Białe złoto i jego zielone wyzwania / Wang Yan

0
50
Solniska Salar de Uyuni w Boliwii, gdzie lit jest zbierany z basenów solankowych znajdujących się tuż pod skorupą solną. Obecnie Chiny zaczynają zwiększać krajową produkcję minerału niezbędnego do produkcji akumulatorów litowo-jonowych powszechnie stosowanych w pojazdach elektrycznych. (Zdjęcie: Alamy)

Wytwarzanie większej ilości litu do akumulatorów bez rozwiązania powiązanych problemów środowiskowych podkopałoby wkład tego metalu w transformację energetyczną

 

Lit jest niezbędnym składnikiem akumulatorów pojazdów elektrycznych (EV), a globalna transformacja energetyczna spowodowała gwałtowny wzrost cen związków litu. W styczniu 2021 r. tona węglanu litu do akumulatorów kosztowała 40 000–60 000 juanów (5 600–8 400 USD). Do końca 2022 r. było to dziesięciokrotnie więcej i wynosiło ponad 500 000 juanów za tonę.
Potencjalne zyski wywołały gwałtowny wzrost wydobycia litu, czego typowym przykładem jest miasto Yichun w prowincji Jiangxi. Plany przekształcenia Yichun w „ litową stolicę Azji ” po raz pierwszy zaproponowano w 2008 roku, a miasto desperacko próbowało wykorzystać szansę, jaką niosły niebotycznie wysokie ceny. Jednak nieuregulowane wydobycie i przetwarzanie metalu spowodowało strach przed zanieczyszczeniem i szkody dla środowiska.
W lutym tego roku rząd centralny wysłał do Yichun międzyresortowy zespół w celu zbadania i naprawienia tych problemów, po wstrzymaniu niekontrolowanego wydobycia i przetwarzania litu. Dwa miesiące później Ministerstwo Zasobów Naturalnych zatwierdziło dwa projekty wydobycia litu, jeden w Syczuanie i jeden w Qinghai.
Zatem rząd zarówno rozprawia się z nieuregulowaną produkcją litu, jak i pozwala na rozwój regulowanej produkcji. Oznacza to, że chiński sektor litu będzie się rozwijać i udoskonalać.
Dzięki swojej pozycji zdecydowanie największego producenta akumulatorów do pojazdów elektrycznych Chiny stały się także największym na świecie dostawcą związków litu. Jednak obecnie kraj ten nie ma wystarczających krajowych dostaw surowców wydobywczych litu, w tym rud i solanek, dlatego nadal jest uzależniony od importu. Aby utrzymać dostawy litu, dla Chin kluczowe znaczenie ma stałe wydobycie, przetwarzanie i handel zasobami litu.
Coraz bardziej konkurencyjne otoczenie i trudności geopolityczne stawiają nowe wyzwania dla chińskich firm zajmujących się litem. Ponieważ UE i USA przyjęły przepisy mające na celu zwiększenie samowystarczalności i konkurencyjności w swoich łańcuchach dostaw materiałów krytycznych, rynek międzynarodowy jest nieufny wobec chińskich inwestycji. Wyzwanie sprawia, że ​​dla chińskich przedsiębiorstw ważna jest świadomość wpływu produkcji litu na środowisko, zasoby i społeczeństwo oraz ekologicznego i niskoemisyjnego łańcucha dostaw, aby zapewnić sobie przewagę i budować zaufanie.

’Białe złoto’

Przejście na gospodarkę niskoemisyjną wymaga szeregu metali rzadkich i ziem, często określanych jako „metale przejściowe” lub „minerały krytyczne”. Złoża są rozmieszczone nierównomiernie, a dostawy niepewne, co czyni je strategicznymi i przedmiotem międzynarodowej konkurencji.
Lit to biały metal tradycyjnie stosowany w ceramice i szkle. Niedawno znalazła zastosowanie w produkcji akumulatorów pojazdów elektrycznych, elektroniki użytkowej i systemów magazynowania energii. W akumulatorach pojazdów elektrycznych lit służy do produkcji kluczowych części, w tym elektrod i elektrolitu. W obliczu braku ekonomicznie opłacalnej alternatywy szybki rozwój branży pojazdów elektrycznych spowodował, że produkcja i popyt na lit osiągnęły nowy poziom, co spełniło jego przydomek „białego złota”.
Mapa świata pokazująca kraje z największymi złożami litu. Rozmiar koła odzwierciedla wielkość złóż litu w kraju.
Grafika: Dialog z Chinami
W 2021 r. globalna produkcja litu po raz pierwszy przekroczyła poziom 100 000 ton, z czego 74% trafiło do akumulatorów. Zgodnie z prognozą Międzynarodowej Agencji Energii z 2022 r., popyt będzie stale rósł, tak że do 2040 r. będzie 40 razy wyższy niż w 2020 r., co oznacza szybszy wzrost niż w przypadku innych krytycznych minerałów.
Chiny, największy na świecie importer i rafinator litu, stały się centrum globalnej podaży litu, wspierając i napędzając światową transformację w zakresie czystej energii. Około 65% dostaw pochodzi z importu, a po przetworzeniu większość litu jest sprzedawana producentom baterii. Same Chiny wymagają bezpiecznego i stabilnego źródła: ich producenci akumulatorów do pojazdów elektrycznych stanowią połowę światowego rynku i wymagają coraz większych ilości litu.
Chiny uznały lit za minerał strategiczny i planują rozszerzyć produkcję w Qinghai, Tybecie, Syczuanie i Jiangxi. Aby zapewnić sobie dostawy, wiele chińskich firm zwróciło się za granicę, inwestując w kopalnie litu w Afryce lub solanki w Ameryce Południowej.
Rosną jednak obawy związane z zasobami i środowiskiem.

Wpływ wydobycia litu

Lit wydobywa się ze złóż rud lub wydobywa się z solanek. Złoża rud koncentrują się w Brazylii i Australii, natomiast solanki zlokalizowane są głównie w „trójkącie litowym” Boliwii, Chile i Argentyny.
Wydobycie litu z rud jest bardziej dojrzałą i rozpowszechnioną technologią. Rudy są wydobywane z kopalń, przemywane i rafinowane, a ostatecznie przetwarzane na węglan litu lub wodorotlenek litu do zastosowania w bateriach. W Chinach rudy litu występują głównie w Syczuanie i Jiangxi. W Yichun w prowincji Jiangxi gwałtownie rosnąca cena litu w ciągu ostatnich dwóch lat doprowadziła do gwałtownego wzrostu nielegalnego wydobycia i handlu metalem. Dziesiątki lokalnych firm ceramicznych przestawiło swoje linie produkcyjne na wypiek miki litowej.
Według jednego z ekspertów ds. należytej staranności w sektorze wydobywczym: „Nieuregulowane wydobycie litu jest surowe i wymaga zaawansowanych technologii, a przy tym nie zwraca się uwagi na zanieczyszczenia. Bardzo łatwo jest doprowadzić do problemów z zanieczyszczeniem.”
Zakład litu prowadzony przez chilijską firmę SQM, w którym lit wydobywany z pustyni Atakama jest przetwarzany na wodorotlenek litu i węglan litu (Zdjęcie: Lucas Aguayo Araos / DPA via Alamy)
W listopadzie 2022 r. w lokalnej rzece w Yichun wykryto nadmierny poziom talu. Ten metal ciężki, często spotykany w innych rudach metali, jest toksyczny i stanowi przedmiot wysiłków Chin mających na celu kontrolę zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Władze lokalne powiązały zanieczyszczenia talem z lokalnym podmiotem zajmującym się recyklingiem ołowiu i potwierdziły, że istnieją również powiązania z lokalnymi producentami węglanu litu. Według doniesień mediów, w kwietniu i maju ubiegłego roku władze ochrony środowiska prowincji przeprowadziły dochodzenie w siedmiu firmach zajmujących się litem w Yichun, stwierdzając, że postępowanie z odpadami zawierającymi tal jest niewłaściwe, a przeznaczenie odpadów niejasne.
Istnieją wcześniejsze przykłady problemów środowiskowych wynikających z wydobycia litu. Dziesięć lat temu miał miejsce poważny przypadek zanieczyszczenia, który miał miejsce w kopalni litu w Syczuanie. W latach 2016 i 2017 stwierdzono, że szereg min Yichun powoduje zanieczyszczenie powietrza i szkody ekologiczne.
Wyzwania stanowią także gospodarowanie odpadami, recykling i ponowne wykorzystanie. Znawcy branży szacują, że jeśli Yichun osiągnie swój cel w zakresie produkcji węglanu litu na rok 2025, będzie to powodować powstawanie dziesiątek milionów ton odpadów rocznie – znacznie więcej, niż będzie można zagospodarować lokalnie.

Ograniczenia w ekstrakcji litu z solanek

Druga metoda wydobycia litu – ekstrakcja z solanek – wiąże się ze zużyciem ogromnych ilości wody i energii elektrycznej.
Solanki zwykle powstają w suchych i półsuchych regionach położonych na dużych wysokościach, gdzie środowisko jest już wrażliwe. Według badania z 2016 r . większość chińskich zasobów litu (86,8% solanki litu i 60,6% rudy litu) znajduje się na wrażliwym ekologicznie płaskowyżu Qinghai – Tybetański. Panują tam trudne warunki, a infrastruktura jest słabo rozwinięta, co utrudnia wydobycie.
W solankach o wyższej zawartości litu powszechną praktyką jest ekstrakcja metalu przez odparowanie. Jednak suszenie i wytrącanie wymaga dużych powierzchni solnisk, a każda tona zebranego węglanu litu powoduje powstanie około 115 ton odpadów. W solankach o niższej zawartości litu obecnie stosuje się adsorpcję i filtrację membranową. Techniki te wymagają dużych ilości energii elektrycznej i słodkiej wody, których brakuje w suchych regionach położonych na dużych wysokościach. Publicznie dostępne dane szacują, że ilość wody potrzebna do wyprodukowania tony węglanu litu w ten sposób wynosi od 350 do 470 ton – prawie dziesięciokrotnie więcej niż w przypadku metody odparowania.
Wydobywanie litu z solanek może mieć skumulowany wpływ na lokalne zasoby wodne i ekosystemy. Solanka jest pompowana ze środka warstwy wodonośnej, powodując przepływ otaczającej podziemnej wody słodkiej do wewnątrz w miarę ładowania warstwy wodonośnej. W dłuższej perspektywie może to spowodować niedobory wody dla osób mieszkających w pobliżu.
Na początku ubiegłego roku planowany projekt BYD dotyczący litu w Chile został zawieszony częściowo ze względu na sprzeciw miejscowej ludności tubylczej i społeczności zaniepokojonych zanieczyszczeniem. W argentyńskiej prowincji Jujuy pojawiły się kontrowersje wokół projektu dotyczącego solanki, w który zainwestowała chińska firma Ganfeng Lithium, a obawy skupiały się na wpływie, jakie związane z tym zużycie wody będzie miało na ekologię i lokalne źródła utrzymania.

Czystsza i wydajniejsza technologia

W kwietniu tego roku naukowcy na łamach magazynu Nature wyrazili opinię: „Jeśli nic się nie zmieni, samo zwiększenie produkcji litu w istniejących zakładach może zniweczyć korzyści płynące z czystych technologii, które zasilają”. Doświadczenia z Yichun i zakładów za granicą pokazują, że aby lit stał się „zielonym metalem”, należy odpowiednio podejść do wpływu wydobycia litu na środowisko, ekologię, zasoby, energię i społeczności. Będzie to wymagało zmian w technologii, polityce i łańcuchach dostaw.
Wiele firm zmniejszyło swój ślad ekologiczny i środowiskowy, zmieniając sposób wydobywania litu. Na przykład Livent, firma z siedzibą w USA, produkująca materiały do ​​akumulatorów, twierdzi , że po wdrożeniu programu zrównoważonej gospodarki wodnej zmniejszyła ilość słodkiej wody potrzebnej do wyprodukowania tony węglanu litu do około 72 ton. Ma na celu umożliwienie rozszerzenia produkcji bez konieczności zużywania dodatkowej wody słodkiej.
Jeśli chodzi o energię elektryczną, branża z optymizmem podchodzi do wykorzystania lokalnego światła słonecznego w lokalizacjach solankowych na dużych wysokościach poprzez wdrożenie fotowoltaiki i energii słonecznej termalnej w połączeniu z magazynowaniem energii. Na przykład projekt solanki Mariana firmy Ganfeng Lithium w Argentynie obejmuje elektrownię fotowoltaiczną, a zamierzeniem jest zasilanie całego projektu energią odnawialną. Duża firma wydobywcza Zijin Mining również planuje zainstalować panele słoneczne nad składowiskami odpadów, aby zapewnić czystą energię.
Trend w wydobyciu litu polega na lepszym wykorzystaniu zasobów i ograniczeniu negatywnego wpływu na środowisko. Może to obejmować skrócenie procesu wydobycia, ponowne wykorzystanie odpadów z procesu produkcji baterii, recykling i ponowne wykorzystanie baterii oraz wspieranie niekonwencjonalnych podejść, takich jak wydobywanie litu ze złóż ropy naftowej, produktu ubocznego wierceń naftowych.
Czerwony piętrowy autobus londyński z motywem liścia na zewnątrz, pojazd elektryczny wyprodukowany przez BYD
Chiński producent pojazdów elektrycznych BYD produkuje wiele londyńskich czerwonych autobusów 785 na baterie (Zdjęcie: Alan Moore / Alamy)
Jeśli innowacje te mają przynieść większą wartość dodaną, będą wymagały wytycznych politycznych i współpracy w całym łańcuchu dostaw.
Większość najnowocześniejszych technologii ekstrakcji litu znajduje się wciąż w fazie eksperymentalnej i nie jest gotowa do wdrożenia na dużą skalę. Rządy, instytucje badawcze i przedsiębiorstwa będą musiały wzmocnić koordynację. Na przykład rządowe i prywatne fundusze venture capital mogłyby inkubować niskoemisyjne i czyste technologie litowe. Aby zapobiec wypieraniu dobrych pieniędzy przez złe pieniądze, należy podjąć dalsze wysiłki w celu rozwiązania problemu łamania przepisów w zakresie wydobycia i przetwarzania litu, przy jednoczesnym wyeliminowaniu zagrożeń dla środowiska.

Współpraca w łańcuchu dostaw

Firmy zajmujące się wydobyciem i przetwarzaniem litu znajdują się na wcześniejszych etapach łańcucha dostaw. Ich działania w zakresie kwestii środowiskowych i emisji dwutlenku węgla wpływają na wszystkie etapy końcowych produktów markowych. Współpraca w całym łańcuchu dostaw jest szczególnie ważna w tych trudnych czasach geopolitycznych. Główni importerzy, tacy jak USA i UE, wprowadzili przepisy dotyczące zakupów niektórych minerałów, nakładające na odbiorców na dalszym etapie łańcucha dostaw obowiązek większego ujawniania informacji i stosowania należytej staranności w celu wyeliminowania zagrożeń dla środowiska i praw człowieka w ich łańcuchach dostaw.
„Obecnie na silnym rynku nabywców podmioty działające na rynku niższego szczebla wywierają presję na dostawców wyższego szczebla, stosując praktyki należytej staranności. Jednak ostatecznym celem jest zarządzanie łańcuchem dostaw – a nie tylko przejście audytu. To przywraca wszystko do porządku” – powiedział Sun Lihui, dyrektor działu rozwoju w Chińskiej Izbie Handlu Metalami, Minerałami i Chemikaliami (CCCMC). „Bardziej pozytywnym podejściem byłoby budowanie partnerstw między podmiotami działającymi na wyższym i niższym szczeblu łańcucha dostaw, pomagając górnikom w poprawie wydajności przy jednoczesnym podziale kosztów i ustanowieniu uczciwego dialogu”.
Marina Yue Zhang, profesor nadzwyczajny w Instytucie Stosunków Australia-Chiny na Uniwersytecie Technologicznym w Sydney, napisała niedawno, że: „Chiny poczyniły znaczne inwestycje w przejście na czystą energię, w tym w rozwój technologii i know-how w zakresie produkcji obejmującego cały łańcuch dostaw litu. Dzięki innowacjom metodą prób i błędów poniosła znaczne koszty środowiskowe i obecnie osiągnęła dominującą przewagę w… ekologicznych technologiach stosowanych w przetwarzaniu litu”. Wzywa do lepszej współpracy międzynarodowej w łańcuchach dostaw litu, aby inne kraje nie musiały ponosić podobnych kosztów, twierdząc, że taka współpraca jest niezbędna do przeciwdziałania zmianom klimatycznym.
Obecnie w Chinach nie obowiązują żadne obowiązkowe wymogi należytej staranności środowiskowej ani społecznej w odniesieniu do łańcucha dostaw litu, ale CCCMC zrobiła pierwszy pozytywny krok. W maju 2022 r. wydał drugie wydanie wytycznych dotyczących należytej staranności w łańcuchach dostaw minerałów. W dokumencie tym sugeruje się, że dostawcy wyższego szczebla i nabywcy na niższym szczeblu łańcucha dostaw ustanowili systemy należytej staranności mające na celu zapobieganie ryzyku i wzmocnienie zarządzania ryzykiem środowiskowym, ekologicznym, klimatycznym i społecznym.
„W ciągu ostatnich dwóch lat zaobserwowaliśmy, że zwraca się większą uwagę na należytą staranność w łańcuchu dostaw litu, a niektóre firmy już podjęły działania” – stwierdził Sun. „Firmy wydobywcze nie ustanawiają systemów należytej staranności tylko po to, aby zajmować się audytami przeprowadzanymi przez dalszych nabywców, ale po to, aby poprawić swoją zdolność do zarządzania łańcuchem dostaw. Kluczem jest uznanie ze strony kierownictwa firmy, współpraca między działami, wsparcie ze strony firm w całym łańcuchu dostaw oraz udział wszystkich interesariuszy”.
                      Wang Yan