Від брудної нафти до чистих акумуляторів: менше літію та кобальту з повною переробкою старих батарей призведе до здешевлення електромобілів

В доповідній від Transport & Environment’s (T & E) «Від брудної нафти до чистих батарей» порівнюється кількість ресурсів, потрібних для світлого електричного майбутнього в Європі.

Які матеріали знадобляться?

Для початку T & E пророкує тип батарей, який буде використовуватися в майбутньому.

Як бачите, NMC622 і NCA (ті, що в Tesla) буде поступово замінений на NMC811 і NMC955. Якщо хто не в курсі, ці букви означають Нікель (N), Марганець (M), Кобальт (C), і Алюміній (A), а цифри – зразкове співвідношення між ними. Загальна тенденція – позбутися від кобальту, як наддорогого металу. Хоча і здається, що в NMC955 більше кобальту, ніж в NMC811, насправді все навпаки, бо мається на увазі не 9-5-5, 9-0,5-0,5 (або 18-1-1). Ось на цій картинці добре видно, скільки кобальту в 100 кВт * год батареї, зробленої на основі різних технологій (картинка взята звідси):

Щільність енергії повинна буде вирости з 200 Вт * год / кг до 350 в 2030. Маючи все це на увазі, в майбутніх батареях буде використовуватися вдвічі менше літію на 1 КВт * год, ніж зараз (0,05 кг замість 0,10 зараз), більш ніж вчетверо менше кобальту (0,03 кг замість 0,13 зараз), і дещо менше нікелю (0,39 кг проти 0,48 зараз). Всі метали зведені в графіку:

Як бачите, три найкритичніших метали для батарей це кобальт, літій і нікель. Очевидно, їх знадобиться багато, ось графік без урахування можливої ​​переробки (в тисячах тонн):

Звичайно, про батареї все це дуже приблизно, тому що ніхто толком не знає, в яку  сторону піде розвиток. На даний момент розробляються кілька нових технологій, і в залежності від їх успіху, всі ці цифри можуть зміниться.

Очевидно, частина матеріалів буде добуватися. Але частина з них може бути перероблена зі старих акумуляторів.

Переробка

ЄС хоче ввести певні вимоги до переробки акумуляторів. Ідея в тому, щоб змусити переробляти принаймні 65% всіх акумуляторів до 2025 року і 70% в 2030. При цьому для критичних металів особливі вимоги:

Мінімальна частка перероблених металів теж буде регулюватися:

Ці цифри засновані на тому, що ефективність переробки літію близько 90%, а нікелю і кобальту – близько 98%.

T & E же вважає, що це занадто низькі вимоги, і реальна переробка буде набагато глибшою. Тут вони порівнюють відсутність переробки до вимог ЄС і їх власними очікуваннями:

Таким чином, в 2035 році принаймні 65% кобальту в нових батареях і 22% літію і нікелю повинні прийти з переробки. Або навіть більше. А ось на цьому графіку видно, яка частина матеріалів буде переробленою в нових батареях:

Різниця виглядає невеликою, тому що кобальту використовується мало, а літію і нікелю вистачить тільки на 22% нових батарей. Решта треба добувати.

Видобуток

Очевидно, в Європі майже нічого не видобувається, трохи графіту в Норвегії. А так все привозиться з Південної Америки, Африки, Росії або інших країн. Тим не менш, не схоже, що з видобутком виникнуть будь-які проблеми. Ось подивіться на запаси (в тис тонн):