Книга Красный кобальт. Как кровь Конго влияет на нашу жизнь - Siddharth Kara

тектонического воздействия медно-кобальтовые руды в Медном поясе встречаются как на больших глубинах, так и вблизи поверхности. На глубине ниже уровня колеблющегося уровня грунтовых вод медь и кобальт соединяются с серой в минерале кэрроллите, который является основным источником промышленно добываемого кобальта в Конго. Ближе к поверхности вода соединяется с серой, образуя серную кислоту, в результате чего руды "ржавеют". В результате выветривания сульфид превращается в оксид. Окисленный кобальт образует гидроксид кобальта в минерале гетерогенит. По словам Хитцмана, "кобальт-гидроксидные рудные тела в Катанге уникальны. Они образуют блоки длиной от десятков метров до нескольких километров, которые плавают, как изюм в торте". Старатели роют туннели глубиной до шестидесяти метров, чтобы найти эти "изюминки" гетерогенита. Одно из крупнейших известных месторождений кобальтового изюма находится под районом Колвези под названием Касуло - сумасшедшим домом для рытья тоннелей, который не похож ни на одно место на земле.

ТЕМНАЯ СТОРОНА РЕВОЛЮЦИИ

То, что кобальт содержится в массивных, неглубоких и высокосортных месторождениях в ДРК, говорит о том, что в горнодобывающих провинциях страны существует спрос. Спрос обусловлен тем, что кобальт используется почти во всех литий-ионных аккумуляторах в мире. Разработка литий-ионных батарей началась в 1970-х годах в компании Exxon во время нефтяного эмбарго ОПЕК, когда велись поиски альтернативных источников энергии. Компания Sony выпустила первые литий-ионные батареи в промышленных масштабах в начале 1990-х годов, и в то время они использовались в основном для небольшой бытовой электроники. Рынок литий-ионных батарей получил первый толчок к росту спроса после революции смартфонов и планшетов. Apple представила iPhone в 2007 году, а смартфоны на базе Android были запущены в 2008 году. С тех пор были проданы миллиарды смартфонов, и каждый из них требует несколько граммов очищенного кобальта в своих батареях. Аналогичное извержение гаджетов произошло и на рынке планшетов. В 2010 году Apple выпустила iPad, а вскоре за ним последовал Galaxy Tab от Samsung. С тех пор были проданы миллиарды планшетов, каждый из которых требует до тридцати граммов кобальта в батарее. Добавьте сюда ноутбуки, электронные скутеры, велосипеды и другие перезаряжаемые потребительские электронные устройства, и суммарное количество кобальта, необходимое для всех устройств, за исключением тех, у которых четыре или более шин, составит десятки тысяч тонн в год.

Однако именно на рынке электромобилей спрос на кобальт действительно вырос. Первый подзаряжаемый электромобиль был изобретен в 1880-х годах, но только в начале 1900-х годов электромобили стали производиться в промышленных масштабах. К 1910 году около 30 процентов автомобилей в Соединенных Штатах приводились в движение электрическими двигателями. Если бы эта тенденция сохранилась, мы все жили бы на более чистой и холодной планете. Вместо этого в следующем столетии в автомобильной промышленности стали преобладать двигатели внутреннего сгорания. Переход на бензиновые двигатели объясняется несколькими событиями. Во-первых, правительство США инвестировало значительные средства в расширение дорожной инфраструктуры, начиная с Закона о федеральных дорогах 1916 года. Для поездок по стране требовались большие расстояния, чем могли обеспечить технологии EV в то время. Кроме того, открытие больших запасов нефти в Техасе, Калифорнии и Оклахоме сделало эксплуатацию автомобилей с двигателем внутреннего сгорания намного дешевле.

Электромобили оставались нишевым рынком до тех пор, пока в 2010 году не началось активное развитие возобновляемых источников энергии, что привело к ренессансу электромобилей. Этот ренессанс набрал обороты после подписания Парижского соглашения в 2015 году, в котором 195 стран согласились с общей целью удержать рост средней глобальной температуры на уровне менее 2°C по сравнению с доиндустриальным уровнем. Для достижения этой цели к 2040 году выбросы CO2 должны быть сокращены как минимум на 40 % по сравнению с уровнем 2015 года. Поскольку четвертая часть выбросов CO2 приходится на автомобили с двигателями внутреннего сгорания, единственным решением проблемы является расширение использования транспорта, работающего на аккумуляторах.

В 2010 году во всем мире насчитывалось всего 17 000 электромобилей на дорогах . К 2021 году это число резко возрастет до 16 миллионов. Для выполнения амбиций Парижского соглашения к 2030 году потребуется не менее 100 миллионов электромобилей. В 2017 году была запущена еще более амбициозная кампания EV30@30, целью которой является ускорение внедрения электромобилей и достижение доли рынка электромобилей в 30 % к 2030 году. Для достижения цели EV30@30 к 2030 году в мире будет насчитываться 230 миллионов электромобилей, что в четырнадцать раз больше, чем в 2021 году. 8 Продажи электромобилей могут оказаться еще больше, поскольку на КС26 двадцать четыре страны обязались полностью отказаться от продажи автомобилей, работающих на газе, к 2040 году. Потребуются миллионы тонн кобальта, из-за чего сотни тысяч конголезских женщин, мужчин и детей будут вынуждены спускаться в опасные шахты и туннели, чтобы удовлетворить спрос.

ЗАЧЕМ ЛИТИЙ-ИОННЫМ БАТАРЕЯМ НУЖЕН КОБАЛЬТ?

Чтобы добиться массового распространения электромобилей на запланированных уровнях, необходимо, чтобы батареи электромобилей стали дешевле и смогли обеспечить большую дальность пробега между зарядками. Цены на литий-ионные аккумуляторы неуклонно снижаются, поскольку производители электромобилей стремятся достичь паритета стоимости с автомобилями внутреннего сгорания. Стоимость производства литий-ионных аккумуляторов, измеряемая в ценах за киловатт-час, снизилась на 89 процентов - с 1200 долларов за киловатт-час в 2010 году до 132 долларов за киловатт-час в 2021 году. По прогнозам, к 2024 году себестоимость достигнет важной отметки в $100/кВт-ч, и тогда EV достигнут ценового паритета с автомобилями, работающими на газе. 9 Не меньшее значение для ускорения внедрения EV, чем стоимость, имеет дальность пробега автомобиля между зарядками. Для увеличения дальности пробега требуются батареи с более высокой плотностью энергии, и только литий-ионные химические технологии с использованием кобальтовых катодов в настоящее время способны обеспечить максимальную плотность энергии при сохранении термической стабильности. Чтобы понять, почему это так, необходимо сделать краткий обзор принципов работы батарей.

Батареи служат портативными источниками электрической энергии, восстанавливая химический дисбаланс между катодом (положительным электродом) и анодом (отрицательным электродом). Катод и анод разделены химическим барьером, называемым электролитом. Когда катод и анод подключаются к устройству, создается цепь, в результате которой происходит химическая реакция, порождающая положительные ионы и отрицательные электроны на аноде. На катоде происходит противоположная реакция. Природа всегда стремится к равновесию, поэтому положительные ионы и отрицательные электроны на аноде движутся к катоду, но добираются до места назначения разными путями. Ионы проходят непосредственно через электролит к катоду, в то время как электроны проходят через внешнюю цепь к катоду. Электроны не могут пройти через электролит, потому что его химическая природа действует как барьер и заставляет их проходить через внешнюю цепь / устройство. Этот поток электронов создает энергию, которая питает устройство. По мере того как батарея вырабатывает электрическую энергию, химические вещества