Запасы минералов, которые используются при производстве оборудования для возобновляемых источников энергии, истощаются. Ученые предлагают искать новые месторождения и замену исчезающим элементам.

Согласно исследованиям ученых Пекинского политехнического университета, человечество ожидает острый дефицит критически важных минералов, требуемых при производстве солнечных панелей, оборудования атомных электростанций, электромобилей и ветряных турбин. Текущие темпы развития «чистых» технологий приведут к истощению мировых запасов уже в течение нескольких десятилетий, считают они. Это может помешать международным целям по отказу от ископаемого топлива и замедлению глобального потепления. 

Запасы олова, которое используется в ветряных турбинах и солнечных панелях, могут быть исчерпаны к 2085 году, а месторождения кадмия, применяемого в регулирующих стержнях ядерных реакторов, — к 2060 году. Индий — ключевой компонент специализированных тонкопленочных солнечных панелей — может закончиться уже к 2035 году, запасов кобальта, необходимого для аккумуляторов электромобилей, при текущем объеме добычи хватит примерно до 2065 года. С литием, который является основным элементом литийионных батарей, ситуация чуть лучше: по некоторым прогнозам, при текущем уровне производства аккумуляторов и ВИЭ его запасов хватит еще на 125 лет.

Эти оценки статичны и не учитывают возможный резкий рост спроса в связи с увеличением производства ВИЭ и электромобилей. Исследователи отметили, что полученные ими результаты указывают на необходимость поиска новых месторождений, особенно в слабо изученных регионах, таких как Африка и Центральная Азия. 

Также ученые говорят о необходимости наращивания переработки и замены редких минералов более распространенными. Например, вместо кобальта и никеля в аккумуляторных батареях можно использовать железо в виде литийжелезофосфата. Оно уже применяется в некоторых моделях электромобилей Tesla и BYD, аккумуляторах CATL и др. Такие батареи долговечны и термически устойчивы, но обладают меньшим запасом хода. Существуют и другие разработки, такие как батареи с марганцем (в составе литийникельмарганецоксидов, использует BMW и Volkswagen), а также опытные образцы литийсерных и твердоэлектролитных батарей. Идут поиски альтернативы литию в аккумуляторах: разрабатываются натрийионные, калийионные, магнийионные и кальцийионные батареи и др.

Не стоит забывать о потенциале новых месторождений. Например, в России большие ресурсы литиевых минералов, но по состоянию на 2023–2024 годы фактическая добыча почти нулевая. Наша страна располагает одной из крупнейших в Евразии сырьевых баз лития: 3,5 млн тонн Li₂O (почти 1 млн тонн металла). Сейчас задача ― в максимально короткие сроки запустить собственные мощности по добыче этого стратегического металла, обеспечить качественную переработку сырья и создать устойчивую цепочку добавленной стоимости. Планы на 2030-й включают в себя промышленный объем годового выпуска до 45 тыс. тонн лития в пересчете на карбонат.

У России есть также крупные запасы кобальта и олова: 1,5 млн тонн и 2,1 млн тонн соответственно. Нынешний объем добычи обеспечит нас кобальтом на 30–50 лет, оловом — на сотни лет.

Фото: Derek Sutton/Unsplash