“ vardu – pabaisos, kuri dažnai pasirodo požemių mokslinėje fantastikoje. Viduramžių Europoje buvo tikima, kad jie magiškai gaudo kasyklas, kad sukurtų sunkiai iškasamus ir toksiškus metalus. Taip, teisingai.
Nesvarbu, ar kasykloje yra monstrų, ar ne, kobaltas yra toksiškas ir gali sukelti rimtų pavojų sveikatai, tokių kaip pneumokoniozė, jei nenaudojamos tinkamos asmeninės apsaugos priemonės. Ir nors Kongo Demokratinė Respublika pagamina daugiau nei pusę pasaulio kobalto, mažoje kasykloje (amatininkų kasykloje), kurioje neturtingi žmonės be darbo kasa duobes paprastais įrankiais be jokių saugos mokymų, dažnai įvyksta griūtys, vaikai yra priversti ilgai dirbti už mažą, apie 200 jenų per dieną, atlyginimą, ir net „Amatsu“ yra ginkluotų grupuočių lėšų šaltinis, todėl kobaltas yra šalia aukso, volframo, alavo ir tantalo. Jis pradėtas vadinti konfliktinių mineralų šaltiniais.
Tačiau pastaraisiais metais, plintant elektromobiliams ir ličio jonų akumuliatoriams, pasaulinės kompanijos pradėjo tirti, ar nėra naudojamas netinkamais būdais, įskaitant kobalto oksido ir kobalto hidroksido tiekimo grandinę, pagamintas kobaltas.
Pavyzdžiui, akumuliatorių gigantai CATL ir „LG Chem“ dalyvauja Kinijos vadovaujamoje „Atsakingo kobalto iniciatyvoje“ (RCI), kurios pagrindinis tikslas – panaikinti vaikų darbą.
2018 m. buvo įkurta sąžiningos kobalto prekybos organizacija „Fair Cobalt Alliance“ (FCA), kuria siekiama skatinti kobalto kasybos proceso skaidrumą ir teisėtumą. Tarp dalyvių yra ličio jonų baterijas naudojanti „Tesla“, Vokietijos elektromobilių startuolis „Sono Motors“, Šveicarijos išteklių milžinė „Glencore“ ir Kinijos „Huayu Cobalt“.
Žvelgiant į Japoniją, „Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.“, kuri „Panasonic“ tiekia teigiamų elektrodų medžiagas ličio jonų akumuliatoriams, 2020 m. rugpjūtį nustatė „Atsakingo kobalto žaliavų pirkimo politiką“ ir pradėjo deramą patikrinimą bei stebėseną.
Ateityje, kai didžiosios įmonės vieną po kito pradės tinkamai valdomus kasybos projektus, darbuotojams teks rizikuoti ir nerti į mažas kasyklas, o paklausa pamažu mažės.
Akivaizdus kobalto trūkumas
Šiuo metu elektromobilių skaičius vis dar mažas – iš viso jų yra tik 7 milijonai, įskaitant 2,1 milijono, parduotų visame pasaulyje 2019 m. Kita vertus, bendras variklių automobilių skaičius pasaulyje yra 1 arba 1,3 milijardo, o jei ateityje benzininiai automobiliai bus panaikinti ir pakeisti elektromobiliais, reikės milžiniško kiekio kobalto kobalto oksido ir kobalto hidroksido.
2019 m. elektromobilių baterijose iš viso buvo sunaudota 19 000 tonų kobalto, o tai reiškia, kad vienai transporto priemonei vidutiniškai reikėjo 9 kg kobalto. 1 milijardui elektromobilių, kurių kiekvienoje būtų po 9 kg, pagaminti reikia 9 milijonų tonų kobalto, tačiau bendros pasaulinės atsargos tesiekia 7,1 milijono tonų, o kaip minėta pradžioje, kitose pramonės šakose kasmet sunaudojama 100 000 tonų. Kadangi tai yra labai daug sunaudojamas metalas, jis ir taip akivaizdžiai išeikvotas.
Tikimasi, kad 2025 m. elektromobilių pardavimai išaugs dešimt kartų, o metinė paklausa, įskaitant transporto priemonėse įmontuotas baterijas, specialius lydinius ir kitas reikmenis, sieks 250 000 tonų. Net jei elektromobilių paklausa sumažėtų, per 30 metų būtų išeikvotos visos šiuo metu žinomos atsargos.
Atsižvelgiant į tai, akumuliatorių kūrėjai dieną naktį sunkiai dirba, kad sumažintų kobalto kiekį. Pavyzdžiui, NMC akumuliatoriai, kuriuose naudojamas nikelis, manganas ir kobaltas, yra tobulinami naudojant NMC111 (nikelio, mangano ir kobalto santykis yra 1:1. Kobalto kiekis buvo nuolat mažinamas nuo 1:1) iki NMC532 ir NMC811, o šiuo metu kuriamas NMC9.5.5 (kobalto santykis yra 0,5).
„Tesla“ naudojamoje nikelio, kobalto ir aliuminio baterijoje kobalto kiekis sumažintas iki 3 %, tačiau Kinijoje gaminamame „Model 3“ automobilyje naudojamas ličio geležies fosfato akumuliatorius (LFP) be kobalto. Taip pat yra priimtų rūšių. Nors LFP našumu prastesnis už NCA, jis pasižymi pigiomis medžiagomis, stabiliu tiekimu ir ilgu tarnavimo laiku.
O „Tesla“ baterijų dienoje, kuri vyks 2020 m. rugsėjo 23 d., 6:30 val. ryto Kinijos laiku, bus pristatyta nauja baterija be kobalto, kurios masinė gamyba „Panasonic“ įmonėje prasidės po kelerių metų.
Beje, Japonijoje „retieji metalai“ ir „retųjų žemių elementai“ dažnai painiojami. Retieji metalai pramonėje naudojami, nes „stabilaus tiekimo užtikrinimas yra svarbus politikos požiūriu tarp metalų, kurių gausa Žemėje yra reta arba sunkiai išgaunama dėl techninių ir ekonominių priežasčių (Ekonomikos, prekybos ir pramonės ministerija)“. Tai dažnai vartojamas spalvotasis metalas, kuris yra bendrinis terminas, apimantis 31 rūšį, įskaitant litį, titaną, chromą, kobaltą, nikelį, platiną ir retuosius žemių elementus. Iš jų retieji žemių elementai vadinami retaisiais žemių elementais, o 17 rūšių, tokių kaip neodimis ir disprozis, naudojamos nuolatiniams magnetams.
Trūkstant kobalto išteklių, trūksta kobalto metalo lakštų ir miltelių bei kobalto junginių, tokių kaip kobalto chloridas ir net heksaaminkobalto(III) chloridas.
Atsakingas pertraukimas nuo kobalto
Didėjant elektromobilių našumui, tikimasi, kad ateityje vystysis baterijos, kurioms nereikia kobalto, pavyzdžiui, kietojo kūno baterijos ir ličio sieros baterijos, tad, laimei, nemanome, kad ištekliai išseks. Tačiau tai reiškia, kad kobalto paklausa kažkur sumažės.
Lūžio taškas ateis anksčiausiai po 5–10 metų, o didžiosios kasybos įmonės nenoriai investuoja į kobaltą ilgalaikėse perspektyvose. Tačiau kadangi matome pabaigą, norime, kad vietos kalnakasiai paliktų saugesnę darbo aplinką nei buvo iki kobalto burbulo.
Šiuo metu rinkoje esančių elektromobilių akumuliatoriai taip pat turi būti perdirbti po 10–20 metų, kai jie baigia savo tarnybą. Tai daro „Redwood“, kurią įkūrė „Sumitomo Metals“ ir buvęs „Tesla“ technologijų vadovas J. B. Strobelis. „Materials“ ir kiti jau sukūrė kobalto išgavimo technologiją ir ją pakartotinai naudos su kitais ištekliais.
Net jei kai kurių išteklių paklausa laikinai padidės elektromobilių evoliucijos procese, mes su tvarumu ir darbuotojų žmogaus teisėmis susidursime taip pat tvirtai, kaip su kobaltu, ir nepasiduosime oloje slypinčių koboltų rūstybei. Norėčiau šią istoriją užbaigti viltimi tapti visuomene.