ИНК перенесла на два года начало первой в России промышленной добычи лития
Иркутская нефтяная компания (ИНК) планирует начать промышленную добычу лития из литийсодержащих попутных вод Ярактинского нефтегазоконденсатного месторождения в 2024 г., сообщил «Ведомостям» 13 октября член совета директоров компании, экс-министр природных ресурсов РФ Сергей Донской. Ранее ИНК планировала начать промышленную добычу лития в 2022 г. По словам Донского, перенос сроков связан с необходимостью внесения поправок в закон «О недрах».
«Из-за различных законодательных ограничений все сдвигается несколько позже. Необходимый закон пока не принят», – сказал Донской. Он также не исключил сдвига сроков и на 2025 г., что, по его словам, менее вероятно. Сейчас ИНК ведет подготовку к промышленной добыче. Донской уточнил, что компания планирует добывать на проекте 1000 т солей лития в год. Но эта цифра может быть скорректирована из-за планов по реализации совместного литиевого проекта с «Газпромом» на Ковыктинском газовом месторождении монополии. Сейчас ИНК добывает нефть и газ в Восточной Сибири, добыча в 2020 г. – 8,6 млн т нефтяного эквивалента.
7 октября на Петербургском международном газовом форуме ИНК и «Газпром» подписали меморандум о совместном проекте по добыче и переработке пластовых рассолов Ковыкты для получения соединений лития и других ценных компонентов. 13 октября Донской уточнил, что в рамках проекта компании планирует создать СП. Начало добычи лития на Ковыкте также предполагается в 2024–2025 гг.
Представитель Минприроды сообщил «Ведомостям», что в конце 2020 г. были приняты подготовленные министерством поправки в закон «О недрах», которые стимулируют освоение попутных полезных ископаемых. Законом предусмотрена возможность добычи попутных полезных ископаемых из подземных вод, извлекаемых при добыче углеводородов. Эти меры будут способствовать созданию импортозамещающих производств лития, йода, бора и других компонентов, считает собеседник газеты.
Что в России делают из лития
По данным Минпромторга, Россия по объему прогнозных ресурсов лития (1 млн т) входит в десятку в мире. Но госбаланс учитывает только рудный литий (260 000 т), а в Иркутской области, Якутии, Красноярском крае распространены подземные литиеносные воды, сопутствующие нефтегазоносным залежам. Промышленная добыча лития в России не ведется. По данным Минпромторга, отечественный рынок лития – это лишь переработка (ПАО «Химико-металлургический завод» в Красноярске, ПАО «Новосибирский завод химических концентратов» (входит в «Росатом»), ООО «ТД Халмек» (Тульская обл.). Импорт лития в основном идет из Чили (50%), Аргентины (35%) и Китая (12%). По данным НТЦ «Газпром нефти», потребление эквивалента карбоната лития в России в 2019 г. достигло 315 000 т. Из лития в России производят батареи, стекло и смазочные материалы.
Закон допускает добычу подземных вод и извлечение из них полезных ископаемых, но обратная закачка вод в пласты разрешена только при добыче нефти и газа. То есть лицензия на добычу лития такой возможности не дает. Эту проблему министерство решает, отметил представитель Минприроды, соответствующий законопроект подготовлен и внесен в правительство. Он также сообщил, что министерство и Минпромторг готовят обращение в правительство с целью установить налоговые каникулы для проектов по добыче редких металлов без предварительных условий. В апреле Донской говорил, что ИНК не исключает, что может обратиться в правительство за налоговой поддержкой.
Формально нефтегазовые компании с 2020 г. вправе добывать попутное сырье, но проблема остается, так как необходимо утверждать новый техпроект, говорит управляющий директор рейтинговой службы НРА Сергей Гришунин. Попадание в границы участка стратегических материалов (например, рудного лития) может надолго затормозить разработку, поясняет он, предполагая, что поэтому ИНК и требуется сотрудничество с «Газпромом», как компанией, которая может добывать стратегические ресурсы.
В беседе с «Ведомостями» Донской не исключил, что в будущем ИНК может принять участие в проектах по добыче лития за рубежом. Он пояснил, что к ИНК уже обращаются иностранные компании, в том числе «из другого полушария». Но сейчас ключевая задача ИНК – запустить проект в России, добавил топ-менеджер.
В апреле 2021 г. Донской сообщал, что ИНК ведет переговоры и с рядом потенциальных покупателей лития, в том числе с «Росатомом». В госкорпорации не ответили на запрос «Ведомостей». Но источник, близкий к «Росатому», сказал «Ведомостям», что в целом она заинтересована в развитии литиевых проектов, а значит, и в сырье. Он напомнил о планах «Росатома» по строительству завода литий-ионных аккумуляторов в Калининградской области мощностью 3 ГВт в год, а также о намерении поучаствовать в проектах по добыче лития в Латинской Америке. «Спрос на литий будет естественным образом расти вслед за трендом на наращивание выпуска литий-ионных аккумуляторов для электромобилей», – добавил собеседник.
Для устранения импортозависимости в России запланирована реализация нескольких проектов по добыче лития, говорит представитель Минпромторга, в том числе проект на Ковыкте и проект «Росатома» в Мурманской области.
По мнению Гришунина из НРА, покупателями лития у ИНК в первую очередь может стать «Росатом» – сейчас основной производитель гидрокарбоната и гидроксида лития в стране. В целом спрос на литий в России пока минимален и связан с атомной отраслью и ВПК и даже российские производители литиевых аккумуляторов пользуются зарубежной продукцией, отмечает эксперт. Перспективы роста внутреннего потребления он связывает с развитием атомной отрасли и производства беспилотников. За рубежом спрос будет расти темпами, близкими к двузначным, за счет электротранспорта, указывает Гришунин. Мировой спрос растет в связи с ростом выпуска электромобилей и проблем с экспортом у ИНК не возникнет, хотя в России потребность в металле ограниченна, соглашается гендиректор «Infoline-аналитики» Михаил Бурмистров. При этом в рамках концепции развития электротранспорта до 2030 г. планируется, что «Росатом» на площадке Балтийской АЭС в Калининградской области к 2026 г. построит завод литий-ионных ячеек и систем накопления энергии, напоминает он.
Стоимость гидрокарбоната лития сейчас приближается к $21 000 за 1 т, что при заявленной ИНК добыче лития и рентабельности по EBITDA на уровне 30% дает около $6,5 млн EBITDA в год, рассчитал Гришунин. Даже с учетом вероятного снижения цен на 15–30% к 2022 г. это остается крайне привлекательным направлением, считает он. По оценке Бурмистрова, выручка ИНК от добычи лития может составить до 5 млрд руб. в год.
Потенциал добычи гидрокарбоната лития на Ковыкте пока оценить трудно, но общие промышленные запасы Ангаро-Ленского бассейна позволяют организовать добычу от 5000 до 10 000 т в год, что сопоставимо с крупными международными игроками, указывает Гришунин. В реальности добыча может составить 3000–4000 т в год, предполагает он. Планов по добыче лития в России мало, напоминает эксперт, своя технология у «Русала», но это рудная добыча, а проект в стадии согласования. Крупнейшие мировые игроки – Чили и Аргентина, напоминает он, лидеры среди компаний – Albemarle (США), китайские Jiangxi Ganfeng Lithium и Tianqi Lithium, чилийская Sociedad Quimica y Minera de Chile.
Росатом обсудил с партнерами формирование в России литиевой отрасли с полной производственной цепочкой
В Новосибирске расположено одно из флагманских предприятий Росатома — ПАО «НЗХК» (Новосибирский завод химконцентратов), которое входит в число крупнейших в мире заводов по фабрикации ядерного топлива, а также является ведущим российским производителем и экспортером особо чистой литиевой продукции (металлического лития, гидроксида лития-7 и других литиевых соединений). В сентябре 2023 году одному из старейших предприятий российской атомной отрасли исполнилось 75 лет.
Участники мероприятия – всего около 100 представителей российской промышленности и науки – посетили литиевое производство Новосибирского завода химконцентратов. На следующий день состоялась конференция АО «ТВЭЛ» на тему «Новый этап в развитии промышленности России: перспективы создания полной литиевой цепочки», в которой также принял участие заместитель директора Департамент металлургии и материалов Минпромторга России Владислав Демидов.
Эксперты обсудили ситуацию на мировых рынках литиевой продукции, а также перспективы развития отрасли в России, включая разработку литиевых месторождений, создание новых производств литиевой продукции недостающих переделов, выпуск литий-ионных батарей и электротраспорта, а также существующие барьеры, пути их преодоления, меры господдержки, вопросы финансирования проектов и подготовки кадров.
Директор бизнес-направления «Специальная химия» АО «ТВЭЛ» Михаил Метелкин отметил, что динамичное развитие электротранспорта и систем накопления энергии в мире провоцирует спрос на литиевую продукцию по всей цепочке. В России драйвером такого внутреннего спроса также выступают проекты строительства новых мощностей по производству накопителей энергии, которые реализует Росатом в лице ООО «РЭНЕРА» (входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ»). Вместе с тем, в настоящее время в стране отсутствует промышленное производство необходимой химической продукции одного из промежуточных переделов (т.н. активных материалов), которая стала бы сырьем для ключевых компонентов ячеек литий-ионных батарей — катодных и анодных материалов, а также электролитов (ПАО «НЗХК» в настоящее время выпускает продукцию более раннего звена — химико-металлургического передела).
Топливная компания ТВЭЛ планирует в ближайшие годы начать производство активных компонентов для литиевых аккумуляторных батарей, которые используются в современных электромобилях. При этом для создания мощностей по выпуску новых продуктов требуется не только государственная поддержка и собственные инвестиции, но и широкая межотраслевая кооперация, объединение усилий всех участников рынка. Кроме того, важное значение для перспектив отрасли имеют вопросы утилизации и рециклинга отработавших литий-ионных батарей.
Начальник отдела развития технологий новых материалов и веществ Госкорпорации «Росатом» Дмитрий Иванец рассказал о реализации стратегических документов, подписанных между Росатомом и Правительством России. Два из них касаются развития литиевой тематики: соглашение по направлению «Технологии новых материалов и веществ» (трек «Редкие и редкоземельные металлы»), а также Дорожная карта развития высокотехнологичной области систем накопления электроэнергии. Вместе эти два документа охватывают всю литиевую цепочку: первый – от добычи до получения карбоната и гидроксида лития, второй – от солей лития до готовых литий-ионных батарей. Таким образом, именно у Росатома есть возможность «сшивать» литиевую производственную цепочку в России при помощи партнеров, учитывать потребности и возможности каждого из переделов.
«Нам удалось рассчитать баланс потребностей в литиевом сырье и продукции, в Росатоме есть понимание, как мы обеспечены литием до 2035 года, за счет чего мы обеспечены, кто наши поставщики и потребители. Это позволяет строить долгосрочные планы по развитию каждого направления. Государство также оказывает нам значительную поддержку. В соответствии с поручениями Президента России, которые были выданы год назад по итогам совещания с Правительством, в реализацию соглашений по развитию высокотехнологичных направлений со стороны государства должно быть вложено не менее 100 млрд рублей», — отметил Дмитрий Иванец.
Директор по стратегическим проектам и коммуникациям АО «Техснабэкспорт» Евгений Пальчиков сделал общий обзор ситуации на мировых рынках литиевой продукции, а также рассказал о стратегии Росатома по развитию литиевого направления. По экспертным оценкам мировой спрос на литиевое сырье уже к 2030 году вырастет в 4 раза – с 660 тыс. тонн литиевого концентрата в 2022 году до почти 2,7 млн тонн. В свою очередь, Росатом работает над созданием собственной сырьевой базы лития, цепочки химических переделов, производства систем накопления энергии, а также развивает направление электродвижения, продукция которого также имеет экспортный потенциал.
Отдельное внимание было уделено развитию литиевых месторождения в России. В феврале 2023 года ООО «Полярный литий», совместное предприятие «Норникеля» и Горнорудного дивизиона Росатома, получило право пользования крупнейшим в России месторождением лития — Колмозерским. Проект разработки этого месторождения в Мурманской области предполагает выпуск карбоната и гидроксида лития в объеме 45 тыс. тонн в год. В ходе дискуссии Михаил Метелкин выразил мнение, что добытый в России литий может начать поступать на перерабатывающие производства в горизонте 5-10 лет.
Мировой и российский рынок лития – новой нефти энергоперехода
Вы читаете эту статью с экрана гаджета или ноутбука благодаря таким достижениям человечества, как электричество, интернет и литий-ионный аккумулятор. Создатели последнего в 2019 году получили Нобелевскую премию. Но дело не только в гаджетах. Ранее я много писал о развитии безуглеродных технологий в энергетике. Развитие электротранспорта и накопителей энергии для поддержки возобновляемой энергетики составляют важную часть ухода человечества от сжигаемых топлив. При этом энергопереход требует не только новых технологий, но и новых материалов. На смену углеводородам приходят новые ресурсы. Один из главных среди них — литий, который иногда называют нефтью 21-го века. Эта статья посвящена обзору рынков лития и технологий его применения, и перспективам России на этих рынках.
Революционное изобретение
Промышленному использованию лития чуть меньше 100 лет. В 1923 году его первая промышленная добыча составила всего 46 тонн в год. Но за этот век области применения лития несколько раз менялись. Он использовался для производства огнестойкого стекла и керамики, смазок для авиационных двигателей, в атомной промышленности.
Первые химические накопители электроэнергии изобрели более 200 лет назад, но прорыв в их применении случился относительно недавно. В начале 1970-х году Майкл Уиттингем впервые продемонстрировал возможность создания литиевых аккумуляторов, в которых происходило обратимое движение ионов лития между катодом и анодом, а не химическое разрушение последних, как в других химических элементах питания. В 1980-е Джон Гуденаф подобрал улучшенный материал для катода с кобальтом, повысивший напряжение аккумулятора. А современный вариант литий-ионного аккумулятора с анодом из графита и катодом из кобальтита лития создал Акира Ёсино. Первый литий-ионный аккумулятор по его патенту выпустила корпорация Sony в 1991 году.
В 2019 году Уиттингем, Гуденаф и Ёсино получили Нобелевскую премию по химии с формулировкой «За создание литий-ионных батарей» в полном соответствии с завещанием Нобеля, призвавшего вручать премии не только за выдающиеся научные исследования, но и за революционные изобретения, приносящие наибольшую пользу человечеству.
Уиттингем, Гуденаф и Ёсино
Литий-ионные аккумуляторы действительно совершили революцию в накоплении энергии. Легкие и компактные, они в разы превышают традиционные аккумуляторы по запасаемой энергии на единицу массы (более 250 Вт*ч/кг против 40 Вт*ч/кг у свинцово-кислотных), обладают большой длительностью работы и числом циклов зарядки, у них практически отсутствует эффект памяти. При этом развитие технологии литий-ионных аккумуляторов и улучшение их свойств активно продолжается.
Рынок лития
В 1991 году, когда Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор, мировые объемы потребления легкого металла составляли около 5000 т. С бумом бытовой электроники рост потребления лития для аккумуляторов растет. Но лишь спустя четверть века, в 2015 году, по данным геологической службы США, литий-ионные аккумуляторы становятся основным сегментом использования лития, превысив 35% от его мирового потребления. А с 2017 основной объем аккумуляторов приходится на электромобили.
В 2020 году уже 71% мирового потребления лития приходится на рынок литий-ионных аккумуляторов. В абсолютных цифрах объемы добычи лития выросли с 5000 т в 1991 до более 85000 в 2020. Ниже представлен график мировой добычи по данным Геологической службы США (USGS).
Электромобили как драйвер роста
Основным драйвером потребления литий-ионных аккумуляторов в последнее десятилетие стало растущее производство электромобилей. В 2010 году их было всего порядка 100 тыс. штук, но за 10 лет их количество на дорогах выросло в 100 раз.
Сборка аккумуляторных батарей электромобилей Ауди
В 2020 году продажи легковых электромобилей во всем мире уже превысили 3 миллиона, что составило около 4,6% их мировых автопродаж. А общий мировой автопарк легковых электромобилей превысил 10 млн. Кстати, машин Tesla из них всего 2 млн.
Электрификация разных сегментов транспорта идет неравномерно. Если среди грузовиков доля электромобилей в продажах пока около 1%, то в сегменте автобусов она уже достигает почти 40%. Почти половина мирового парка электрического автотранспорта находится в Китае. (Global EV Outlook 2021 IEA, Electric Vehicle Outlook 2021 BNEF).
Мировой рынок электротранпорта по регионам (слева) и по типам транспорта (справа)
И темпы электрификации транспорта будут нарастать. Более 20 стран и 70 городов уже объявили о планах поэтапного отказа от транспорта с двигателями внутреннего сгорания в ближайшие десятилетия. В случае сохранения текущих темпов развития, по прогнозам Международного энергетического агентства, к 2030 году продажи электромобилей в мире достигнут 20 млн. в год, а к 2040 г. — 30 млн.
Мировой парк электромобилей к 2030 году вырастет минимум в 15 раз и достигнет в зависимости от сценария развития от 145 млн. до 245 млн. штук, или 7%-13% всего автопарка.
По прогнозу BNEF, уже к 2035 году доля электромобилей в продажах новых авто в среднем по миру достигнет 50% даже без специальных мер по стимулированию. В Европе уже сейчас, в 2021 году, этот показатель подбирается к 20%.
Прогноз структуры продаж новых автомобилей по типам. Данные Bloomberg ENF.
В 1991 году весь мировой объем рынка литий-ионных аккумуляторов был менее 130 кВт*ч, т.е. сопоставим с емкостью аккумуляторов всего пары современных автомобилей Tesla. К 2020 суммарная накопленная емкость всех литий-ионных аккумуляторов в мире выросла в миллионы раз и превысила 500 ГВт*ч. Из них около 180 ГВт*ч были добавлены только в 2020 году. Из них 134,5 ГВт*ч пришлось на аккумуляторы легковых электромобилей. Кстати, средняя емкость батареи проданного в 2020 году электромобиля была около 43 кВт*ч.
С 2017 года общая емкость батарей электромобилей в мире (тогда чуть менее 100 ГВт*ч, а сейчас более 300 ГВт*ч) превысила емкость аккумуляторов потребительской электроники.
Суммарная накопленная емкость литий-ионных аккумуляторов по отраслям
На 2020 год литий-ионные аккумуляторные ячейки производятся на 181 крупных мегафабриках (производительностью более 1 ГВт*ч), из которых 136 находятся в Китае, а в Европе и США лишь 16 и 10, соответственно. Объем рынка литий-ионных аккумуляторов в денежном выражении в 2020 году — более $46 млрд.
Прогноз годовых продаж литий-ионных баратей по сегментам. Данные Statistica
Ожидается, что к 2030 году годовые продажи автомобильных аккумуляторов вырастут минимум в 10 раз и составят не менее 1300-1500 ГВт*ч.
Несмотря на амбициозную задачу по наращиванию мощностей накопителей энергии для сглаживания непостоянной выработки от возобновляемых источников энергии, ожидается, что в 2030 году именно на аккумуляторы для электромобилей будет приходиться более 90% всей их емкости. Это подчеркивает центральную роль электромобилей на рынке аккумуляторов и сейчас и в ближайшие десятилетия.
Кстати, с электроэнергией проблем быть не должно. Да, потребность в электроэнергии для автотранспорта вырастет почти до 1000 ТВт*ч в год в 2030, а к 2050 вырастет еще в 5-8 раз. В Европе, где доля электротранспорта ожидается наиболее высокой, на него через 10 лет будет уходить до 6% электроэнергии. По оценкам Bloomberg NEF, если весь транспорт к 2050 году будет электрифицирован, это приведет к росту потребления электроэнергии на 25%. Но с учетом тренда на электрификацию, в мире и без того ожидается утроение (по прогнозам IRENA) потребление электроэнергии по сравнению с сегодняшним уровнем.
Стоимость литий-ионных батарей
За счет роста производства и внедрения новых технологий стоимость литий-ионных батарей за 30 лет упала почти в 50 раз. С более чем $7500 за кВт*ч в 1991 году до $137 за кВт*ч в 2020 (см график из Nature ниже). По оценкам экспертов Bloomberg ожидается, что ценовая отметка аккумуляторов в $100 за кВт*ч, при которой может быть достигнут ценовой паритет электромобилей с сопоставимыми бензиновыми автомобилями, будет преодолена в ближайшие 2-3 года. И даже колебания цен на рынке сырья не смогут существенно отсрочить эту планку более чем на пару лет.
Падение цены на литий-ионные аккумуляторы за последние 30 лет
По оценкам BNEF в настоящий момент доля аккумуляторной батареи в итоговой стоимости среднего электромобиля опустилась до рекордных 21%. Еще 5 лет назад ее вклад был втрое выше, почти 57%. При этом стоимость самого лития в батарее не превышает нескольких процентов.
Спрос на литий и колебания цен
Для литий-ионной батареи одного электромобиля емкостью около 100 кВт*ч нужно в среднем порядка 8-10 кг лития, 35 кг никеля, 20 кг марганца, 14 кг кобальта и до 70 кг графита (Nature, IEA, Barrons). Но это очень условная и непостоянная пропорция, поскольку технологии меняются, снижается ресурсоемкость аккумуляторов, подбираются новые материалы, в том числе даже создаются литий-ионные аккумуляторы без использования никеля, кобальта и магния. И даже литию пытаются найти замену в виде натрия.
Однако литий-ионные аккумуляторы как класс прочно заняли свою нишу в накопителях энергии и остаются наиболее эффективными. А их ключевой компонент, вынесенный в название, остается незаменимым материалом. Спрос на него в ближайшие 20 лет может вырасти более чем в 40 раз, тогда как на другие компоненты лишь в 7-25 раз (см график ниже).
Прогнозиреумый рост спроса на критически важные минералы для литий-ионных батарей по сравнению с 2020 годом
При этом добыча лития уже выросла втрое за последние 10 лет. В 2016 году Илон Маск уже заявил, что для выпуска 500 000 автомобилей Tesla на одной Гигафабрике ему придется скупать весь литий мира. На тот момент он был не так уж и неправ. А сейчас таких гигафабрик по миру строится уже несколько.
Не столкнется ли электротранспортный прогресс с дефицитом лития в будущем и не создаст ли это новых проблем и зависимостей? Короткий ответ на оба вопроса — вполне возможно.
С одной стороны, литий довольно распространенный металл на Земле. Его текущие разведанные мировые запасы по данным Геологической службы США (USGS) составляют 21 млн.т, чего должно хватить на несколько десятилетий. К тому же запасы эти отражают лишь ресурсы, которые могут быть освоены по текущим технологиям и на текущем уровне цен. С ростом спроса, развитием технологий и цены ресурса, объем разведанных запасов будет увеличен. Литий в теории можно добывать хоть из морской воды.
Но с другой стороны, ажиотажный спрос на литий-ионные аккумуляторы может расти так стремительно, что добывающая отрасль с геологоразведкой и подготовкой новых месторождений может за ним и не поспевать.
Разрыв ожидаемого спроса (красная линия) и предложения лития от существующих проектов его добычи
Для справки: выше на графике показан баланс спроса/предложения лития в LCE (Lithium carbonate equivalent — эквивалент карбоната лития). Эта величина часто используемая для количественного измерения рынка лития. 1 тонна металлического лития = 5,323 тонн LCE.
Например, на текущий момент ряд аналитиков (Benchmark, на рис. выше, или UBS) прогнозируют к 2025 году разрыв между возможным спросом и предложением исходя из существующих планов развития добычи в размере, сопоставимом с объемом всего рынка в 2016 году, т.е. дефицит в размере около 35 тыс.т. металлического лития.
Дисбаланс спроса и предложения не может не отражаться на ценах. С 2002 по 2015 год (как раз перед заявлением Маска о необходимости Tesla всего лития мира) цены на карбонат лития выросли примерно втрое и не превышали $6 тыс. за тонну.
Но к 2018 году цены достигли исторического пика — более $18 тыс. за тонну. После чего последовал спад, вызванный перепроизводством и пандемией COVID-19. В 2020 году производство лития превысило спрос почти в полтора раза. Это вызвало свертывание ряда новых небольших проектов по добыче лития в Австралии и Канаде.
Однако мировая экономика быстро восстанавливается, спрос на литий растет уже больше года. Только с начала 2021 года цена на литий уже подскочила вдвое и подбирается к очередному рекорду.
Цены на карбонат лития в тысячах долларов за тонну.
Но как бы не менялась зигзагообразная кривая цены на литий, его доля в стоимости аккумуляторной батареи электромобиля составляет не более нескольких процентов. Сами батареи дешевеют, и спрос на них растет. Так что спрос на литий в ближайшие десятилетия будет только расти. А значит будет расти и спрос на новые месторождения и источники лития.
Добыча лития
Крупнейшие разрабатываемые месторождиня лития находятся в Австралии и Южной Америке — Чили, Бразилии, Аргентине, а так же в Китае. В таблице ниже представлены данные по добыче и разведанным запасам лития в крупнейших странах-поставщиках металла по данным USGS.
Производство лития в 2020 г, т (металл)
Разведанные запасы, т (металл)
Добыча лития ведется двумя основными способами. Первый, исторически появившийся раньше и чуть более дорогой по себестоимости — путем добычи руды в виде минерала сподумена, с дальнейшим извлечение карбоната лития. Себестоимость добычи лития таким способом может достигать $5-6, но при высоких ценах на литий и она позволяет работать в прибыль.
Второй способ появился в 1990-е и больше характерен для месторождений Южной Америки — это выпаривание рассолов из подземных соляных озер, содержащих высокие концентрации солей лития. Себестоимость процесса в несколько раз ниже, до 1-3 $ за кг. карбоната лития, поскольку цепочка переделов у него ниже, а выпаривание происходит естественным путем в открытых озерах-бассейнах на палящем солнце в горных пустынях Южной Америки.
Кроме того, рассол содержит и другие востребованные минералы, такие как калий, магний и др, что еще повышает экономическую отдачу. Правда процесс естественного выпаривания занимает около года, так что масштабирование такого производства имеет определенный временной лаг.
Солевые литиевые бассейны в солончаке Салар-де-Атака́ма на юге Чили. Это вид сверху на участок размером 6 на 10 км. Рядом еще два сопоставимых по площади.
Крупнейшие месторождения разрабатывают международные корпорации. Топ пять крупнейших поставщиков лития в 2021 году по данным Mining Technology выглядит так:
Jiangxi Ganfeng Lithium (Китай). Ведут добычу лития в Китае, Австралии, Аргентине и Мексике.
Albemarle (США). Ведут добычу лития в Чили и США.
Tianqi Lithium (Китай). Ведут добычу в Китае и Австралии.
SQM — Sociedad Química y Minera (Чили). Работают в Чили, Аргентине и Австралии.
Pilbara Minerals (Австралия). Разрабатывает одно из крупнейших рудных месторождений мира в западной Австралии, в регионе Пилбара.
Переработка литий-йонных батарей
С учетом все большего роста рынка литий-ионных батарей, их переработка может стать не только способом решения проблемы с накоплением опасных отходов, но и крупным вторичным источником лития и других ценных материалов. Высокая доля переработки б/у батарей (сейчас не менее 50%, а будет выше) так же закладывается в регулирующие документы энергоперехода для многих регионов, в первую очередь Европы.
С учетом небольшой деградации литий-ионных батарей, после их использования в электромобилях (после снижения емкости до 80%) можно будет использовать их в системах накопления энергии, как это уже делается сейчас. Но этот процесс не бесконечен, а технологии аккумуляторов развиваются, позволяя извлекать больше пользы из того же количества материалов. Так что основной способ утилизации батарей — их переработка.
Механическое измельчение литий-ионных аккумуляторов при переработке
Сейчас переработка проводится двумя основными способами. Пирометаллургическим, при котором измельченные аккумуляторы плавятся с дальнейшим разделением компонент, и гидрометаллургическим, при котором они растворяются в кислоте, а затем высушиваются и выделяются из «черной массы».
Прогнозируемый Circular Energy Storage объем б/у литий-ионных аккумуляторов, доступных к переработке, по секторам
На текущий момент объем отработавших свой срок литий-ионных аккумуляторов электромобилей достиг порядка 2 ГВт*ч (более 13 тыс.т). Пока он относительно небольшой по сравнению с отработавшими аккумуляторами других сегментов, в основном бытовой электроники. Суммарно сейчас перерабатывается более 200 тыс.т. аккумуляторов, и это менее половины от всего объема аккумуляторных отходов.
Но по прогнозам IEA, с середины 2020-х б/у аккумуляторы автомобилей начнут доминировать в объёме отработавших литий-ионных аккумуляторов. А общий объем доступных к переработке отходов к 2030 году превысит 1200 тыс.т. С учетом существующих технологий по извлечению до 95% компонентов из батарей, это позволит возвращать на рынок до 10% необходимого сырья — никеля, кобальта и т.д.. Конкретно лития можно будет извлекать из этого вторичного источника в размере 2-7% от рыночного спроса, или до 15 тыс.т. Еще 10-15% аккумуляторов к 2030 г. смогут быть вторично использованы в системах хранения.
На 2020 год в деньгах мировой рынок переработки литий-ионных аккумуляторов составляет около $2 млрд.. При этом 50% мощностей по переработке находятся в Китае, у дочерней компании CATL, одного из крупнейших производителей аккумуляторов. К 2030 году рынок вырастет минимум в 6-10 раз.
А что в России
В СССР первый литиевый рудник заработал еще в 1942 году на Завитинском пегматитовом месторождении, которое разрабатывалось Забайкальским ГОКом. Однако в 1990-е месторождение было законсервировано, сначала потеряв госзаказ, а затем не выдержав конкуренции с южноамериканскими производителями.
Красноярский химико-металлургический завод, который в советское время выпускал гидроксид лития из сырья с Завитинского месторождения, с 1998 года работает на импортном сырье.
С 2017 года в МИСИС разрабатывается технология извлечения лития из отвалов производств, в том числе Завитинского месторождения. В случае успешного внедрения ожидается, что из 20 млн.т. отвалов можно будет извлечь до 40 тыс. т. карбоната лития. Проект ведется в сотрудничестве дочерних компаний Русала и Росатома.
Интерес к литию проявляет и углеводородная отрасль. У Газпрома и ИНК (Иркутская нефтяная компания) есть проекты по извлечению лития из попутных гидроминеральных рассолов на газовых и нефтяных месторождениях в Иркутской области. Проведены НИОКР, даже получены первые партии сырья, но других подробностей пока не сообщается.
Холдинг «Атомредметзолото», который входит в структуру Росатома, сейчас рассматривает варианты по вложению до 50 млрд.р. в проекты добычи лития как в России (Мурманская и Иркутская области), так и за рубежом (Южная Америка, Африка).
За рубежом через уранодобывающий холдинг Uranium One Росатом уже несколько лет ищет варианты вхождения в литиевые проекты в Аргентине, Чили, Боливии, а так же в Нигерии. Подробности переговоров пока тоже не уточняются, но утверждается, что компания обладает технологией более эффективного извлечения лития из рассолов — до 70% против существующих 30%.
Год назад, в сентябре 2020 г., генеральный директор АО «Техснабэкспорт» Сергей Полгородник в интервью газете «Страна Росатом» сообщил, что цель Росатома — с 2023 года начать производство лития из рудного сырья, а к 2025 году – из гидроминерального сырья (рассолы). К 2025 году планируется занять 3,5% мирового рынка лития, а к 2030-му — 9-10%.
Но на текущий момент, по данным правительственной стратегии развития электротранспорта, до 1500 т лития ежегодно в Россию импортируется, хотя собственные запасы на 16 месторождениях оцениваются в 1-1,5 млн.т. Это порядка 5% мировых запасов.
В плане производства литий-ионных аккумуляторов есть более конкретные примеры и планы, пусть и не всегда удачные. В 2011 году Роснано был построен крупнейший в России завод по выпуску литий-ионных батарей «Лиотех» проектной мощностью 1 ГВт*ч в год. Однако к 2014 году из-за низкого спроса он приостановил работу, а в 2016 обанкротился. Лишь в конце 2019 года было заключено мировое соглашение с кредиторами и завод кое-как продолжил работу. Но судя по всему отсутствие средств на технологическое обновление ставит под большой вопрос его дальнейшее существование. Сейчас на главной странице сайта говорится о сниженной в 10 раз от проектной мощности и о распродаже аккумуляторов со скидкой в 75%.
Зато в 2021 этом году дочерняя структура Росатома (ООО «Ренера») купила 49% южнокорейского производителя литий-ионных батарей Enertech International Inc. И недавно были озвучены планы по строительству в Калининградской области, на площадке законсервированной Балтийской АЭС, совместного завода по производству литий-ионных ячеек и аккумуляторов. Завод должен заработать к 2026 году, а его мощность составит не менее 3 ГВт*ч в год, с возможностью расширения до 12 ГВт*ч в год.
В области переработки аккумуляторов в России тоже уже есть пусть небольшая, но многолетняя история. Одним из первых, еще в 2014 году, переработкой литий-ионных аккумуляторов занялся небольшой частный завод Мегаполисресурс в Челябинске. В 2015 году мне даже довелось побывать на нем, по ссылке можно посмотреть этот репортаж с моими фотографиями.
Долгие годы компания была единственным местом, где перерабатывались аккумуляторы, поэтому с ними работали даже крупные сети типа ИКЕИ или администрации крупных городов. Применяемая ими гидрометаллургическая технология позволяет выделять ценные элементы типа кобальта, меди, лития и алюминия и даже делать процесс переработки прибыльным. Но до сих пор главной проблемой является отсутствие централизованной системы сбора и небольшой поток входящего сырья, так что эта деятельность во многом для них факультативна.
Батарейки и аккумуляторы на заводе Мегаполисресурс, в т.ч.привезенные автором
Сейчас за переработку опасных химических отходов, в том числе и литий-ионных аккумуляторов, берется все тот же Росатом. К 2024 году в Дзержинске Нижегородской области его дочерняя структура АО «Русатом Гринвей» планирует построить крупнейший завод по переработке литий-ионных аккумуляторов. Технологическая основа взята в Германии — у компаний Redux Recycling GmbH. Завод будет иметь пять автоматизированных линий сортировке и переработке разного типа батарей общей производительностью до 50 тыс. т. в год. Размер инвестиций в производство — 5 млрд рублей.
Предполагается, что у госкомпании не будет проблем с поставкой продукции от переработки (на тот же завод в Калининградской области) и централизованным сбором отработавших аккумуляторов. К моменту запуска завода может быть налажен сбор батарей электробусов, работающих или планирующихся к поставке в крупные города. В том числе в самой Нижегородской области, которая стала одним из пилотных регионов по развитию электротранспорта в России.
Собственно, электробусы — это самый массовый и пока практически единственный серийно выпускаемый вид электротранспорта в России. Вполне, кстати, в рамках мировых тенденций. Как я писал выше, доля электрификации автобусов самая высокая — до 40% в новых продажах по миру.
Электробусы у нас выпускают КАМАЗ и ЛИАЗ. В Москве уже работают 750 электробусов, к 2024 году их количество планируется довести до 2200 штук (1/3 от общего числа автобусов), а к 2030 году планируется заменить на электробусы все автобусы столицы. Параллельно этот опыт планируют распространять и на другие крупные города.
Емкость батарей наиболее популярной модели KAMAZ-6282 80 кВт*ч, а сами аккумуляторы японского производства. Но не исключено, что с пуском калининградской мегафабрики, степень локализации отечественных электробусов повысится и они перейдут на российско-корейские аккумуляторы.
Электробус KAMAZ-6282. Самый массовый отечественный электротранспорт. Фото с сайта производителя
Согласно же недавно принятой Правительством Концепции развития электротранспорта в России до 2030 года, к 2025 году планируется произвести в стране 25 тыс. электротранспортных средств, а число зарядных станций довести до 9,4 тыс. штук. Видимо электробусы внесут существенный вклад в число этих транспортных средств, их выпускают до 300 шт. в год.
Легковые же и коммерческие электромобили в России пока не выпускают, хотя некоторые разработки есть у КАМАЗа, ГАЗа и Волгабаса. Общее число зарегистрированных электромобилей в России на начало 2021 года составляет около 11 тыс. штук. Но согласно правительственной стратегии, в 2023 году планируется запуск сборки электромобилей KIA и Hyundai в Калининграде. Возможно, расчет по достижению количества отечественных электромобилей сделан именно на них.
Выводы
Литий действительно «новая нефть» или как минимум один из новых «углеводородов». Но, как и с традиционными углеводородами, главный выигрыш в экономике дает не только и не столько наличие ресурса, сколько знания и люди, позволяющие получать в новом литиевом мире высокотехнологичную продукцию с высокой добавленной стоимостью.
Весь рынок добычи лития в 2020 году составляет порядка $5 млрд. Физически литий в основном добывается в Австралии, Чили и Китае, при этом существенная часть добычи контролируется компаниями из Китая и США. Как и переработки б/у аккумуляторов.
Мировой рынок литий-ионных аккумуляторов составляет уже около $45 млрд. и в основном сосредоточен в Китае и Южной Корее. На 2021 год всего 6 компаний, китайские BYD, CATL и SK Innovation и южно-корейские LG Energy Solution, Panasonic и Samsung SDI занимают 89% рынка производства литий-ионных элементов и батарей для электромобилей.
Мировой рынок легковых электромобилей в 2020 году превысил $120 млрд. И тут не смотря на известность Tesla заправляют в основном китайские производители, а к ним подбираются переориентирующиеся мировые автогиганты.
Поэтому если Россия хочет успеть занять свое место в стремительно формирующемся рынке энергоперехода на «новую нефть», то нам действительно стоит кооперироваться с мировыми игроками, как это в принципе сейчас и делается разными госкорпорациями, и больше внимания уделять науке, экономике знаний и развитию технологий.
Использованные источники (помимо ссылок по тексту):
P.S.: Традиционно я планирую сделать видеоверсию этой статьи для своего youtube-канала, чуть попозже. А пока вы можете подписаться на него (это очень поможет его развитию) и посмотреть там другие видео об энергетике и атомных технологиях.
Дата-центр ITSOFT — размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.
Какая роль отведена Новосибирску в становлении литиевой отрасли в России?
Фото: ТГ-канал «ТВЭЛ в эфире»
Литий сегодня является приоритетным направлением развития отечественной промышленности, но Россия пока отстает от лидеров литиевой технологической гонки. 21 сентября в Новосибирске обсуждали, как наверстать упущенное на этом важном направлении. Что решили и почему Новосибирск был выбран местом проведения мозгового штурма ─ в материале «Континента Сибирь».
Про значение и назначение лития в современном и, особенно, в будущем мире знают даже младшие школьники. Смартфоны и электросамокаты, роботы-пылесосы и электромобили, а также множество других современных устройств работает благодаря системам накопления энергии, в создании которых этот металл, а точнее его соединения, играют ключевую роль.
Справка. Литий — химический элемент с символом Li и атомным номером 3, мягкий, серебристо-белый щелочной металл. Самый лёгкий из твёрдых элементов: его плотность соответствует сосновой древесине и в 2 раза меньше, чем у воды (литий может плавать).
Литий не встречается в природе в чистом виде, только в соединении с другими элементами и, как правило, в небольших количествах. Присутствует почти во всех магматических породах и в водах многих минеральных источников.
Является критически важным элементом для современной цивилизации: используется в литий-ионных батареях, в металлургии, атомной энергетике и других сферах.
При всём своём природном и научном потенциале Россия сегодня не ведет масштабной добычи лития. Правительство страны и представители бизнеса понимают, что такое положение дел не соответствует мировым технологическим трендам. 21 сентября в Новосибирске состоялся бизнес-диалог по теме «Новый этап в развитии промышленности России: перспективы создания полной литиевой цепочки».
Бизнес-диалог по теме «Новый этап в развитии промышленности России: перспективы создания полной литиевой цепочки». Фото: Михаил Периков
Мероприятие было организовано топливной компанией Росатома «ТВЭЛ» с целью привлечь к обсуждению проблем отрасли и выработки плана её развития всех участников, начиная от добычи и переработкти сырья до производства аккумуляторных систем и устройств, использующих их в работе. Новосибирск был выбран местом проведения бизнес-диалога в связи с тем, что здесь находится одно из базовых предприятий топливной компании «ТВЭЛ» — Новосибирский завод химконцентратов (ПАО «НЗКХ»). НЗХК является не только производителем ядерного топлива, но и крупнейшим в России производителем такой продукции, как металлический литий и его соли.
Директор бизнес-направления «Специальная химия» АО «ТВЭЛ» Михаил Метелкин в самом начале обсуждения заострил внимание на важности темы: «Тот хайп, который поднял Илон Маск, сегодня наглядно иллюстрируют цифры: потребность в электромобилях растет из года в год».
Справка. По информации Международного энергетического агентства количество электромобилей проданных в мире за последние три года составило: 2020 год — 2,97 млн, 2021 год — 6,5 млн, 2022 год — 10,2 млн
Цепочка создания стоимости лития, которая включает в себя добычу сырья, затем его переработку в химические соединения лития (соли), производство активных компонентов для создания батарей, создание собственно батарей и, наконец, финальный продукт, требует на разных своих этапах приложения значительных усилий. Михаил Метелкин уверен, что «если у нас по всей цепочке будут созданы конкурентные производства, то наши батареи появятся на зарубежном рынке».
Подключившийся к обсуждению в режиме видео-конференцсвязи заместитель директора департамента металлургии и материалов Минпромторга России Владислав Демидов отметил, что перерабатывающие литий мощности в нашей стране были созданы давно, но не было своей добычи. В России ранее и сейчас осуществляется переработка сырья с зарубежных месторождений (из Китая, Боливии и Чили). В связи с кардинальным изменением цепей поставок последних лет был временный дефицит сырья.
«На текущий момент дефицит сырья закончился, хотя совсем недавно мы испытывали сложности с поставками: было ограничено предложение, и резко выросла цена. Сейчас ситуация на литиевом рынке стабилизировалось, цена с $80 за килограмм сырья опустилась ниже $30, и есть предложение», — проинформировал Михаил Метелкин.
Директор бизнес-направления «Специальная химия» АО «ТВЭЛ» Михаил Метелкин. Фото: Михаил Периков
Есть прогресс и в развитии добычи на российских месторождениях. «Сейчас реализуется ряд добычных проектов. Я думаю, в течение ближайших двух лет мы будем иметь возможность, я не имею в виду сейчас масштабное промышленное производство, но мы будем иметь возможность производить добычу собственного минерального ресурса», — обнадежил Владислав Демидов.
В настоящий момент прорабатывается несколько проектов по добыче лития на территории РФ. Так «Полярный литий», совместное предприятие «Росатома» и «Норникеля», уже получил лицензию и к 2026 году должен начать разработку крупнейшего месторождения Колмозерское в Мурманской области с запасами сырья 844 тысячи тонн. По данным Минпромторга, на Полмостундровском месторождении Мурманской области (запасы 352 тысячи тонн) начнется добыча лития в режиме опытно-промышленной эксплуатации в текущем году. Премьер-министр РФ Михаил Мишустин в августе 2023 года подписал распоряжение о проведении аукциона на участок недр федерального значения Тастыгское в Республике Тыва для разведки и добычи полезных ископаемых. Балансовые запасы оксида лития на месторождении составляют 596 тысяч тонн.
Литий сегодня неслучайно называют «новой нефтью»: нефтяные и газовые компании разрабатывают технологические процессы извлечения лития из нефтяных рассолов. «Газпром» приступил к реализации проекта по добыче и переработке пластовых рассолов (минерализованных подземных вод) Ковыктинского месторождения в Иркутской области для получения соединений лития и других ценных компонентов.
Производственные мощности по переработке лития, созданные в стране ранее, сегодня требуют расширения в связи с изменением спроса последних лет. Основная отечественная производственная литиевая площадка — Новосибирский завод химконцентратов является единственным в России поставщиком лития и его соединений, в том числе, за рубеж.
Извлечение лития из форм отливки на НЗХК. Фото: ТГ-канал «ТВЭЛ в эфире»
Президент АО «ТВЭЛ» Наталья Никипелова ранее поделилась планами развития НЗХК: «По литиевому направлению реализуется два больших проекта. Один проект — это расширение имеющихся мощностей до производства 350 тонн лития в год. Второй проект более масштабный — это увеличение объемов производства лития металлического до 1000 тонн в год к 2027 году».
Директор бизнес-направления «Специальная химия» эти намерения подтвердил и дополнил: «Планы сохраняются: мы продолжаем работу для того, чтобы создать новое современное производство металлического лития и его солей на базе тех компетенций, которые есть на НЗХК. Те объемы, которые были заявлены, сохранены». Также Михаил Метелкин сообщил о том, что получено инвестиционное решение ГК «Росатом» на проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по расширению производства лития на НЗХК. Объемы инвестиций составят сотни миллионов рублей.
Кроме того «ТВЭЛ» развивает литиевое направление на площадке Ангарского электролизного химического комбината (АЭХК), где в 2021 году запущена опытная установка по производству гидроксида лития. Здесь используется совершенно новая экологичная технология производства с меньшими потерями и с отсутствием отходов. Также компания планирует создание производств активных компонентов систем накопления энергии — катодных материалов и электролита.
В том, что касается третьего звена «полной литиевой цепочки» — выпуска современных аккумуляторных батарей, сегодня крупнейшим производителем в России является интегратор Росатома по системам накопления энергии ООО «РЭНЕРА». Здесь уже выпускают литий-ионные системы накопления энергии для электротранспорта, спецтехники и энергетики. Но, как было отмечено в рамках бизнес-диалога, в России ещё десятки потенциальных полноценных участников литиевой отрасли — это производители различных аккумуляторов специального назначения.
В связи с тем, что все крупнейшие отечественные автопроизводители заявили о планах выпуска электромобилей, создание конечного продукта литиевой цепочки не вызывает у организаторов бизнес-диалога серьёзных вопросов и сомнений. Насколько оправданы такие ожидание, покажет ближайшее будущее. Однако уже сегодня у всех участников обсуждения не вызывает сомнения, что в таком серьезном вопросе как создание фактически новой технологичной отрасли промышленности не обойтись без участия государства — его финансовых, научных и образовательных вложений.