Переход к электромобилям, возобновляемым источникам энергии, аккумуляторным системам хранения энергии и расширению электросетей приводит к резкому росту спроса на медь, редкоземельные элементы, серебро и другие материалы. Однако процесс электрификации также начинает формировать собственные источники предложения.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), для развития экологически чистых энергетических технологий требуются гораздо больше минеральных ресурсов, чем для традиционных энергетических систем. Так что спрос, связанный с энергетическим переходом, будет только расти в ближайшие десятилетия.

Ускорение роста спроса контрастирует с перспективами предложения ключевых материалов. Они ограничены новыми шахтами, мощностями по переработке и перерабатывающей инфраструктурой, на развитие которой могут уйти годы.

Эта сложная проблема вынуждает правительства и компании переосмысливать источники будущих поставок. Все более перспективным источником новых поставок становится неожиданный фактор: сама инфраструктура энергетического перехода.

Во всем мире прорывы в области переработки превращают старые батареи, вышедшие из строя солнечные панели, списанные ветряные турбины и устаревшее электросетевое оборудование во все более ценные источники тех же материалов, которые необходимы для поддержания темпов энергетического перехода.

То, что начиналось как проблема управления отходами, превращается в стратегическую промышленную возможность, считает обозреватель Reuters Гэвин Магуайр, поскольку устаревшие компоненты энергетического перехода сами по себе становятся ресурсной базой.

Батареи

Батареи являются наиболее наглядным примером растущей важности переработки для системы поставок.

Многие годы опасения по поводу будущих поставок аккумуляторов были сосредоточены на доступности лития, никеля, кобальта и графита, добываемых на шахтах. Однако сейчас внимание переключается на извлечение тех же материалов из батарей, уже находящихся в эксплуатации.

Американская компания Redwood Materials заявляет, что ей удается извлекать более 95% лития, никеля, кобальта и меди из отработанных батарей и производственных отходов.

Компания ежегодно перерабатывает более 20 гигаватт-часов литий-ионных батарей и производит более 60 тысяч метрических тонн критически важных материалов.

В отчете МЭА эти переработанные материалы описываются как растущий внутренний источник поставок, который может снизить зависимость от новой добычи полезных ископаемых и импорта.

Поскольку первое поколение крупномасштабных аккумуляторов для электромобилей сейчас достигает зрелости, объем доступных батарей должен продолжать расти. Это, в свою очередь, может стимулировать более широкую переработку, что позволит снизить спрос на новые компоненты батарей.

Влияние на мировые поставки может быть значительным. По данным МЭА, к 2050 году от 20% до 30% мирового спроса на литий, никель и кобальт может быть обеспечено за счет активизации усилий по переработке.

В Европе, где действуют одни из самых амбициозных в мире программ по переработке материалов, исследователи подсчитали, что к 2030 году примерно 15% лития, никеля и марганца, а также около 25% кобальта могут поступать из переработанных источников.

Собственный поток отходов солнечной энергии

В сфере солнечной энергетики открываются аналогичные возможности. В отрасли наращиваются генерирующие мощности рекордными темпами, но при этом потребляются большие объемы серебра, кремния и других материалов для производства солнечных батарей.

До недавних пор усилия по переработке были сосредоточены главным образом на извлечении стекла и алюминия из отработанных панелей. Другие компоненты зачастую было трудно или нерентабельно перерабатывать.

Однако ряд недавних технологических прорывов улучшает экономические показатели переработки солнечных панелей, позволяя более эффективно извлекать ценные материалы, такие как серебро и кремний.

Исследователи из Нидерландской организации прикладных научных исследований (TNO) недавно продемонстрировали процесс переработки с использованием лазера, который позволяет восстанавливать кремний с чистотой до 99,998% и серебро с чистотой 99,7%, при этом достигая выхода примерно в 97%.

В Австралии исследователи из Ньюкаслского университета продемонстрировали почти 100% извлечение серебра из отработанных солнечных панелей с использованием флотационных методов, уже известных горнодобывающей промышленности и масштабируемых для коммерческого применения.

Такие высокие показатели извлечения некоторых наиболее востребованных компонентов солнечных батарей потенциально могут превратить их переработку из подработки в прибыльную отрасль.

По оценкам консультантов по энергетике из Rystad Energy, общая стоимость перерабатываемых материалов из солнечных панелей может вырасти с нынешних примерно двух миллиардов долларов до приблизительно 80 миллиардов долларов к 2050 году, учитывая масштабы глобального внедрения солнечных систем и ожидаемое повышение цен на материалы.

Согласно исследованию компании Rystad, к 2035 году до 8% поликремния, 11% алюминия, 2% меди и 21% серебра, необходимых для производства солнечных панелей, могут быть получены из переработанных панелей, установленных в 2020 году.

Таким образом, в будущем при развертывании солнечных электростанций все чаще может потребоваться не только вновь добытое серебро и кремний, но и материалы, полученные с солнечных электростанций предыдущих поколений.

Новая жизнь ветряных турбин в цементном секторе

Ветроэнергетика переживает собственный прорыв в области переработки отходов.

Ветряные турбины уже сейчас в значительной степени подлежат переработке, однако лопасти долгое время представляли собой техническую проблему из-за композитных материалов в их конструкции.

Последние достижения позволяют предположить, что намечается решение, которое может стать настоящим спасением для производителей цемента и строительных компаний, стремящихся сократить свой углеродный след.

Французская многонациональная корпорация Veolia разработала процесс, позволяющий измельчать ранее не подлежащие переработке стекловолоконные лезвия в гранулы, которые могут заменить уголь, кремнезем и известняк в цементных печах.

Американская компания REGEN Fiber применяет аналогичный процесс для создания армирующих волокон для бетонной, асфальтовой и композитной промышленности.

Хотя результаты этих процессов сами по себе не являются сырьем для индустрии возобновляемой энергии, переработанные материалы могут замещать значительные объемы первичного сырья в цементной и строительной отраслях.

Согласно анализу американской экологической консалтинговой фирмой Quantis US, загрузка измельченного лопастного колеса весом 7 метрических тонн в цементную печь позволяет сократить потребление угля на 5 тонн, а также избежать использования 2,7 тонн кремнезема, 1,9 тонн известняка и почти 1 тонны дополнительных минеральных материалов.

В свою очередь, переработанные лопатки турбин могут снизить потребность в энергоемких горнодобывающих, карьерных и перерабатывающих производствах, уменьшив общий ресурсный и экологический след энергетического перехода.

Сетевой майнинг

Одна из наименее обсуждаемых возможностей переработки отходов находится непосредственно в электросети.

Страны приступают к масштабным программам расширения электросетей для ускорения развития возобновляемых источников энергии, электрификации транспорта и удовлетворения растущего спроса на электроэнергию. Эти инвестиции требуют огромных объемов меди, алюминия и стали.

Большая часть сопутствующих дискуссий сосредоточена на том, откуда возьмутся эти материалы. При этом игнорируются огромные запасы, уже имеющиеся в устаревшей инфраструктуре.

Энергетические компании заменяют трансформаторы, подстанции и передающее оборудование, которые во многих случаях содержат большие объемы высококачественной меди, алюминия, стали и других ключевых компонентов.

В рамках программ по переработке отходов все чаще эти материалы извлекаются и возвращаются в промышленные цепочки поставок.

Американская сталелитейная компания Nucor управляет специализированными предприятиями по переработке отработанного оборудования, которые позволяют удвоить объем получаемой меди и цветных металлов, используемых при производстве новых компонентов трансмиссий.

По мере ускорения модернизации энергосистемы эта возможность будет расти. Каждый списанный трансформатор и передающий объект представляют собой концентрированный источник переработанных материалов, которые могут быть повторно использованы в инфраструктуре электроэнергетики следующего поколения.

Самообеспечение

Общая тема, касающаяся батарей, солнечных панелей, ветряных турбин и сетевого оборудования, заключается в том, что энергетический переход создает собственный постоянно растущий запас материалов, пригодных для вторичной переработки.

Безусловно, это не угроза для горнодобывающей промышленности. Рост мирового спроса слишком велик, чтобы его можно было удовлетворить одной лишь переработкой.

Однако отрасль все чаще обнаруживает, что будущие поставки зависят не только от того, что можно добыть из земли.

В условиях растущей обеспокоенности по поводу нехватки критически важных минералов и безопасности цепочек поставок, важнейшим новым рудником эпохи энергетического перехода может оказаться тот, который уже построен.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.