Кобальт – це метал, який використовується в багатьох акумуляторах для електромобілів. Новина полягає в тому, що Tesla використовуватиме акумулятори «без кобальту», але що це за «ресурс» – кобальт? Я підсумую базові знання, які ви хочете знати.
Його назва — Конфліктні мінерали, отримані з Демона.
Чи знаєте ви елемент кобальт? Він міститься не лише в акумуляторах електромобілів (EV) та смартфонів, але й використовується в термостійких сплавах кобальту, таких як реактивні двигуни та свердла, магніти для динаміків і, що дивно, для переробки нафти. Кобальт названий на честь «Кобольда», монстра, який часто з'являється у науковій фантастиці про підземелля, і в середньовічній Європі вірили, що вони використовують магію на шахтах, щоб створювати складні та токсичні метали. Саме так.
Незалежно від того, чи є в шахті монстри, кобальт токсичний і може спричинити серйозні проблеми зі здоров'ям, такі як пневмоконіоз, якщо не використовувати належні засоби індивідуального захисту. І хоча Демократична Республіка Конго виробляє понад половину світового кобальту, існує невелика шахта (кустарна шахта), де бідні люди без роботи копають ями простими інструментами без будь-якого навчання з техніки безпеки. Часто трапляються обвали, діти змушені працювати протягом тривалого часу за низьку заробітну плату близько 200 єн на день, і навіть Амацу є джерелом коштів для збройних груп, тому кобальт знаходиться поряд із золотом, вольфрамом, оловом і танталом. Його почали називати мінералами конфліктів.
Однак, з поширенням електромобілів та літій-іонних акумуляторів, в останні роки світові компанії почали досліджувати, чи використовується кобальт, отриманий неналежним чином, зокрема через ланцюг поставок оксиду кобальту та гідроксиду кобальту.
Наприклад, гіганти з виробництва акумуляторів CATL та LG Chem беруть участь у китайській «Ініціативі з відповідального використання кобальту (RCI)», яка в першу чергу працює над викоріненням дитячої праці.
У 2018 році було створено Альянс справедливої торгівлі кобальтом (FCA) як ініціативу для просування прозорості та легітимності процесу видобутку кобальту. Серед учасників – Tesla, яка споживає літій-іонні акумулятори, німецький стартап з виробництва електромобілів Sono Motors, швейцарський гігант ресурсів Glencore та китайська Huayu Cobalt.
Дивлячись на Японію, компанія Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., яка оптом постачає матеріали для позитивних електродів літій-іонних акумуляторів компанії Panasonic, у серпні 2020 року запровадила «Політику відповідального закупівлі кобальтової сировини» та розпочала комплексну перевірку та моніторинг.
У майбутньому, оскільки великі компанії запускатимуть належним чином керовані гірничодобувні проекти один за одним, працівникам доведеться ризикувати та занурюватися в невеликі шахти, а попит поступово зменшуватиметься.
Очевидний брак кобальту
Наразі кількість електромобілів все ще невелика, загалом лише 7 мільйонів, включаючи 2,1 мільйона проданих у всьому світі у 2019 році. З іншого боку, загальна кількість автомобілів з двигунами у світі, як кажуть, становить 1 мільярд або 1,3 мільярда, і якщо бензинові автомобілі будуть скасовані та замінені електромобілями в майбутньому, знадобиться величезна кількість оксиду кобальту та гідроксиду кобальту.
Загальна кількість кобальту, використаного в акумуляторах електромобілів у 2019 році, становила 19 000 тонн, а це означає, що в середньому на один транспортний засіб було потрібно 9 кг кобальту. Виробництво 1 мільярда електромобілів вагою 9 кг кожен вимагає 9 мільйонів тонн кобальту, але загальні світові запаси становлять лише 7,1 мільйона тонн, а в інших галузях промисловості – 100 000 тонн щороку. Оскільки це метал, який використовується так багато, він і так помітно виснажений.
Очікується, що продажі електромобілів зростуть удесятеро у 2025 році, а річний попит становитиме 250 000 тонн, включаючи автомобільні акумулятори, спеціальні сплави та інші види використання. Навіть якщо попит на електромобілі стабілізується, всі відомі наразі запаси вичерпаються протягом 30 років.
На цьому тлі розробники акумуляторів наполегливо працюють день і ніч над тим, як зменшити кількість кобальту. Наприклад, акумулятори NMC, що використовують нікель, марганець та кобальт, удосконалюються за допомогою NMC111 (нікель, марганець та кобальт у співвідношенні 1:1. Кількість кобальту поступово зменшувалася з 1:1) до NMC532 та NMC811, а NMC9.5.5 (співвідношення кобальту 0,5) зараз знаходиться в розробці.
У NCA (нікель, кобальт, алюміній), що використовується Tesla, вміст кобальту знижено до 3%, але Model 3, що виробляється в Китаї, використовує літій-залізо-фосфатний акумулятор (LFP) без кобальту. Також були прийняті інші марки. Хоча LFP поступається NCA за продуктивністю, він має такі характеристики, як дешеві матеріали, стабільне живлення та тривалий термін служби.
А на «Дні батарей Tesla», запланованому на 6:30 ранку 23 вересня 2020 року за китайським часом, буде анонсовано нову батарею без кобальту, масове виробництво якої, як очікується, розпочнеться разом з Panasonic через кілька років.
До речі, в Японії «рідкісні метали» та «рідкісноземельні елементи» часто плутають. Рідкісні метали використовуються в промисловості, оскільки «забезпечення стабільних поставок є важливим з точки зору політики щодо металів, чия велика кількість на Землі є рідкісною або важкою для видобутку з технічних та економічних причин (Міністерство економіки, торгівлі та промисловості)». Це кольоровий метал, який часто використовується, і є загальним терміном для 31 виду, включаючи літій, титан, хром, кобальт, нікель, платину та рідкісноземельні елементи. З них рідкісноземельні елементи називаються рідкісноземельними, і визначено 17 видів, таких як неодим та диспрозій, що використовуються для постійних магнітів.
На тлі нестачі ресурсів кобальту, металевих листів та порошків кобальту, а також сполук кобальту, таких як хлорид кобальту, навіть хлорид гексаамінкобальту(III) є дефіцитним.
Відповідальна перерва від кобальту
Зі зростанням продуктивності, необхідної для електромобілів, очікується, що в майбутньому будуть розвиватися акумулятори, які не потребують кобальту, такі як повністю твердотільні акумулятори та літій-сірчані акумулятори, тому, на щастя, ми не вважаємо, що ресурси будуть вичерпані. Однак це означає, що попит на кобальт десь впаде.
Переломний момент настане щонайменше через 5-10 років, і великі гірничодобувні компанії неохоче роблять довгострокові інвестиції в кобальт. Однак, оскільки ми бачимо кінець, ми хочемо, щоб місцеві шахтарі залишили безпечніше робоче середовище, ніж до кобальтової бульбашки.
А акумулятори електромобілів, що зараз є на ринку, також потребують переробки після того, як вони відпрацюють через 10-20 років. Це компанія Redwood, заснована Sumitomo Metals та колишнім головним технічним директором Tesla Джей Бі Штробелем. -Materials та інші вже розробили технологію відновлення кобальту та використовуватимуть її повторно з іншими ресурсами.
Навіть якщо попит на деякі ресурси тимчасово зросте в процесі еволюції електромобілів, ми будемо дивитися в обличчя сталому розвитку та правам людини працівників так само твердо, як кобальт, і не піддамося гніву Кобольтів, що ховаються в печері. Я хотів би завершити цю історію надією стати суспільством.