Здравствуйте, Гость

Войти в личный кабинет



ВАША КОРЗИНА ПУСТА
http://www.electra.com.ua/components/com_jshopping/files/img_products грн /magazin/cart/delete.html /magazin/product/view.html Ваша корзина пуста. Показать/скрыть подробности Параметры ⇓ Товар добавлен в корзину Товаров ВАША КОРЗИНА ПУСТА Товаров в корзине на сумму Удалить
currency

  • electra motor1
  • electra nabor1
  • electra akb1

Мировые запасы литиевых ресурсов

Опубликовано в Аккумуляторы Просмотров: 45782

litiiВ связи с тем, что литий-ионный батареи являются на сегодняшний день одним из наиболее востребованных видов энергетических источников, неплохо было бы уделить внимание рассмотрению вопроса объемов запаса литиевого ресурса на планете. В настоящее время большинство последних моделей электрических автомобилей, электрических мотоциклов, скутеров и электровелосипедов комплектуются литий-ионными аккумуляторами - по большей мере по той простой причине, что данный тип батарей действительно способен обеспечить хорошие показатели производительности, при сравнительно малом весе.

Так как масштабное производство электромобилей напрямую связано с вопросом увеличения спроса на литиевые энергетические источники, многие люди задаются вопросом об уровне запасов лития в мире и возможности истощения столь необходимого в производстве аккумуляторных батарей материала. Литий (Li) – наиболее легкий метал, принадлежащий к группе щелочных металлов; третий элемент таблицы Менделеева, используемый в производстве аккумуляторных батарей для современных мобильных телефонов, портативных компьютеров, электрических транспортных средств. При изготовлении химических источников тока он используется в виде металлизированного лития или литиевого соединения с другими элементами. Литий является довольно распространенным на планете, но в то же время редким элементом. Такое несоответствие в утверждении обосновывается тем, что большая часть лития, существующего на планете, не поддается добыче доступными для человека способами. Морская вода содержит миллиарды тонн высокообогащенного разбавленного лития, однако его добыча является довольно трудоемким для современного общества процессом. Концентрированные литиевые породы формируются, как правило, в верхних слоях Земли в виде силиката лития, карбоната лития, хлорида лития. Содержание лития в верхней континентальной коре Земли равно 21 г/т. В последние годы практически вдвое возросло потребление карбоната лития – основного сырья для литийсодержащих продуктов. В отличии от предыдущих поколений аккумуляторов, батареи на основе лития позволили электромобилям проезжать значительно большее расстояние от одной подзарядки. Большинство современных источников сходятся на том, что большая половина мировых запасов лития сосредоточена в центральной части Южной Америке, преимущественно в Боливии – самой бедной стране данного региона, и не где-нибудь, а под просторами обширной боливийской пустыни. До сих пор эта пустыня является одним из наиболее отдаленных и недоступных плато на нашей планете. Однако, несмотря на всю свою недосягаемость, именно этот участок земного шара привлекает десятки и сотни глаз ученых, поскольку под его обширным соляным покровом хранятся огромные запасы лития. В этих местах нет живности, как нет и зеленой растительности – соль делает жизнь здесь невозможной, лишь на краю пустыни можно увидеть несколько правительственных шахт, занимающихся добычей из-под земли солевого рассола. Именно из этого рассола путем выпаривания получают драгоценный литий, один из наиболее ценных на сегодняшний день металлов, способных приводить в движение всю современную электрическую транспортную технику. К сожалению, добыча лития в пустынном регионе Боливии не избавлена и явных недостатков, так как несет непоправимый ущерб пейзажу соляного региона планеты. Расширение объемов добычи этого элемента в Боливии может полностью погубить не только уникальный в своем роде участок планеты, но и нанести непоправимый вред населению близлежащих поселений, так как приведет к исчерпанию и без того скудной системы водоснабжения. Растущая потребность в литиевом ресурсе побуждает гонку, посвященную поиску новых мест локализации третьего элемента. Ряд компаний изучает самые отдаленные уголки земного шара, надеясь найти новые, ранее неизведанные запасы лития. Хочу отметить, что различные организации часто публикуют довольно противоречивые данные о объемах запасов литиевых ресурсов в мире. Цифровые данные разных информисточников о количестве мировых запасов лития довольно существенно различаются между собой.

Оценочные мировые запасы лития в тоннах

Страна Информационный источник №1  Информационный источник №2 Информационный источник №3 Информационный источник №4
Аргентина нет данных 2 000 000 2 710 000 6 000 000
Австралия 220 000 260 000 262 800 1 603 000
Австрия нет данных нет данных 100 000 113 000
Боливия 5 400 000 5 400 000 5 500 000 5 400 000
Бразилия 910 000 910 000 85 000 85 000
Финляндия нет данных нет данных 14 000 13 000
Испания нет данных нет данных нет данных 72 000
Ирландия нет данных нет данных нет данных 13 000
Канада 360 000 360 000 255 600 1 073 000
Конго нет данных нет данных нет данных 1 145 000
Чили 3 000 000 3 000 000 6 900 000 7 520 000
Китай 1 100 000 1 100 000 3 350 000 6 173 000
Португалия нет данных нет данных нет данных 10 000
Россия нет данных нет данных 1 000 000 2 480 000
Сербия нет данных нет данных нет данных 957 000
США 410 000 410 000 5 936 000 6 620 000
Заир нет данных нет данных 2 300 000 нет данных
Зимбабве 27 000 27 000 56 700 57 000
Вместе 11400000 13500000 28500000 39300000

Компания «Chemetall» сообщила, что объем мировых запасов лития на сегодняшний день составляет 28 млн. тонн (эквивалент - 150 млн. тонн карбоната лития), тогда как спрос на этой металл оценивается в 23 000 тонн (122 000 тонн карбоната лития). Представители иного информационного источника отметили, что указанные цифры мировых запасов лития являются чрезмерно заниженными, и на самом деле данный металл доступен на планете в гораздо большем количестве.

Американские исследователи не исключают возможности добычи лития с геотермальных вод Калифорнии при помощи метода, разработанного работниками Ливерморской национальной лаборатории (штат Калифорния)

Добыча лития в мире

Крупнейшими производителями лития в мире являются: Chemetall (США / Чили), SQM (Чили), Admiralty Resources (Австралия и Южная Америка) и CITIC Guoan Lithium (Китай). Чили и Аргентина в настоящее время является основными производителями лития - 46% и 26% мировых объемов, на долю же австралийских и китайских предприятий приходится по 6% от мирового уровня добычи лития.

litii-1

Лишь около 20% добываемого лития используется в изготовлении аккумуляторных батарей, большая часть из которых в последующем употребляется в качестве источников питания для мобильных и портативных устройств.

Начиная с этого года Боливия планирует увеличить ежегодное производство лития до уровня в 30 тысяч тонн.

Утилизации литий-ионных аккумуляторов

В настоящее время в мире проводятся исследовательские работы, направленные на разработку эффективных и экологически безопасных способов утилизации литий-ионных аккумуляторов в больших масштабах. Компания «Chemetall» утверждает, что сбалансированный механизм переработки позволил бы возвращать в технологический процесс около 50% лития из отработанных аккумуляторов - это говорит о том, что примерно через 15 лет эксплуатации электромобиля и выхода из строя его аккумуляторных батарей, из них можно будет изъять половину лития. Подобного рода переработка позволит в значительной степени решить в будущем проблему нехватки энергетических источников.

Спрос на литий для батарей

Популярность лития объясняется в первую очередь его уникальным электрохимическим потенциалом и низким коэффициентов теплового расширения. С 2000 по 2010 год мировое потребление лития увеличилось с 12,800 тонн до 22,600 тонн.

Литиевые батареи легче иных видов аккумуляторов, и способны удерживать более высокий заряд значительно дольше других. В зависимости от типа литий-ионного аккумулятора можно рассчитать минимальное количество лития, приходящееся на 1 кВт-ч запасаемой в нем энергии. Батареи с более высоким средним уровнем напряжения содержат меньшее количество лития на единицу запасаемой энергии (Вт · ч являются продуктом емкости батареи и её среднего напряжения в вольтах).

Расчет количества лития, необходимого для производства литий-ионной аккумуляторной батареи

Материал катода  Напряжении (V) Cодержание лития на 1 кВт· ч
LiFePO4 3.2 0081
LiCoO2 3.6 0072
Limn2 O4 3.7 0070

Правда, некоторые компании выпускают аккумуляторные батареи с несколько иным содержанием лития. Так, производитель «AESC» с целью комплектации электрических автомобилей Renault Fluence Z.E. и Renault Kangoo Express Z.E. производит аккумуляторы емкостью 20 кВтч и содержанием лития в 3 кг, то есть в них находится примерно 0,15 кг лития на 1 кВт-ч энергии. Во время очередной презентации своей продукции компания «Chemetall» заявила, что на выпускаемые её аккумуляторы при расчетном значении в 1 кВт-ч приходится около 0,113 кг лития.

В общем, литий составляет лишь 3-4% от всего расходного материала, необходимого для производства литий-ионного аккумулятора.

Кризис литиевых ресурсов: возможен ли он?

Ученые Университета штата Мичиган рассчитали, что запасов лития на нашей планете хватит как минимум ещё на 100 лет использование при интенсивной промышленной выплавке стекла, производстве керамики, кондиционеров, аккумуляторных батарей для мобильных и портативных устройств, электрических транспортных средств. Если же удастся разработать эффективную технологию по переработке литийсодержащих аккумуляторных батарей, предполагающую возможность вторичного изъятия лития из аккумуляторов, вопрос нехватки этого ресурса удастся оттеснить ещё как минимум на 50 лет. Добыча лития до 2100 года согласно прогнозов составит 12-20 миллионов тонн.

Спрос на аккумулятора для электромобилей и электровелосипедов

На сегодняшний день литий-ионные аккумуляторные батареи покрывают 10% энергетических потребностей промышленности по производству электрических и гибридных автомобилей. Легко предугадать, что рост популярности литиевых аккумуляторов послужит причиной увеличения и соответствующей их доли и среди источников энергопитания электрических транспортных средств.

Согласно подсчетов Аргоннской национальной лаборатории, к концу 2030 года спрос на литий, используемый в производстве литий-ионных аккумуляторов для электрических и гибридных транспортных средств, достигнет 28 000 тонн. Этот же информационный источник отметил, что в случае разработки эффективной методики по утилизации аккумуляторных батарей, в производство удастся вернуть практически половину используемого ранее лития.

litii-2

Годовой объем производства электромобилей в размере 1 млн. с аккумуляторами емкостью 20 кВтч послужит причиной увеличения мирового спроса на литий до 2-3 тысяч тонн в год. Если когда-нибудь в будущем годовой производственный выпуск электрических автомобилей с аккумуляторами 50 кВтч достигнет 10 миллионов единиц – спрос на литий составит 55-75 тысяч тонн. При выпуске 10 миллионов электрических машин с диапазоном пробега на одном заряде не менее чем в 500 км спрос на литий будет равен 110-150 тысяч тонн. При условии потребление 150-200 тысяч тон лития в год запасов этого металла на нашей планете хватит приблизительно на 75-100 лет.

Выводы:

На сегодняшний день в мире проводятся исследовательские работы по поиску мест сосредоточения литиевого металла. Разработчики электромобилей постоянно занимаются разведыванием новых источников карбоната лития с целью уменьшения зависимости от его основных поставщиков – Чили и Китая. Вполне возможно, что уже в ближайшие годы удастся открыть новые места его локализации, получится изъять десятки миллионов тон лития, присутствующего на планете в различных формах и концентрациях.

Учитывая все вышеизложенное становится ясным, что рост спроса на литий-ионные аккумуляторы и литий будет наблюдаться в течении ближайших лет в первую очередь по той простой причине, что увеличится выпуск электрических и гибридных средств передвижения. Однако, все ещё нет уверенности в том, литий-ионные аккумуляторы будут доминировать на рынке электротранспорта более чем на протяжении нескольких десятилетий – вполне вероятно, что они начнут конкурировать с какими-то иными видами аккумуляторных батарей.

sergey-volter