Літій відіграє ключову роль у переході до відновлюваної енергетики та електромобілів, зокрема у живленні електромобілів (EV) та зберіганні енергії від сонця та вітру. Однак цей процес має значний вплив на навколишнє середовище, що викликає питання: чи дійсно видобуток літію є шкідливим для екології?
Основні факти про видобуток літію
Майже 90% видобутку літію зосереджено в таких регіонах, як Австралія, Чилі, Аргентина та Китай. У 2023 році ці країни, разом із Зімбабве та Бразилією, були основними виробниками літію, загальний обсяг видобутку якого склав 170,8 тисяч тонн.
Процес видобутку, особливо через видобуток розсолу, несе значні ризики, включаючи забруднення та виснаження водних ресурсів, втрату біорізноманіття та викиди вуглекислого газу. Видобуток кожної тонни літію призводить до викиду 15 тонн CO₂ у навколишнє середовище. Крім того, для видобутку приблизно однієї тонни літію потрібно близько 500 тисяч літрів води, що значно впливає на навколишнє середовище, особливо в посушливих регіонах. Це не лише історія технологічного прогресу, але й екологічних проблем.
Балансування попиту на літій із необхідністю захисту навколишнього середовища є ключовим для забезпечення сталого майбутнього.
Що таке видобуток літію?
Видобуток літію — це процес вилучення літію, хімічного елемента, який є важливим для виробництва літій-іонних акумуляторів у електромобілях, портативній електроніці та системах зберігання енергії. Виробництво літію значно зросло за останнє десятиліття: у 2021 році глобальний обсяг виробництва вперше перевищив 100 тисяч тонн, що в чотири рази більше, ніж у 2010 році.
Літій видобувають переважно з розсолу та твердих порід (наприклад, сподумену). Видобуток з розсолу становить 66% від загального виробництва літію і передбачає викачування підземних вод із високим вмістом літію, які потім випарюються у великих басейнах, залишаючи після себе літій карбонат. Видобуток з твердих порід включає традиційні гірничодобувні методи для вилучення літійвмісних мінералів.
Методи видобутку літію
Традиційний метод випарювання
Традиційний метод передбачає викачування літійвмісного розсолу з-під землі та його випарювання у великих ставках. Цей процес поширений у таких регіонах, як чилійський Салар-де-Атакама та аргентинські солончаки.
- Використання води: Цей метод використовує нерозчинний розсіл, який набагато концентрованіший за морську воду і не підходить для пиття чи сільського господарства. Випарювання цього розсолу не впливає безпосередньо на запаси питної води.
- Геологічний контекст: Літійвмісні розсоли часто знаходяться на глибині сотень метрів під питними водоносними шарами, розділеними шарами породи з різною проникністю. Це обмежує прямий зв’язок між розсолом і прісними водоносними шарами.
- Забруднення: Основна проблема забруднення виникає через погано ізольовані випарні ставки, які можуть дозволити розсолу проникати в прісні водоносні шари.
Новіші хімічні процеси видобутку
Новіші методи, такі як прямий видобуток літію (DLE), були розроблені для підвищення ефективності та зменшення впливу на навколишнє середовище.
- Ефективність: Ці методи можуть збільшити вихід літію з 30% до 80%.
- Використання води: Незважаючи на їхню ефективність, ці процеси вимагають значних обсягів прісної води для промивання твердого літію, що може мати більший вплив на ресурси прісної води.
- Вплив на навколишнє середовище: Технології DLE прагнуть уникнути випарювання розсолу, зменшуючи споживання води та забруднення. Однак їхній вплив на енергію, прісну воду та використання хімічних речовин все ще потребує оцінки.
Порівнюючи традиційні та новіші методи видобутку, важливо враховувати ширший екологічний контекст:
- Вуглецевий слід: Традиційні методи призводять до значних викидів CO₂ через енергоємний процес випарювання. Новіші методи, хоча й ефективніші, все ще мають значний вуглецевий слід через використання енергії та хімічних речовин.
- Дефіцит води: Обидва методи впливають на водні ресурси, але новіші хімічні процеси можуть становити більшу загрозу для запасів прісної води. Також існує ризик хімічного забруднення під час видобутку.
Вплив видобутку літію на навколишнє середовище
Видобуток літію має різноманітні екологічні наслідки. Цей процес може призводити до деградації ґрунтів, дефіциту води та забруднення повітря, що викликає занепокоєння щодо сталого використання цього критичного ресурсу.
Виробництво літію зросло для задоволення стрімкого попиту на електромобілі, акумулятори та системи зберігання енергії. У 2022 році глобальний видобуток літію склав приблизно 130 тисяч тонн. Очікується, що попит на літій, який забезпечується переважно сектором акумуляторів, щорічно зростатиме на 25-26% і досягне 3,3-3,8 мільйонів тонн до 2030 року. Зі зростанням пропозиції та попиту ці гірничодобувні практики ставлять серйозні екологічні виклики.
Топ-виробники літію за країнами
| Країна | Виробництво (тонн) | Відомі запаси (тонн) |
|---|---|---|
| Австралія | 86,000 | 6.3 мільйона |
| Чилі | 44,000 | 9.3 мільйона |
| Китай | 33,000 | 5.1 мільйона |
| Аргентина | 9,600 | 19 мільйонів |
| Бразилія | 4,900 | 0.47 мільйона |
| Зімбабве | 3,400 | 0.50 мільйона |
Чому видобуток літію шкідливий для навколишнього середовища?
Видобуток літію створює кілька екологічних проблем:
- Використання води: Видобуток літію з розсолу вимагає великих обсягів води. Для видобутку однієї тонни літію потрібно приблизно 500 тисяч літрів води, що може призводити до виснаження водних ресурсів у посушливих регіонах і впливати на місцеві громади та екосистеми. Наприклад, проект Thacker Pass у Неваді очікує виробництва 60 тисяч тонн літію на рік, споживаючи 1,7 мільярда галонів води щороку та викидаючи 152,713 тонн CO₂.
- Забруднення: Процес видобутку може забруднювати ґрунти та повітря, що призводить до втрати біорізноманіття та порушення функцій екосистем.
- Викиди CO₂: Виробництво літієвих акумуляторів може викидати більше CO₂, ніж виробництво традиційних автомобілів. Наприклад, виробництво акумулятора вагою 1,100 фунтів може викидати понад 70% більше CO₂, ніж виробництво традиційного автомобіля в Німеччині. З глобальним ринком літію, який наближається до £6 мільярдів, важливо не ігнорувати вуглецевий слід видобутку літію.
- Відходи: Видобуток літію генерує велику кількість мінеральних відходів, що може призводити до проблем із диханням та змінювати гідрологічний цикл.
- Споживання енергії: Видобуток літію, особливо з твердих порід, є енергоємним процесом, що вимагає значної кількості електроенергії для подрібнення, подрібнення та хімічного розділення. Ця енергія часто походить із невідновлюваних джерел, що посилює викиди CO₂ та вуглецевий слід виробництва літію. Традиційні методи видобутку з розсолу та твердих порід викидають від 2,8 до 17,1 тонн CO₂ на тонну літій карбонатного еквіваленту (LCE).
- Забруднення ґрунту та води: Хімічні речовини, такі як сірчана кислота, що використовуються при видобутку літію, можуть забруднювати ґрунти та джерела води, становлячи ризики для здоров’я людей та дикої природи.
- Вплив на місцеві громади: Видобуток літію призвів до соціальних конфліктів та проблем із правами людини, особливо серед корінних народів. Видобуток витіснив багатьох із їхніх рідних земель, що призвело до конфліктів щодо водних ресурсів.
Порівняння методів видобутку
| Метод видобутку | Використання води (на тонну літію) | Викиди CO₂ | Забруднення ґрунту/повітря | Економічна вигода |
|---|---|---|---|---|
| Традиційне випарювання | 1,9 мільйона літрів (нерозчинний розсіл) | Високі | Так | Висока |
| Хімічний видобуток | Значні обсяги прісної води | Нижчі | Мінімальне | Висока з потенціалом зростання |
Альтернативи видобутку літію
Хоча видобуток літію дозволив значний прогрес у зберіганні енергії, він створює серйозні екологічні та етичні проблеми, включаючи виснаження водних ресурсів та руйнування середовищ існування. У міру зростання попиту на енергію важливо досліджувати альтернативи видобутку літію, які можуть запропонувати більш сталі та етичні рішення.
Альтернативи видобутку літію
- Натрій-іонні акумулятори: Ці акумулятори використовують іони натрію, які можна видобувати з морської води, що робить їх більш доступними та потенційно дешевшими. Однак вони мають нижчу енергетичну щільність.
- Літій-сірчані акумулятори: Вони пропонують вищу енергетичну щільність і нижчу собівартість виробництва, замінюючи кобальт на сірку. Вчені все ще працюють над цими акумуляторами через проблеми зі швидкою деградацією.
- Твердотілі акумулятори: Виробники планують використовувати ці акумулятори в електромобілях. Вони використовують твердий електроліт замість рідкого, що може зробити їх безпечнішими та довговічнішими.
- Паливні елементи на водні: Вони генерують електрику через хімічну реакцію між воднем і киснем, з єдиним побічним продуктом — водою. Вони підходять для більших транспортних засобів, таких як автобуси та вантажівки.
- Водні магнієві акумулятори: Магній пропонує вищий іонний заряд, ніж літій, що може призвести до вищої енергетичної щільності. Ці акумулятори все ще знаходяться на ранніх стадіях досліджень.
- Літій-іонні акумулятори без кобальту: Ці акумулятори усувають потребу в кобальті, який є дорогим і має етичні проблеми, пов’язані з його видобутком.
Чи кращі альтернативи літію?
Натрій-іонні акумулятори стають привабливою альтернативою через їхні екологічні та економічні переваги. Вони більш доступні та менш шкідливі для видобутку, що може призвести до більш сталого та економічно інклюзивного рішення для зберігання енергії. Однак вони мають нижчу енергетичну щільність порівняно з літій-іонними акумуляторами, що робить їх менш придатними для застосувань, де розмір та вага є критичними, наприклад, у смартфонах та електромобілях.
Хоча видобуток літію наразі є основним методом виробництва акумуляторів для електромобілів та інших технологій, літій-іонні акумулятори мають вищу енергетичну щільність, що дозволяє їм зберігати більше енергії в заданому обсязі. Це робить їх придатними для широкого спектру застосувань. Вони також мають довгий термін служби і не страждають від ефекту пам’яті.
Однак альтернативи, перелічені вище, набирають популярність через їхні потенційні екологічні та етичні переваги.
Статистика, факти та цифри про видобуток літію
Літій, який часто називають “білим золотом”, знаходиться в центрі сучасної технологічної революції, живлячи все — від електромобілів до смартфонів. Ось деякі ключові статистичні дані та інсайти щодо виробництва та використання літію, що надають всебічний погляд на світову перспективу. Станом на 2023 рік Чилі має найбільші запаси літію, оцінені в 9,3 мільйона тонн, що робить її провідним гравцем на глобальному ринку літію. Загальні оціночні запаси літію у світі досягли 26 мільйонів тонн у 2022 році, що підкреслює величезний потенціал для гірничодобувних операцій з літію у всьому світі. Китай є найбільшим споживачем літію у світі, на який припадає 39% глобального споживання літію з 2019 року. Глобальне виробництво літію карбонатного еквіваленту (LCE) становило 540 тисяч тонн у 2021 році.
До 2025 року експерти очікують, що попит досягне 1,5 мільйона тонн LCE; до 2030 року вони оцінюють, що ця цифра перевищить 3 мільйони тонн. Австралія експортує більшу частину свого літію до Китаю у вигляді сподумену. Аналітики оцінили глобальний ринок видобутку літію приблизно в £254,8 мільйона у 2020 році, і вони прогнозують, що він зросте до приблизно £409,6 мільйона до 2028 року.
У 2019 році The Wall Street Journal повідомила, що видобуток і переробка літію становлять 40% від загального впливу на клімат, спричиненого виробництвом літій-іонних акумуляторів.
У квітні 2023 року Чилі оголосила плани націоналізувати свою літієву промисловість, що може мати значні наслідки для глобального постачання літію та ринкової динаміки. Глобальне виробництво літію вперше перевищило 100 тисяч тонн у 2021 році, що знаменує значне зростання з 2010 року.
На шляху до сталого майбутнього
У всьому світі поштовх до відновлюваної енергетики та електромобілів поставив літій на передній план сталіх технологій. Однак це супроводжується екологічними викликами. Наприклад, Чилі та Аргентина мають одні з найбільших запасів літію у світі. У цих країнах зростає занепокоєння через надмірне використання води та потенційне хімічне забруднення, пов’язане з видобутком літію.
Однак, порівнюючи викиди CO₂ від видобутку літію з викидами, які уникнули завдяки зменшенню залежності від викопного палива через електромобілі, потенціал для чистого позитивного впливу на навколишнє середовище є очевидним. Наприклад, використання електромобіля, що працює на літієвих акумуляторах, може уникнути значних викидів CO₂. Ці уникнуті викиди можуть компенсувати викиди від видобутку літію протягом кількох років.
Наприклад, заміна автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння на електромобіль може запобігти викидам 4,6 тонн CO₂ щороку. Інвестування в альтернативні технології акумуляторів є важливим для прогресу у напрямку сталого розвитку. Покращення переробки літію є ключовим для просування сталих практик. Розробка більш екологічно чистих методів видобутку є необхідною для досягнення цілей сталого розвитку.
Продовжуючи рухатися шляхом технологічного прогресу, ми повинні балансувати переваги літієвих технологій з їхніми екологічними витратами. Цей баланс буде вирішальним для сталого майбутнього.
Україна має значний потенціал у видобутку літію, що може суттєво зміцнити її позиції на світовому ринку стратегічних ресурсів. Компанія “Укрлітійвидобування” відіграє ключову роль у розвитку цієї галузі, демонструючи відповідальний підхід до екологічних аспектів своєї діяльності. Зокрема, компанія завершила процедуру оцінки впливу на довкілля (ОВД), що підтверджує її прагнення мінімізувати негативний вплив на навколишнє середовище та дотримуватися високих екологічних стандартів. Цей крок свідчить про відповідальність “Укрлітійвидобування” та її готовність працювати на благо як економіки країни, так і збереження природних ресурсів для майбутніх поколінь.
