Легкие, мощные литий-ионные аккумуляторы имеют решающее значение для перехода на электромобили, и мировой спрос на литий, как ожидается, будет быстро расти в течение следующих 25 лет. Новый анализ Калифорнийского университета в Дэвисе, опубликованный 29 мая в журнале Nature Sustainability, рассматривает, как новые горнодобывающие предприятия и переработка аккумуляторов могут удовлетворить этот спрос. Исследователи обнаружили, что переработка может существенно смягчить ограничения поставок.
«Батареи — это новый огромный источник спроса на литий», — сказала Алиса Кендалл, профессор экологической инженерии Калифорнийского университета в Дэвисе, лауреат премии Рея Б. Крона и старший автор статьи.
Литий — относительно распространённый минерал, и около 10 лет назад спрос на него был небольшим и стабильным, при этом небольшое количество шахт обеспечивало мировые поставки, объяснила Кендалл. Глобальный спрос на литий резко вырос — на 30% только между 2022 и 2023 годами — из-за роста внедрения электромобилей.
«Правительства должны знать, откуда возьмётся литий и не закончится ли он у нас», — отметила она.
Предыдущие исследования прогнозировали совокупный спрос на литий в течение следующих 30 лет по сравнению с известными запасами в земле, сказал аспирант Пабло Буш, первый автор статьи. Однако открытие новой литиевой шахты требует миллиардных инвестиций и может занять 10–15 лет, добавил он. Новые проекты добычи могут задерживаться или отменяться из-за экологических норм и местного сопротивления.
«Дело не только в том, чтобы иметь достаточно лития, но и в том, насколько быстро его можно добывать», — объяснил Буш. «Любые перебои с поставками замедлят внедрение электромобилей, уменьшат доступ к мобильности и продлят эксплуатацию транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, что приведёт к увеличению выбросов углерода».
Существует три основных источника пригодного для использования лития по степени лёгкости добычи: солёная вода из глубоких подземных слоёв, горные породы и осадочные глины. Половина мирового лития сейчас поступает из Австралии, где его в основном добывают из горных пород. В некоторых регионах Южной Америки и США есть богатые литиевыми рассолами геотермальные зоны и нефтяные месторождения, а в США также есть литиевые глины.
Четвёртым источником лития является переработка старых аккумуляторов. По словам Кендалл, этот процесс пока относительно дорогой по сравнению с добычей полезных ископаемых.
Моделирование спроса и предложения
Буш и Кендалл смоделировали, как будет меняться потребность в открытии новых литиевых шахт при разных сценариях спроса. Они прогнозируют, что при высоком спросе к 2050 году потребуется открыть до 85 новых месторождений лития. Однако благодаря политике, стимулирующей рынок к меньшим батареям и масштабной глобальной переработке, эту потребность можно сократить до 15 новых шахт.
По словам исследователей, переработка аккумуляторов имеет чрезвычайно большое влияние на рынок.
«Переработка действительно важна по геополитическим и экологическим причинам», — подчеркнула Кендалл. «Если можно удовлетворить даже небольшой процент спроса с помощью переработки, это значительно снизит потребность в новых шахтах».
Время имеет решающее значение. Нужно открыть несколько новых шахт, чтобы создать поставки лития, которые потом можно будет перерабатывать. В зависимости от сценария спроса, переработка приобретёт наибольшее значение примерно в 2035 году.
Стандарты эффективности для электромобилей и усовершенствование сети общественных зарядных станций для уменьшения «тревоги запаса хода» также могут снизить спрос на литий, стимулируя использование меньших автомобилей.