Єрмолаєв Дмитро, голова "геокліматичного" напрямку в Strategic Group Sofia September 19, 2023
Всесвітній дефіцит ресурсів «зеленого переходу» зустрічаємо вже в 2025 році
Із схожим заголовком вийшла новина американського CNBC із посиланням на дослідження Fitch. «Очікується, що глобальна пропозиція літію увійде в дефіцит щодо попиту до 2025 року». В середньому буде 20,4% річного зростання попиту на літій тільки в Китаї на електромобілі протягом 2023-2032 років. Кожен рік +20%!. На відміну від цього, пропозиція літію в Китаї зросте лише на 6% за той же період. У 2021 році світ виробив 540 000 тонн літію, але сформується дефіцит до 768 000 тонн до кінця 2030-го року.
За 6 років подвоїти виробництво та видобуток? У нас велика халепа. Всі зазначені проблеми взаємопов’язують і енергетику й транспорт. Батареї найбільше потрібні навіть не в авто, а в зберіганні «на ніч» із відновлюваної (про це трохи пізніше), бо електромобілі поки їздять глобально в основному «на вугіллі».
Здається, що економіки світу кинулись у гонку, в якій майже нічого не прораховано. І літій, на жаль, опинився в медіа фокусі, одначе загородив глобальну проблему «зеленого переходу» по всім іншим фронтам.
Дісклеймер: 1) «перехід» наявними засобами та темпами - ілюзія, масштаб дій прорахували одиниці науковців, але 0 політиків; 2) тим не менш його досягнення ніхто не відкине у сторону; 3) ми завдяки цьому парадоксу житимемо в гарячішому світі ще скоріш; 4) деяким країнам позаріз потрібно виносити із цього користь (Україна).
Із серіала «Альф": «Брайане, а звідки по твоєму беруться котлети для гамбургера? - З магазину… (похмуро відповідає він)
КОНТЕСКТ ПРОБЛЕМИ «ПЕРЕХОДУ»
Згідно з новою доповіддю Міжнародного енергетичного агентства, ринок мінералів, які допомагають живити електромобілі, вітряні турбіни, сонячні батареї та інші технології, що є ключовими для переходу на чисту енергію, подвоївся за останні п'ять років.
Перший щорічний огляд ринку критичних мінералів МЕА показує, що рекордне розгортання технологій чистої енергії стимулює величезний попит на мінерали, такі як літій, кобальт, нікель і мідь. З 2017 по 2022 рік енергетичний сектор був основним фактором потроєння загального попиту на літій, 70% стрибка попиту на кобальт і зростання попиту на нікель на 40%. Ринок корисних копалин енергетичного переходу налаштований на подальше швидке зростання, все більше переміщаючи його на центральну сцену світової гірничодобувної промисловості.
Зростає визнання того, що необхідні політичні втручання для забезпечення відповідних і стійких поставок корисних копалин, і поширення таких ініціатив включає Закон Європейського Союзу про критичну сировину (CRM), Закон США про зниження інфляції, Стратегію критичних корисних копалин Австралії та Стратегію критичних корисних копалин Канади, серед інших.
Канада та Австралія лідирували з більш ніж 40% зростанням у порівнянні з минулим роком, особливо літієвих видобутках. Пошукова діяльність також розширюється в Африці та Бразилії.
- Але загалом категорії критичних корисних копалин займають лише до 4%! усього фінансування венчурного капіталу для чистої енергії. Споживання цього всього вимагає кратностей, а не десятків відсотків. Так а як же «перехід»?
Щоб забезпечити net zero (це «скільки викинули, стільки й поглинули») в енергетиці лише одними вітряками необхідно кожен рік протягом наступних 30 років встановлювати таку їх кількість, яку вже встигли змонтувати за останні 20 років. Кожен рік встановлювати сукупну кількість всієї історії масової вітряної генерації - промислова задача масштабу мобілізацій часів другої світової війни. Зрозуміло, що цієї динаміки нема.
Тому всі розписані й постійно секвестуємі строки перетину карколомних змін для глобального клімату (2+С підвищення температури), які доносяться світовій публіці через ту же саму рамкову конвенцію ООН з клімату («паризькі угоди», etc) - це скоріш безвідповідальне приховання невідворотніх індивідуальних для кожної країни та континентів наслідків; свого роду анестезування занепокоєнь виборців на час максимальних двотермінових строків тієї чи іншою нац. адміністрації. Та по дорозі можливість пустити глобальну економіку на новий цикл промислового росту, перед цим можливо стрибнувши ненадовго у перехідний колапс попереднього «фінансового циклу».
Доказ цього твердження простий: жодна така «рамкова» угода-декларування, як й комюніке ООНівської конференції COP не фіналізується в числах й інвестиційних дорожніх картах відносно тих складників (сировини, матеріалів, компонентів й машин) із яких має бути побудований успіх т.зв. анти-потеплійних зусиль. Тобто цілі ставляться, але ніхто не рахує ціну й засоби. Й навіть це не головне. Ніхто не рахує час, необхідний, щоб побудувати кратну сьогоднішній економіку видобутку та переробки корисних копалин, необхідних для того, щоб задекларована глобальна система net zero стала реальністю.
Світовий парк транспортних засобів на 2018-й рік оцінювався в 1,416 мільярда транспортних засобів, що свідчить про те, що лише 1.16% (16.5 млн) світового парку в даний час є електричними, і що 98,84% світового парку ще не замінено. Якщо говорити про глобальну енергетичну систему, то дані за 2018 рік свідчать про те, що 84,7% залежало від викопного палива, тоді як відновлювані джерела енергії (сонячна, вітрова, геотермальна та біопаливо) становили лише 4,05% (на зараз це близько 5.5) світового виробництва енергії, а атомна енергетика становила 10,1%. Це підсилює масштаб багатьох проблем, з якими ми стикаємося.
Глобальне стратегічне рішення, прийняте більшістю країн щодо поступової відмови від систем викопного палива та заміни їх системами виробництва енергії з відновлюваних джерел, значною мірою обумовлено викидами CO2 та пов’язаною з ними зміною клімату, а не скороченням ресурсів, хоча добре відомо, що нафта, газ і запаси вугілля обмежені. Загальний план можна підсумувати таким чином: транспортні засоби з ДВС мають бути виведені з виробництва та замінені на електричні транспортні засоби (EV). Електродвигуни повинні працювати від літій-іонних акумуляторів. Виробництво електроенергії на вугіллі та газі має бути припинено та замінено сонячними фотоелектричними, вітряними турбінами, гідроелектростанціями, атомними електростанціями, геотермальними або біовідходами.
Знання про відомі мінеральні ресурси свідчать про те, що сировина, необхідна для виробництва та обслуговування цих відновлюваних технологій, залишатиметься справді глобальною за своєю природою. Не буде жодної нації чи географічного регіону, які могли б бути справді самодостатніми.
Загальна додаткова річна потужність електроенергії, яка не використовує викопне паливо, яку треба додати до глобальної мережі, повинна становити близько 37 670,6 ТВт-год. Це означає, що для будівництва та введення в експлуатацію знадобиться додатково 221 594 нових електростанції.
Існуючу систему виробництва електроенергії без використання викопного палива (9 528,7 ТВт-год) потрібно буде розширити за допомогою додаткової потужності, що в 4 рази перевищує наявний обсяг. Але, наприклад, гідроелектростанції можуть бути розміщені лише в дуже специфічних географічних умовах, й у так вододифиіцитному світі таких перспективних місць «на пальцях руки»
Маса літій-іонних акумуляторів, необхідних для живлення 1,39 мільярда електромобілів становитиме 282,6 мільйона тонн. Попередні розрахунки показують, що глобальних запасів, не кажучи вже про глобальне виробництво, може бути недостатньо для забезпечення потрібної кількості батарей. Теоретично, глобальних запасів нікелю та літію достатньо, якби вони використовувалися виключно для виробництва літій-іонних акумуляторів для транспортних засобів. Щоб виготовити лише одну батарею для кожного транспортного засобу у світовому транспортному парку, потрібно 48,2% розвіданих світових запасів нікелю та 43,8% світових запасів літію. У нинішніх запасах також недостатньо кобальту й треба його десь знайти в нових місцях. Кожна з 1,39 мільярда літій-іонних батарей може мати корисний термін служби від 8 до 10 років. Таким чином, через 8-10 років після виробництва знадобляться нові замінні батареї, або з видобутого мінерального джерела, або з переробленого металу. Це ми тільки про авто (а є залізниця, торгові кораблі та ін.)
Електроенергія, вироблена з сонячних і вітрових джерел, має суттєві переривчасті обсяги поставок як протягом 24-годинного циклу, так і в сезонному контексті. Буфер накопичення електроенергії потрібен, якщо ці системи виробництва електроенергії будуть використовуватися у великому масштабі. Буфер живлення за консервативною оцінкою, складе 4-тижні потужності для сонячної та вітрової енергії лише для управління зимовим сезоном у Північній півкулі.
Буферна ємність накопичувача електроенергії для глобальної електроенергетичної системи становитиме 573,4 ТВт-год.
Попри всі реклами накопичувачів від Tesla, встановлені в Австралії, світовий масштаб інакший: гідроакумулюючі станції світу, приєднані до гідроелектростанцій, становили 98%! існуючої потужності акумулюючої енергії (кияни одну з таких можуть побачити біля Межигір’я). Якби цей буфер живлення постачався з використанням літій-іонних акумуляторів, маса літій-іонних акумуляторів становила б 2,5 мільярда тонн. Це значно перевищує світові запаси. Це хтось порахував?
Поточні очікування полягають у тому, що глобальні промислові підприємства замінять складну промислову енергетичну екосистему, створення якої тривало більше століття. Найскладнішим з усіх є те, що це потрібно зробити протягом кількох десятиліть. Це, швидше за все, не вийде повністю за планом. Бо план ніякий.
Термін, необхідний для проектування та будівництва однієї вугільної електростанції, становить 3-6 років. Для нової атомної електростанції інкубаційний період ближче до 10-15 років. Це свідчить про те, що завдання кліматично нейтральної цілі до 2050 року (ЄС) є набагато більшим, ніж розуміють поточні планувальники
Офтопік: означені проблеми й строки мають одразу направити вашу увагу на найгірші/найекстремальніші сценарії. В нещодавній (2023) колективній статті під редакцією кліматолога Джеймса Хансена (щоб не представляти: це він був героєм першого звернення до конгресу США про загрозу зміни клімату в 1988 році, що перевело цю тему в практичне поле світової політики) прямо говориться, що динаміка лінійних+нелінійних (наприклад взривне танення метану з вічної мерзлоти Канади та росії та інші події) процесів веде на сьогодні Землю по шляху до 10С потепління. Звучить фантастично, але серед авторів праці достатньо працівників НАСА.
ЩО ВІД СВІТОВОЇ ЕКОНОМІКИ ПОТРІБНО Й ЩО В РЕАЛЬНОСТІ МИ МАЄМО .
Чому ми нікуди не встигаємо із кліматичними цілями й про що мовчать чи не думають політики?
Числа «переходу» (ми виходимо із консолідованих нац. політик більшості країн. Від Китаю, до ЕС з США та ін.):
Видобуток корисних копалин. Нові електричні авто, які ми виробляємо з метою прискореної заміни двигунів вн. згорання (в основному поки що мова про персональні авто) та вітро-сонячна енергетика для максимального задоволення політики Net Zero створять такий попит:
Літій +4000%
Нікель +2000%.
Електро авто вимагає на 1000% більше нових металів. На одне EV потрібно перелопатити 2500 тонн руди. Доречі ця цифра буде тільки рости - збагаченість розвіданих запасів лише падає, як й експоненційно зростає енергоспоживання такого видобутку та переробки.
В табличці знизу ліва частина вказує у скільки разів й чого треба для зеленого переходу (1 йде за 2020 рік, тобто кобальту треба у 21 раз більше й так далі), а права частина вказує на співвідношення знайдених «резервів» у землі у відношенні до попиту. Видно, що проблем нема лише із міддю, а все інше має бути десь знайдене.
Необхідно 100+ нових копалин та 16! років на розробку однієї, в середньому. Це вам не строки стартапів (2-3 роки) й венчурні капіталісти планують нові продукти, енерго проекти полишаючи питання матеріального забезпечення на вільний ринок (лише малий пул великих компаній почав самозабезпечуватись через пряме фінансування видобутку: Tesla, VW, китайський виробник батарей CATL та ін.) Але нажаль глобальний попит поки забезпечений лише своєю дуже скорою кризою: до 2030-го року існуючі інвестиції в сфері видобутку копалин лише покривають 1/30! від прогнозованого попиту.
Що це означає? Спочатку буде тотальна криза на 10+ років «зелених виробників», що відкриє два паралельних треки: 1) викопне паливо зможе відвоювати собі час на цей період, частина «класичних технологій» отримає собі відстрочку, але потім все увійде у повільний стагнаційний стан через те, 2) що рятуючи шлях до Net Zero (хоча й до того часу мабуть Лондон із всіма Нідерландами будуть під водою, поряд з Шанхаєм на пару) будуть за аналогією з кризою 1973-го відпущені всі екологічні заборони (копати будуть всі і все) та значним подорожчанням «зеленої енергії» - це дозволить на страху «зустріти новий клімат із опущеними руками» сформувати ціни для дефіцитної сировини, які забезпечать окупність на колишніх безперспективних родовищах. Всіх привчать до нового типу економії: як колись пересіли із 7 літрових GM-ських моторів на малолітражні Honda (без зниження ціни), так й сьогоднішні Tesla чи Polestar залишаться в пам’яті як приклад хижацького використання ресурсів на великі батареї. Зелена електрика буде «за розкладом» як зовнішнім, так і внутрішнім - закони дифіциту інакшого підходу не знають. Проблема не вирішуєма в корені, бо рішення нікому не подобається - інакший підхід до життя. Щодо цього сценарію тільки одна умовність: тільки якщо глобально не переможе рух екосоціалізму, що змінить баланс споживання на одну людину. Якщо ні - то рухаємося за означеним сценарієм капіталу: «від кризи - до дефіциту - подолання через нову форму експлуатації природи - що породжує потім наступну кризу».
Існує 14 найважливіших для нового енергетичного укладу металів, у порядку зменшення попиту: теллур, індій, олово, гафній, срібло, диспрозій, галій, неодим, кадмій, нікель, молібден, ванадій, ніобій і селен // 5 з 14 металів на високому рівні ризику доступності, а саме: рідкісноземельні метали неодим та диспрозій, а також побічні продукти (від обробки інших металів) індій, телур та галій. В комплексі ці матеріали критично важливі для: вітряної енергетики, сонячної фотовольтаїки (PV), гідроенергетики, геотермальної енергетики, офшорної генерації, біоенергетики, біопалива, паливних елементів та водневих технологій, зберігання електроенергії. Між виробництвом ультра дорогих металів з мікроскопічними об'ємами та базовими масовими та дешевими розташований великий напівпорожній простір другорядних металів та інших мінералів відносно дорогих, але потрібних промисловості в малих обсягах (до недавно), але з експоненційною перспективою зростання. До таких відносимо кобальт, літій і графіт. Згідно з аналітикою Bloomberg Intelligence, якщо продаж електромобілів до 2040 року зросте до 41 млн одиниць, то, крім особливо рідкісних металів, також сильно підскочить попит і на «традиційний» алюміній, мідь і нікель. Те саме стосується і частини обов'язкових компонентів у ВДЕ та її інфраструктурі. Дані ресурси займають другу лігу у черзі майбутнього гарантованого попиту у промисловій модернізації.
Сценарій повної електрифікації у «літій - батарейній парадигмі»:
Якщо все виробництво електроенергії стане відновлюваним, скільки додаткових потужностей знадобиться від відновлюваних систем після поступового припинення виробництва електроенергії з газу та вугілля? Атомна енергетика розглядається як варіант систем, які зберігають.
14% первинного споживання нафти припадає на постачання нафтохімічної промисловості - це залишиться.
66% вугілля в усьому світі було спожито для виробництва 10 100,5 ТВт-год електроенергії. Ця потужність виробництва електроенергії повинна надходити з джерел, що не працюють на викопному паливі
56,54 ТВт-год електроенергії потрібно було б постачати щорічно для сталеливарної промисловості без вугілля. Водень потенційно є замінником, але на нього теж потрібно додаткову енергетичну систему.
Існуюча глобальна енергомережа, яка не працює на викопному паливі, повинна розширитися з 9 528,7 ТВт-год на рік, додавши додаткові 30 853,9 ТВт-год (річне виробництво). Це означає, що глобальне виробництво електроенергії, не використовуваної викопним паливом, повинно збільшитися до річної потужності 40 382,6 ТВт-год. Для цього 17 086,1 ТВт-год виробленої електроенергії з викопного палива (за рахунок вугілля, газу та нафти) потрібно буде відключити та поступово ввести замінники. На додаток до цього, такі завдання, як опалення будівель (газ) і виробництво сталі (вугілля) потрібно буде замінити стійкими електричними альтернативами. Тому й має зрости сукупне глобальне виробництво е/е., перевершивши виробництво часів викопного палива.
Поки глобальні цілі й існуюче втілення, необхідних для цього засобів виглядає як співвідношення «газелі» з вантажем поролону до проекту утеплення фасаду цілої обласної лікарні.
Китай має частку над ринком переробки «зелених металів» x2 капіталу ОПЕК (80+ % всієї світової переробки), це до теми нової геоекономіки: т.зв. глобальний Південь потрібен Китаю для контролю за доступом, через власний брак відповідної сировини: міді, нікелю, кобальту, літію та ін. (а це Латинська Америка та центральна Африка).
Західний «блок» має й свої перлини (та ж Австралія тримає першість із запасів та виробництва нікелю та літію; недалечко й Канада), але деякі позиції не дозволять жодній із сторін залишитися самодостатніми, а перед колишніми сировинними колоніями відкривається крихітне вікно можливостей політично поторгуватися «новою нафтою». Хто сказав «Україна»?))
РОБОТА ДЛЯ УКРАЇНИ
Із цим глобальним кривим шляхом ми особисто нічого не зробимо, окрім наступних політик: 1) геокліматичного стратегування країни та нац. корпорацій під жорсткий глобальний клімат найближчого часу (про що йде мова в попередніх текстах) + 2) Продуктивна експлуатація майбутнього дифіциту базових ресурсів зеленого переходу.
Конкретний регіональний підхід із державного планування в цій темі бере початок із роботи див.: «НОВИЙ ПОВОЄННИЙ ДОНБАС: УКРАЇНСЬКА ВЕРСІЯ МАЙБУТНЬОГО» (Дмитро Єрмолаєв).:
Як національна стратегія включення до нового укладу потрібно враховувати технологічний поворот «третьої революції», що розгортається, включаючись у боротьбу за місце гарантованого і безпечного постачальника критичних компонентів нового укладу. Це створює запит на активну суверенну політику, що вибудовує довгострокову державно-приватну програму кооперації в освоєнні видобутку нових стратегічних ресурсів та екстракції їх із старих відвалів із подальшою промисловою переробки у високоліквідні експортні позиції.
Мінерально-сировинна політика держави має бути перебудована від принципу «сировинного» та «рудного» цілепокладання розвитку національної галузі, до завдань створення економіки готових дифіцитних металів. Це вимагатиме наділення «стратегічним» статусом найбільш значущих для ВДЕ-укладу ресурсів: золота та срібла, платиноїдів, рідкісних, кольорових та чорних металів та ін. Багато з них є складовими речовинами величезних корисних запасів у промислових відходах старого індустріального комплексу України, але потребує нової індустрії переробки.
«Стратегічні металеві ресурси» – це пріоритетні мінерально-сировинні депо (запаси, резерви та ін.), що складаються з корисних копалин, які відповідно до Національної доктрини (через процедуру «виділення-затвердження») приймаються на довгострокову перспективу як один з найважливіших компонентів сталого розвитку та безпеки держави (виявлені в національних надрах родовища корисних копалин не затребувані на даний момент у виробничій сфері України, але, разом з тим, можуть бути високоліквідними на світових ринках та стануть джерелом значного поповнення від експорту).
З державного фонду розвіданих мінерально-сировинних об'єктів у пріоритетному порядку мають враховуватися та братися під контроль родовища, корисні компоненти яких відповідають прийнятому «Переліку стратегічних поліметалевих ресурсів».
У період економічної нестабільності не лише золото, а й новий перелік рідкісних промислових металів стане джерелом валютних металів нового часу, виконуючи стабілізуючу роль, здійснюючи функцію загального еквівалента світового обміну, надаючи останнім матеріальну цінність.
У зв'язку з цим державна політика «стратегічних металів» має включати також створення «Національного поліметалевого резерву». Який дозволить створити форму надійного заощадження національних фондів та заставний інструмент національного запозичення, та інструмент підтримки внутрішнього попиту для нового виробництва у даній галузі.
Нова державна політика щодо створення галузі «стратегічних металевих ресурсів» стане адекватним часу рішенням, здатним трансформувати кризу розпаду внутрішнього староіндустріального комплексу, повоєнного переосвоєння його виробничих фондів та екологічних слідів (ресурсні відходи процесів виробництва) на нових економічних підставах. Ця політика стане одним із важливих елементів вибудовування комплексної економічної незалежності країни, здатності до саморозвитку її промисловості, затребуваності сучасної науки, мінерально-сировинної та переробної бази за участю державного та національного капіталу, що визначають стабільність та стійкість національної економіки.
Далі буде…
Частина даних взята із наступних джерел:
Геологічна служба Фінляндії;
Mark P. Mills^співробітник факультету Northwestern University’s McCormick School of Engineering and Applied Science