Перспективы
Как уже говорилось, рынок батарей стал основной движущей силой спроса на литий. Прогнозы различных экспертных структур согласны в том, что роль этого сегмента продолжит увеличиваться. Например, Международное энергетическое агентство (МЭА) предполагает, что к 2040 году на батареи будет приходиться до 9/10 спроса на литий. Быстрый рост рынков электромобилей, систем промышленного и бытового накопления энергии, электроники сам по себе увеличивает спрос на литий, а технологическое развитие химических источников тока дополнительно стимулирует спрос на этот металл в разных формах. Потребление лития растет быстрее, чем использование других базовых материалов, применяемых в аккумуляторах — потому, среди прочего, что применение в них лития почти не имеет альтернативы: к примеру, известны конструкции транспортных батарей, обходящиеся без одного-двух обычных веществ (никеля, кобальта, марганца или графита), но не лития. Мало того, в некоторых перспективных конструкциях литий получает дополнительное применение. Так, в преобладающих сегодня конструкциях батарей литий входит в состав катода, тогда как анод сделан чаще всего из более дешевого графита; однако уже внедряются батареи, в которых литий применяется в аноде — в частности, в форме соединения с титаном. Спрос на литий может получить дополнительный импульс и в случае коммерческого успеха другой многообещающей конструкции — твердотельных аккумуляторов (ASSB), которые безопаснее обычных и приблизительно на 2/3 превосходят их по емкости. В этой разновидности литий-ионных батарей, недавно вышедшей на рынок, используется твердый электролит, а литий входит в состав анода, где он применяется в металлической форме, то есть в наиболее плотном виде.
Не только спрос на батареи определяет конъюнктуру лития; есть и обратное влияние: ситуация на рынке лития оказывает встречное воздействие на рынки батарей. С начала 2010‑х годов себестоимость литий-ионных аккумуляторов снизилась приблизительно на порядок, в то время как стоимость лития, напротив, выросла. Следовательно, доля лития в себестоимости батареи в среднем увеличилась, а значит, усилилась корреляция между стоимостью лития и конечной продукции — аккумулятора. В каждой батарее для электромобиля используется 5−15 кг лития (3−6 % веса батареи; однако доля лития в объеме заметно больше); рост стоимости лития вдвое может вызвать удорожание батареи более чем на 5 % (вспомним десятикратный рост цен в прошлом году). По этим причинам усиливаются стимулы к экономии лития при создании и производстве аккумуляторов.
Тем не менее потенциал дальнейшего роста спроса на литий в одном лишь секторе батарей огромен: в обозримом будущем рынки электромобилей и стационарных накопителей энергии увеличатся на порядок. Синхронно с ними будет расти и спрос на литий. Так, по оценке МЭА, для достижения согласованных странами ООН целей устойчивого развития необходимо до 2030 года увеличить потребление лития в шесть раз, а к 2040 году — почти в 16 раз. И даже если развитие глобальной экономики продолжится по нынешней траектории (то есть, среди прочего, со значительным отставанием в развитии технологий «зеленой» энергетики от наметок Парижского соглашения по климату), спрос на литий все равно вырастет к 2030 году более чем в три раза, а к 2040 году — в пять раз.
Рынок лития меняется не только количественно, но и структурно. Например, для производства аккумуляторов электромобилей наиболее широко применяется карбонат лития, однако постепенно расширяется использование в этом сегменте гидроксида лития, необходимого, в частности, для батарей с высоким содержанием никеля в катоде, внедрение которых началось с рыночного сегмента дорогих электромобилей. Кроме того, распространение аккумуляторов ASSB расширит применение металлического лития. Увеличение спроса на определенные формы лития требует адаптации его производственной базы. В некоторых случаях она происходит сама по себе: так, отмеченное выше расширение добычи лития из сподумена благоприятствует росту поставок на рынок гидроксида лития, поскольку при этом типе разработки технологическая схема короче, чем при добыче лития из рассолов (из нее исключается производство карбоната).
С 2010‑х годов наблюдается существенный рост объема инвестиций в проекты добычи лития, в том числе в сравнении с капиталовложениями в поставку ряда других ключевых металлов, используемых в энергетике. Ведущие поставщики реализуют проекты радикального расширения мощностей. В частности, на крупнейшем в мире предприятии по извлечению лития из рассолов («Салар де Атакама» в Чили) и крупнейшем руднике («Гринбушез» в Австралии) реализуются проекты, способные увеличить мировую добычу лития более чем на 2/3.
Подобные инвестиции уже приносят плоды в виде быстрого, временами скачкообразного увеличения мировой добычи: например, в 2018 году добыча выросла почти на 90 %, в 2021 году — без малого на 30 %, в 2022 году — на 21 %. Рассогласование столь значительных скачков и следующих за ними периодов стабилизации или даже снижения производства (как было, например, в 2015 и 2019 годах) с неравномерными темпами роста потребления (чего стоят, например, пандемийные годы!) неминуемо подливает масла в огонь волатильности рынка лития. В последнее время эта рассинхронизация проявилась особенно наглядно, когда значительный рост производства первоначально отстал от скачка вверх потребления (что привело к упомянутому многократному росту цен), а в нынешнем году, наоборот, возник переизбыток предложения на фоне завышенных ожиданий дальнейшего увеличения спроса. Это вызвало откат цен на литий.
Ряд экспертов ожидают в 2023 году продолжения «холодного душа» для недавно разогретых цен на литий; но что нас ждет в более отдаленной перспективе? Массированные инвестиции в добычу, предопределяющие дальнейший рост производства в ближайшие годы, очевидно, позволят избежать серьезного дисбаланса спроса и предложения в этот период. Однако выполнение Парижского соглашения по климату, обязательства по которому приняли почти все страны, требует дополнительно ускорить развитие низкоэмиссионных энергетических технологий, включая электромобили и накопители энергии. При ужесточении во многих странах климатической политики с целью наверстать отставание в реализации Парижского соглашения, рост спроса на литий может ускориться еще больше (как предполагает, например, второй, предпочтительный сценарий МЭА); в этом случае осуществленных и запланированных инвестиций может оказаться недостаточно, и до конца десятилетия потребуются новые мегапроекты по расширению производства. Помимо этого, в ближайшее время необходимы новые инвестиции в увеличение запасов лития, чей прирост, как отмечалось, существенно отстал от темпов наращивания добычи.
Перспективы кратного увеличения предложения на рынке лития связаны не только с дальнейшим развитием его традиционных источников, но и с освоением непривычных технологий и ресурсов, которым все больше экспертов и инвесторов прочат большое будущее. Среди многообещающих методов добычи рассматриваются прямая экстракция лития из рассолов; разработка рапы геотермальных источников; извлечение лития из рудного сырья с низким содержанием металла или из хвостов добычи различных полезных ископаемых. В частности, о перспективах прямой экстракции свидетельствуют число и репутация многих компаний, участвующих в проектах исследования или реализации этого метода; среди них: Albemarle, SQM, Allkem, Rio Tinto, General Motors, Renault, Livent, Stellantis, Battery Metals, Lake Resources, Vulcan Energy, Standard Lithium, Summit Nanotech и другие. Суть этой технологии (точнее, группы принципиально схожих технологий) — в прямом извлечении соединений лития из рассолов без предварительного выпаривания из них воды (крайне длительного, занимающего больше года процесса, применяемого на крупнейших действующих месторождениях) и фракционирования полученных осадков. По сравнению с распространенными вариантами добычи из рассолов, такая технология позволяет сильно ускорить процесс получения лития, снизить потребление воды и существенно сократить производственные площади, которые на действующих предприятиях занимают гигантские пространства, усугубляя экологические проблемы добычи лития. Преимуществом перед рудной добычей может стать экономия энергии при некоторых вариантах прямого извлечения.
Хотя прямая экстракция лития, изучение которой началось более 50 лет назад, до сих пор применяется в лучшем случае на опытно-промышленных объектах и требует доработки для экономически целесообразного масштабирования, многие возлагают на данный метод большие надежды. Примером может служить объявленный в апреле нынешнего года президентом Чили Габриэлем Боричем план национализации второй в мире литийдобывающей индустрии с последующим переходом на технологию прямой экстракции лития, что должно обеспечить прорыв в решении накопившихся экологических проблем в этом секторе и подчистить «углеродную карму» страны.
Еще один перспективный сегмент отрасли — вторичный рынок лития, включающий, в первую очередь, его извлечение из отслуживших аккумуляторов. Пока этот сектор играет несущественную роль (менее 1 % предложения лития), что отличает его от аналогичных сегментов на рынках некоторых других стратегических материалов. Первые бизнесы по утилизации лития появились более 30 лет назад, но с тех пор оставались единичным явлением. Однако в самое последнее время развитие вторичного рынка стало ускоряться: так, по данным NMIC, в 2021 году около 25 компаний в США, Канаде и Европе (основные регионы развития этого сектора) занимались поставкой лития из вторичных источников, а год спустя их число увеличилось в четыре раза. Таким образом инвесторы реагируют на проблему стремительно нарастающего объема отработавших батарей, грозящего экологическими последствиями, которых не могут не замечать развитые страны. Действующее в них строгое природоохранное законодательство заставляет вводить нормы позитивного и негативного стимулирования бизнеса с целью сокращения объема бывших в употреблении батарей, их глубокой переработки. Например, в Евросоюзе рассматриваются требования утилизации батарей, предполагающие при производстве новых аккумуляторов довести к 2030 году долю лития из вторичных источников до 4 %, обеспечив при этом извлечение из переработанных батарей не меньше 35 % лития. В общем, есть основания думать, что в ближайшем будущем появится полноценная индустрия утилизации вторичных источников лития, которая получит заметное место на рынке этого металла.
Накопления отработавших батарей — лишь один из примеров конфликта литиевой отрасли с окружающей средой. Эта отрасль служит развитию новейших «зеленых» технологий производства и потребления энергии в глобальном масштабе, но в то же время порождает серьезные локальные экологические проблемы. В частности, добыча лития несет более серьезные риски утечки в окружающую среду токсичных веществ, чем производство многих других металлов, используемых в «чистой» энергетике. Причем упомянутый рост роли в отрасли рудной добычи лития увеличивает риски на порядок. Далее, разработка рудного сырья требует кратно бóльших объемов искусственной энергии, чем при выпаривании рассолов (при котором используется по существу бесплатная энергия Солнца). Наконец, процесс получения лития и его субпродуктов нуждается в огромных объемах воды — гораздо бóльших, чем производство ряда других критически важных материалов; словно бы в насмешку природа разместила важнейшие месторождения лития в крайне засушливых районах (например, пустыня Атакама в Южной Америке, где расположено крупнейшее подобное производство, считается самой сухой на Земле). Очевидно, что многократный рост объемов добычи лития ведет к обострению перечисленных проблем на фоне тенденции к монетизации экологических издержек; все это в итоге отражается на себестоимости лития. Вот почему, как было показано на ряде примеров, ключевые на этом рынке инвесторы и государства обращают все большее внимание на альтернативные технологии получения лития, без которых до последнего времени успешно обходились.
Совсем другие факторы будут определять развитие рынка стабильных изотопов лития, практически не зависящего от конъюнктуры рынка природного металла. Возможная коммерциализация в ближайшие десятилетия жидкосолевых реакторов (третья в истории действующая экспериментальная конструкция такого рода недавно появилась в Китае) может увеличить глобальные потребности в 7Li на один-два порядка. Это требует внедрения более экологичных способов разделения нуклидов лития. Не исключено, что подобные возможности откроются, например, с освоением технологии изотопного разделения с помощью лазеров (такие коммерческие мощности в недалеком будущем, возможно, появятся в США), внедрением химобменной схемы с применением альтернативных ртути растворителей (например, органических соединений) или приспособлением центрифужных технологий к разделению сверхлегких нуклидов. В частности, Шанхайский институт прикладной физики Китайской академии наук, реализующий в КНР программу создания жидкосолевых реакторов, осваивает метод получения с помощью центрифуг высокообогащенного (не менее 99,99 %) 7Li. Промышленное внедрение этого способа, при его приемлемой себестоимости, позволило бы решить проблему беспрецедентного наращивания поставки стабильных изотопов лития по экологически чистой схеме.
Подводя итоги, можно констатировать, что в обозримом будущем как минимум сохранится тенденция кратного увеличения спроса и предложения лития, а при реализации предпочтительных для международного сообщества сценариев развития сфер производства и потребления энергии возможен рост данного рынка на порядок в течение ближайшего десятилетия. Из опыта предыдущих лет, из логики развития этого и сопряженных с ним рынков, из предполагаемых перспектив освоения ряда новых технологий следует, что продолжится периодическая рассинхронизация роста спроса и предложения — более значительная, чем на рынках многих других видов сырья. А потому весьма вероятно повторение в среднесрочной перспективе экстремальных изменений цен и объемов спроса и предложения.