Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают

в 14:21, , рубрики: аналитика, Блог компании FirstVDS, будущее, будущее здесь, Научно-популярное, научпоп, Урбанизм, Читальный зал, экология
Картинка со звуком

Картинка со звуком

Все мы в курсе про углеродный след. Но кто-то может представить, что в будущем нам будет не хватать таких привычных вещей, как пресная вода или песок?

В статье разберем ресурсы, с нехваткой которых при текущем уровне потребления и росте популяции человечество столкнется уже в ближайшее 50 лет. Ну и порассуждаем, к чему это приведет и что можно предпринять. Сразу оговорюсь, что банальных нефти, газа или угля в статье не будет — только не самые очевидные штуки. И да, про арабов из заголовка тоже поговорим. 

Пресная вода

Расскажите этому пареньку, как вам не нравится вкус «Шишкиного леса»

Расскажите этому пареньку, как вам не нравится вкус «Шишкиного леса»

Давайте только без всей этой экологической мути. Лично для меня нехватка пресной воды кажется совершенно надуманной проблемой: встал с утра, принял душ, выпил чаю и пошел на работу. Вечером приготовил ужин, выпил кофейку (чтобы точно не уснуть) и снова душ. Ну нет никакого дефицита у меня, у моих знакомых и родственников. И 20 лет назад как-то тоже я его не ощущал. Получается, все это из серии глобального потепления от прогульщицы Греты Тунберг?

В чем проблема?

На самом деле, прямо сейчас среднестатистический житель условной суданской деревни идет с огромными ведрами за водой к колодцу. У него нет центрального водоснабжения, и ему приходится прилагать немало усилий для удовлетворения базовых потребностей. Мы с ним в неравных ситуациях. Мне повезло родиться «в самой прекрасной стране на свете»: Россия занимает второе место в мире по запасам пресной воды, после Бразилии (да и живу я в европейской части, а не на Крайнем Севере), а какой-нибудь Судан с этим несчастным жителем — на 82 месте. 

И очевидно, что со временем ситуация становится только хуже. Вот лишь некоторые факторы, влияющие на это:

Населенность. В мире 97,5% от всех водных ресурсов составляет соленая вода в морях и океанах, не пригодная для бытовых нужд. Только 2,5% приходится на пресную воду, но большая ее часть — это ледники и подземные воды. По оценкам ученых, обычным людям доступно всего ничего — меньше 0,1% от общего числа. 

Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 3

Больше этой доступной пресной воды существенно не становится — мы уже не сможем открыть новый Байкал. Да, наука не стоит на месте, и человечество уже умеет опреснять воду или конденсировать из атмосферы. Но об этом ниже.

В глобальном же смысле объем пресной воды остается плюс-минус одинаковым, зато человечество плодится сумасшедшими темпами. Вот данные по некоторым странам с 1950 по 2021 годы для сравнения:

Я специально наложил данные и по России. Причины такой картины, думаю, всем понятны (например, распад СССР)

Я специально наложил данные и по России. Причины такой картины, думаю, всем понятны (например, распад СССР)

Очевидно, что в этом случае количество потребляемой воды на душу населения будет снижаться, как ни крути. Это подтверждают и графики по тем же странам:

На Россию общемировые тенденции не распространяются

На Россию общемировые тенденции не распространяются
Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 6

Сейчас даже этих 0,1% пресной воды в расчете на население — это много. Но что будет в будущем? 

Прогресс. Представим, что в Судане наш житель (давайте назовем его «ибн Ахмед») еще 10 лет назад как-то имел доступ к воде: колодец был рядом, а ему обещали сделать центральное водоснабжение уже совсем скоро. Но спустя время правительство инвестировало деньги в промышленность и агрокультуру, а не деревню. Вроде хорошее дело, но теперь вода идет на парообразование, полив, охлаждение оборудования и так далее. Часть жителей городов получает блага в виде лучшего электроснабжения, свежих овощей. А ибн Ахмед этого не увидит, но теперь вынужден ходить за водой бог знает куда. 

И тут все зависит от развитости стран:

Например, в Эстонии 96% потребления пресной воды приходится на промышленность, в остальной Европе — 70%, в США — 50%. В Африке это доля порядка 2%.

Например, в Эстонии 96% потребления пресной воды приходится на промышленность, в остальной Европе — 70%, в США — 50%. В Африке это доля порядка 2%.

Геополитика. Например, всем известен конфликт между Египтом и Эфиопией за использование огромной реки Нил. Эфиопы решили построить огромную ГЭС «Великое возрождение Эфиопии» (две дамбы высотой 155 м и длиной 1780 м). Разумеется, плотина расположена выше по течению, чем знаменитая Асуанская ГЭС, которую помогал строить СССР. Результат — выработка электроэнергии в Египте снизится на 40%, не говоря уже об оросительных системах и прочем. 

Как назло, это напрямую коснется и Судана, где ибн Ахмед страдает от обезвоживания — Нил является ключевой артерией государства. Уже ожидается, что Египет готов начать войну с Эфиопией ради прекращения строительства. Если это случится и Египет победит, то проблем с водой в будущем у них будет меньше. 

Когда плотина достроится, экономика Египта непременно пострадает

Когда плотина достроится, экономика Египта непременно пострадает

Катаклизмы. Бывает и такое, что источники пресной воды просто исчезают. Классические примеры: Аральское море в Узбекистане или озеро Кариба в Замбии. Ну, или, скажем, дождей давно нет, в регионе засуха — потребление воды возрастает, ее не хватает на всех. 

Так уменьшались размеры Аральского моря. И ничего с этим поделать нельзя

Так уменьшались размеры Аральского моря. И ничего с этим поделать нельзя

Или какой-нибудь химический завод потихоньку сливал химикаты, которые попали в почвенные воды и сделали их непригодными для использования. Ибн Ахмед идет с утра, набирает воду из колодца, пьет ее и умирает. В среднем по всему миру очистке подвергается лишь 20% сточных вод. 80% льют как есть, не стесняясь — например, в том же Судане, потому что очищать их слишком дорого. 

Короче, тут может быть много всяких сценариев. 

Насколько все плохо? 

По прогнозам ООН, к 2050 году почти 6 миллиардов человек будут страдать от нехватки чистой воды. Нехватка в методологии — это когда на человека приходится меньше 1000 м3 пресной воды в год.

Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 10

Карта показывает, насколько географически распределяется потребление пресной воды: 
No stress — <25% от общего объема воды,
low — 25-50%,
medium — 50-75%,
high — 75-100%.
Critical — это когда страна вынуждена закупать воду. 

Что делать?

Есть много вариантов, как победить эту проблему в мировом масштабе, для засушливых регионов вроде Африки, Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии.

Опреснять соленую воду. Если страна имеет выход к океану, то нужно всего лишь очистить воду и превратить ее в пригодную для человека. Для этого используют многоступенчатую термическую обработку (грубо говоря, кипятят воду и конденсируют ее уже без соли) и дополнительную обратно осмотическую фильтрацию (продавливают воду через узкие поры мембраны, очищая ее от всякой гадости). 

Например, саудиты построят крупнейший в истории завод по опреснению морской воды с производительностью до 1 000 000 м3 в день! Кстати, это делается тем же фондом, который строит будущее чудо света — город «Линию» на 5 млн человек. Жителям города нужно же будет что-то пить и купаться. Поэтому проблему будут решать по-серьезному.

Завод по опреснению станет частью экосистемы «города будущего» НЕОМ. Обещается, что опреснение будет происходить с нулевым углеродным выбросом — правда, неясно, чем они будут нагревать огромные массы воды и при этом не разорятся.

Завод по опреснению станет частью экосистемы «города будущего» НЕОМ. Обещается, что опреснение будет происходить с нулевым углеродным выбросом — правда, неясно, чем они будут нагревать огромные массы воды и при этом не разорятся.

Брать воду из воздуха. Нельзя забывать, что вода содержится в атмосфере, даже в относительно засушливых регионах. Почему бы не научиться собирать ее? Но страны Африки достаточно бедные, и серьезные установки никто строить там не будет. 

Поэтому итальянский архитектор Артуро Виттори создал проект такой установки. Она представляет собой башню высотой 12 метров и диаметром основания 4 метра, весом около 80 кг. Состоит из бамбукового каркаса и двойной полиэстеровой сетки.

Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 12

Работает по принципу «воздушного колодца»: конденсирует влагу на сетке (например, за счет перепадов температуры ночью) и обеспечивает сбор до 50 литров жидкости в день. Для регионов типа того же Судана это станет настоящим спасением, при этом себестоимость такой башни — меньше 1000$, а с ее постройкой смогут справиться малообразованные аборигены. 

Методу уже больше 100 лет — его использовали еще в начале 20 века. Но проект итальянца сделал ее реально доступной.

Методу уже больше 100 лет — его использовали еще в начале 20 века. Но проект итальянца сделал ее реально доступной.

Перенаправлять воду из других мест. На самом деле пресная вода распределена очень неравномерно — больше половины всех запасов приходится на долю Бразилии, России, США, Канады и Китая. Почему бы для других стран, испытывающих проблему с этим неравенством, не «забрать ее у богатых и раздать бедным»?

Например, Египет строит уникальный проект — «Новая долина». Грубо говоря, у страны есть огромная пустынная область. Если перенаправить водные ресурсы из долины Нила через систему ирригационных каналов, можно создать пригодные для сельского хозяйства территории почти в 500 000 акров. Если быть точным, то можно соединить водохранилище Насера с вновь созданными озерами Тошка.

Четыре озера в центре пустыни — это и есть новые озера Тошка

Четыре озера в центре пустыни — это и есть новые озера Тошка

Реализация будет затратной: надо построить 50-километровый магистральный канал, четыре дополнительных 22-километровых ответвления и 800 метров подводящего трубопровода. Дополнительно уже построили мощнейшую насосную станцию Мубарак, которая будет перекачивать 1 200 000 м³/час.

Американское общество инженеров-строителей (ASCE) назвала проект насосной станции Мубарак одним из выдающихся достижений в области гражданского строительства 21 века

Американское общество инженеров-строителей (ASCE) назвала проект насосной станции Мубарак одним из выдающихся достижений в области гражданского строительства 21 века

По задумке правительства Египта, проект позволит увеличить площадь пахотных земель c 5 до 25% и даст 2,8 миллиона рабочих мест.

Песок

Подождите, причем тут песок? Хотите сказать, что детям во дворе будет негде лепить песочные куличи? 

Конечно, нет — детский досуг в безопасности. Речь идет о более глобальном понятии — дефиците песка для строительства. Неровен час, когда вы приедете отдыхать на Мальдивы (ну, или на крайний случай в Анапу) и не найдете там пляжей.

В чем проблема?

В 2013 году французский режиссер Дени Делестрак снял документальный фильм Sand Wars, освещающий проблему использования песка в мире. Если кратко, то песок нужен при производстве очень многих вещей:

  • чипы, для производства которых нужен кремний. Да, его берут из высококачественного песка, предварительно обработав;

  • зубная паста, в основе которой лежит абразивный элемент — диоксид кремния;

  • стекло, для которого нужен SiO2 с чистотой не ниже 99,7%.

Но самое масштабное применение песка — строительная отрасль, потому что без песка нельзя сделать цемент, а потом и бетон. Для постройки дома среднего размера необходимо 200 тонн песка, на 1 км шоссе требуется 30 000 тонн песка. 

Представьте, сколько всего сейчас строится в мире и сколько суммарно требуется песка для этого? Особенно в Китае: спрос на цемент за 20 лет увеличился в геометрической прогрессии на 437,5%. Да и США с Ближним Востоком тоже в погоне за азиатами. Таким образом, песок сейчас — второй по использованию ресурс после уже упомянутой пресной воды. 

Это самые скромные официальные подсчеты, которые мы нашли. Многие исследователи говорят, что речь идет о десятках миллиардов тонн незаконной добычи

Это самые скромные официальные подсчеты, которые мы нашли. Многие исследователи говорят, что речь идет о десятках миллиардов тонн незаконной добычи
Два графика показывают, насколько Китай впереди всей планеты и как связаны производство цемента и добыча песка

Два графика показывают, насколько Китай впереди всей планеты и как связаны производство цемента и добыча песка

В документальном фильме (а после него и в других расследованиях) рассказывается про настоящую песочную мафию, которая отжимает побережья и монополизирует добычу морского песка. После чего организуется его экспорт самым крупным странам-потребителям — Китаю (в меньше степени) и Ближнему Востоку (импортируют почти весь песок). Рынок оценивается примерно в 70 млрд долларов ежегодно.

Например, незаконная добыча песка в Индонезии с 2005 года привела к исчезновению 24 небольших островов из-за эрозии. Большая часть этого песка попала в Сингапур, площадь поверхности которого увеличилась на 22% с 1960-х годов. В ответ на это соседние Индонезия, Малайзия и Вьетнам запретили экспорт песка в Сингапур.

Примерно так выглядит незаконная добыча песка

Примерно так выглядит незаконная добыча песка

Немного о том, почему возникает такая парадоксальная ситуация. Ведь тот же Китай (на его территории 4 огромных пустыни) или Ближний Восток (тут комментарии излишни) уж точно не должны страдать от дефицита песка. Они же вроде буквально живут на нем? 

Дело в том, что песок из пустыни не подходит для строительства из-за его зернистости и закругленных граней, плохо связывающихся между собой. Тысячи лет пустынных ветров сделали его очень гладким, и цементный раствор из него получится ужасным, а бетон — непрочным. 

Дубай, например, израсходовал все подходящие запасы морского песка для искусственных песчаных островов и после этого начал импортировать песок — преимущественно из Австралии. По подсчетам, скоро она станет крупнейшим экспортером в мире. 

Ближний Восток уже не ограничивается простенькими песчаными островами вроде Палм-Джумейра — строительство идет по-серьезному

Ближний Восток уже не ограничивается простенькими песчаными островами вроде Палм-Джумейра — строительство идет по-серьезному

Насколько все плохо?

До недавнего времени песок добывали в наземных карьерах и руслах рек; однако эти внутренние ресурсы почти истощены, поэтому добыча перешла на морскую и прибрежную добычу заполнителей.

В настоящее время большая часть песка добывается со дна — тысячи кораблей всасывают огромные объемы в прибрежных районах, как пылесосы. В результате течений, гравитации и движения волн образующиеся при добыче песка щели заполняются песком, поступающим с близлежащих территорий и пляжей. Получается замкнутый круг, который уничтожает береговую линию.

Добыча песка со дна более «промышленным» методом, а не лопатами за жалкие центы

Добыча песка со дна более «промышленным» методом, а не лопатами за жалкие центы

После выхода уже упомянутого документального фильма Sand Wars ООН обратила внимание на проблему и в 2014 году выпустила программный документ (довольно занятный, рекомендуем почитать). Если коротко, то добыча песка — это ужасная штука с точки зрения экологии: меняется рельеф, повышается мутность воды, гибнут косяки рыбы, из-за эрозии прибрежная линия углубляется внутрь суши и всякое такое. 

Подробная схема из исследования ООН, почему добыча песка — это плохо

Подробная схема из исследования ООН, почему добыча песка — это плохо

Если это не остановить, то к 2100 году потеря песка вместе с изменением климата приведет к тому, что около 100 миллионов человек, живущих на береговых линиях или островах, таких как Мальдивы, окажутся под водой.

Дополнительно те же саудиты собрались строить свой супер-город «Линию», на который уйдет десятки миллиардов тонн цемента. Поэтому уже сейчас есть прогнозы, что дефицит песка и экологические проблемы из-за его добычи нас ждут значительно раньше. 

Что делать?

Есть несколько вариантов, которые предлагают авторы документального фильма и ООН:

  • Перерабатывать стекло. Исследования показывают, что переработка стекла может дать результат. Замена половины частиц морского песка на стекловые смеси позволяет даже увеличить итоговую прочность бетона при сжатии на 30% при той же плотности. Тем более само стекло, если его не перерабатывать, наносит урон окружающей среде похлеще угля — все в выигрыше.

  • Использовать карьерный песок или старый бетон. Допустим, нужно разрушить старое здание, которое находится в аварийном состоянии. Почему бы не использовать его повторно? А карьерный песок, конечно, содержит очень много примесей. Но можно сделать заводы по его обогащению (промывать и сушить), получая неплохой заменитель морского песка.

  • Закатать губу. Самое простое решение, к которому в итоге и придут. Имеется в виду: уменьшить темпы строительства (чтобы песок успевал восполняться за счет естественных процессов), заменить бетон на другие материалы (правда, пока неясно, какие экологичные материалы подойдут) и увеличить налог на добычу песка (деньги, как водится, пустить на исследование и компенсацию вреда).

Гелий

Вы же не думаете, что речь идет о наполнении детских шариков? Ну казалось бы, ничего страшного — воздухом накачаем, поплачут да успокоятся. Но на самом деле все куда сложнее: без гелия невозможны фундаментальные исследования в области физики и, что еще насущнее — работа МРТ аппаратов. Если ничего не предпринимать, то через 10-20 лет врачи по всему миру просто не смогут выявить опасное заболевание.

Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 22

В чем проблема?

Гелий — второе по распространенности вещество во Вселенной после водорода. На Земле суммарных запасов гелия достаточно много — по примерным прикидкам порядка 41 млрд м3. Его активно добывают (около 175 млн м3 в год) из природного газа и отделяют от других соединений методом фракционной конденсации.

Упрощенно — это когда охлаждают смесь газов и ждут, когда все остальные соединения конденсируются. Потому что для разных веществ это произойдет при разной температуре, и у гелия она одна из самых низких — минус 269 С. Конечно, после этого гелий дополнительно очищается, чтобы получить уже пригодный для промышленности вариант.

Акцент ужасен, но объясняет достаточно подробно:

Давайте посмотрим, где используется гелий, кроме воздушных шариков и, прости господи, дирижаблей:

  • Магнитно-резонансная томография (МРТ) — штука, без которой врач не сможет исследовать кости, ткани и органы пациента. Изображение получается значительно лучшего качества и более информативным, чем на УЗИ или рентгене. Для работы аппарата требуется поддержание сверхпроводящего эффекта и охлаждения обмотки электромагнитов до очень низких температур. Жидкий гелий с этим прекрасно справляется.

  • Производство полупроводников — гелий инертный и считается безопасным газом. Поэтому для производства микроэлектроники он используются повсеместно: для охлаждения кристаллов кремния при изготовлении; при химическом осаждении из газовой фазы (CVD) вытесняет загрязняющие газы; для создания инертной атмосферы при обработке полупроводниковых структур. 

  • Сварка — чтобы не происходила оксидация сварного шва, подается смесь инертных газов из аргона, CO2 и гелия. Дополнительно он имеет хорошую теплопроводность и делает так, что шов проплавляется быстрее и аккуратнее. Используют как в электродуговой, так и в лазерной сварке. 

  • Космонавтика — гелий используется, например, для наддува баков ракетных двигателей на основе жидкого водорода или кислорода. Расход настолько большой, что одна только НАСА потребляет около 2 миллионов м3 в год.

  • Адронный коллайдер — да, в ускорительном кольце есть магниты, как и в МРТ. И их тоже надо охлаждать до температуры, близкой к абсолютному нулю, на всем протяжении трубы в 27 км.

  • Контроль герметичности — одно из важнейший применений гелия для неразрушающего контроля. Например, если нужно протестировать какое-то устройство, которое будет работать под давлением: снаружи или изнутри подается гелий как пробный газ, а с обратной стороны устанавливается гелиевый течеискатель. Гелий хорошо проникает в микроскопические трещины из-за малого размера атома. Поэтому, если датчик улавливает присутствие гелия, значит, и под давлением могут возникнуть проблемы. 

И еще гелий используется много где: в аналитической химии, для лазеров в сканерах штрих-кодов, в оптоволоконной оптике и в счетчиках радиации. На диаграмме ниже представлено распределение применения гелия в разных отраслях промышленности. 

МРТ, производство полупроводников и сварка — самые распространенные области применения гелия

МРТ, производство полупроводников и сварка — самые распространенные области применения гелия

То есть, если вдруг с поставками гелия возникнут проблемы, накроется целый пласт важнейших отраслей. Но по-настоящему болезненной станет именно проблема с МРТ, от работы которых в буквальном смысле зависит здоровье миллионов пациентов, особенно с онкологическими заболеваниями. 

Один МРТ аппарат содержит порядка 2000 литров жидкого гелия, но его надо периодически заправлять — поэтому в среднем за срок службы уходит до 10 000 литров. Ситуация настолько пугающая, что в США законодательно обязали крупнейших поставщиков гелия отгружать его приоритетно для медицинской отрасли. Но и с дефицитом в других отраслях, понятно, хорошего ждать ничего не стоит, поэтому многие пошли на крайние меры. 

Например, из-за дефицита гелия Национальная метеорологическая служба США сворачивает работу с метеозондами, а команда университета Небраски перестанет запускать шары с гелием ради того, чтобы МРТ в местной больнице продолжали функционировать.

Насколько все плохо?

Кажется, что проблем быть не должно: запасов гелия примерно 41 млрд м3, сейчас добывают около 170 млн м3 в год. Некоторые аналитики прогнозируют, что спрос на гелий будет расти ежегодно и к 2025 году составит уже под 300 м3 в год, но в историческом плане этого хватит на 100 с лишним лет. Да, сейчас спрос превышает предложение и цены на гелий растут — но наращивайте производство, благо есть новые месторождения и потенциал.

Распределение производства гелия по странам мира. По сути, большая часть приходится на 5 стран: США, Катар, Алжир, Россию и Австралию. Это около 20 заводов

Распределение производства гелия по странам мира. По сути, большая часть приходится на 5 стран: США, Катар, Алжир, Россию и Австралию. Это около 20 заводов

Однако на самомом деле дефицит гелия можно назвать искусственным. На него повлияли два фактора: случайность и геополитика. В 2017 году Катар попал в экономическую блокаду со стороны Саудовской Аравии и не смог отгружать гелий через ее порты. Из-за этого он был вынужден закрыть два своих завода, что привело к мировой панике. В 2021 году катарцы и саудиты вроде как помирились, и заводы вновь заработали. Но периодически они все же закрываются на обслуживание — перебои с поставками гелия из Катара продолжаются. 

В 2022 году произошла авария на крупнейшем американском заводе в Клиффсайде, штат Техас, из-за чего он до сих пор не вышел на нужные объемы производства. В январе того же года случился взрыв на новом «Амурском газоперерабатывающем заводе», который должен был обеспечить выпуск до 60 млн м3 гелия. 

Проблема ухудшилась еще сильнее после 24 февраля 2022 года. Когда против России ввели санкции, Амурский завод так и не вышел на заданные мощности. Американцы и европейцы не спешат покупать российский гелий, хотя закупочные цены на гелий выросли почти в два раза в 2023 году, и все вокруг трубят тревогу. 

Похоже, что политика дороже жизней пациентов.

Что делать?

Есть разные варианты: 

  • Искать новые месторождения. Например, в 2016 году ученые использовали новый научный подход и обнаружили самое крупное месторождение гелия в Танзании — чуть больше 1,5 млрд м3. Правда, никто не гарантирует, что если в Танзании начнется какая-нибудь очередная революция, добыча гелия не пострадает. Ну, или на крайний случай добывать изотоп гелия, гелий-3 на Луне

  • Попытаться сократить потребление гелия. Например, компания Philips представила технологию BlueSeals с замкнутой циркуляцией. Вроде как в новых МРТ аппаратах будет всего 7 литров жидкого гелия (менее 0,5% от прежнего объема) и он не будет испаряться в атмосферу, поэтому аппарат не нужно будет дозаправлять дефицитным гелием. Насколько это правда и сколько будут стоить новые МРТ, пока неясно.

Однако, что ни делай, полностью заменить гелий невозможно. Поэтому по-хорошему нужно создать что-то типа ОПЕК между крупнейшими производителями гелия — благо их совсем немного. Тогда бы эти несколько стран смогли договариваться напрямую и меньше зависеть от случайных факторов. Условно у американцев сломался завод, тогда в Катаре и России наращивают производство. Отремонтировали? Давайте возвращаться к прежним объемам и не рушить цены на гелий. 

Кобальт

На первый взгляд кажется, что кобальт всех нас как-то не особо касается. Еще одна штука из периодической таблицы Менделеева. Ну не будет ее хватать, и как-то проживем. Максимум у врача услышите: «Ну, это у вас, голубчик, кобальта в организме не хватает. В12 пропейте курсом!».

Интересно, что бы сказала про такую добычу кобальта Грета Тунберг и другие продвигатели«зеленой повесточки»

Интересно, что бы сказала про такую добычу кобальта Грета Тунберг и другие продвигатели«зеленой повесточки»

Однако кобальт — ключевой элемент литий-ионных аккумуляторов. Если быть точным, то он используется для катодов. Поэтому если кобальта вдруг не станет, то возникнут проблемы со смартфонами и электрокарами. А проблемы уже возникали и возникнут снова. 

В чем проблема?

На производство одного аккумулятора для смартфонов уходит в среднем 5—10 г кобальта, для ноутбуков — 20-30 г, а на аккумулятор автомобиля порядка 5-10 кг. Мировые запасы составляют 25 млн тонн, по оценке Геологической службы США. Кажется, что это не так уж много по сравнению с гелием. Однако при текущей скорости потребления этого все равно хватит надолго. Тем более по отчету той же Геологической службы США, есть еще неразведанные залежи на дне океана. 

Скорость добычи кобальта серьезно выросла за последние 10 лет. Но даже если увеличить скорость до 200 000 тонн в год, запасов хватит на 120 лет (а там и на нефтепродукты можно вернуться)

Скорость добычи кобальта серьезно выросла за последние 10 лет. Но даже если увеличить скорость до 200 000 тонн в год, запасов хватит на 120 лет (а там и на нефтепродукты можно вернуться)

Кобальт используется не только для производства батарей. Вот еще некоторые важные применения:

  • Сплавы — например, легированная кобальтом сталь очень прочная. Из нее делают сверла или резцы с высокой износостойкостью. Сплавы на основе кобальта и хрома даже получили отдельное название — стеллиты, и применяются для наплавки зубьев дисков лесопильных машин. 

  • Магниты — из сплавов кобальта с самарием и некоторыми редкоземельными металлами изготавливаются жаропрочные постоянные магниты с рабочей температурой до 550 °C.

  • Химия — соединения кобальта используют при получении ряда красок, таких как тенарова синь: применяют как пигмент для акварельных или масляных красок. Также кобальт — катализатор химических реакций и используется при производстве полимеров.

  • Гамма-излучение — для этого кобальт облучают в действующих реакторах АЭС и получают активный изотоп кобальт-60. Его используют для стерилизации медицинских инструментов и продуктов питания с помощью гамма-излучения (да, не пугайтесь — это безопасно, потому что воздействует только на молекулы вредных микроорганизмов и не делает сам продукт радиоактивным). 

Как видим, большая часть приходится на гаджеты, электрические средства передвижения, сплавы и химию

Как видим, большая часть приходится на гаджеты, электрические средства передвижения, сплавы и химию

Но все-таки больше всего всех беспокоит, что производство электрокаров увеличивается. При этом в течение через следующих 20 лет, по оценке аналитиков BNEF, количество электрокаров вырастет до 282 млн и составит около 20% от текущего парка всех авто. 

Скорость потребления литий-ионных батарей пугает. Основной потребитель, разумеется, Китай

Скорость потребления литий-ионных батарей пугает. Основной потребитель, разумеется, Китай

Насколько все плохо?

Проблема совсем не в том, что кобальт закончится как таковой. Дело в том, что с его добычей есть огромные сложности. 

Кобальт, как и многие другие ресурсы, распространен на планете весьма неравномерно. 

Как и в случае с гелием, большая часть кобальта сосредоточена в руках нескольких стран 

Как и в случае с гелием, большая часть кобальта сосредоточена в руках нескольких стран 

Как можно догадаться, опасения всего мира вызывает Демократическая Республика Конго — крупнейший поставщик кобальта и при этом одна из беднейших стран мира. ВВП на душу населения составляет всего 1200 долларов — это 196 место, между ЦАР и Сомали. 

Как вы думаете, как проходит добыча кобальта? Соблюдаются ли там права человека? Вот пара фото с рудников. Комментарии, как говорится, излишни.

Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 30
Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 31

Рекомендуем вам посмотреть репортаж-расследование Sky News

На рудниках работают 4-х летние дети по 12-16 часов в сутки, чтобы добыть компоненты для литий-ионных батарей. Получают рабочие всего 0,09 евро в день, чего не всегда хватает на еду. В этот момент кто-то садится в свой Tesla и достает iPhone и даже не задумывается, что потребляет продукт детского труда.

Еще одна проблема — это здоровье рабочих. Например, у этого шахтера опухоль горла образовалась из-за добычи без элементарных средств защиты

Еще одна проблема — это здоровье рабочих. Например, у этого шахтера опухоль горла образовалась из-за добычи без элементарных средств защиты

При этом доля кобальта именно из ДР Конго будет только расти. Например, сейчас уже 90% поставок кобальта в Китай идут именно из Конго в дочернюю компанию Zhejiang Huayou Cobalt. По оценкам экспертов, скоро из Конго будут поставлять уже 73% всего мирового объема. 

Поэтому на крупные компании вроде Tesla и Apple давит мощнейшее лобби борцов за права человека: «А как вы можете гарантировать, что кобальт в ваших аккумуляторах не из Конго? Там детский труд, нельзя его поощрять!». Amnesty International выпустил огромный отчет о том, как компании используют кобальт из Конго и не раскрывают своих источников. После этого последовали судебные иски, которые заставили компании шевелиться и искать другие источники кобальта.

Но пока ситуация меняется медленно — Конго все еще доминирует, да и Китай вряд ли пойдет на какие-то уступки под давлением общества (простите, что? 🙂). Поэтому любые события вроде революции, которые в Африке случаются чаще, чем скандалы в Голливуде, могут в момент обрушить рынок поставок.

Неочевидные ресурсы, которых мы вскоре можем лишиться, или зачем арабы песок закупают - 33

Колебания цен на кобальт за последние 2 года — рынок бурно реагировал на любые новости про Конго

Что делать?

На самом деле есть всего два основных варианта:

  • Отказаться от поставок из Конго. Тогда на компании будет меньше давить лобби, да и поставки будут меньше зависеть от политической обстановки в нестабильном регионе. Например, BMW уже заключил сделку со шведской компанией по производству аккумуляторов Northvolt, которая закупает кобальт только на австралийских и марокканских рудниках, чтобы исключить детей-шахтеров из своей цепочки поставок. А такие компании, как Samsung, Walmart и Apple, подписали инициативу Responsible Mineral Initiative (RMI), чтобы очистить цепочку поставок кобальта.

  • Попытаться заменить кобальт. Компромиссный вариант, который не выглядит таким уж нереальным, в отличии от гелия. Для этого можно активно перерабатывать устаревшие батареи — Apple анонсировала, что к 2025 году перейдет на использование только переработанного кобальта. А еще можно заменить кобальтовые катоды в батареях на никелевые — Tesla анонсировала это еще в 2020 году и прорабатывает эту технологию. Запасы никеля намного больше, да и распределены по планете они более равномерно. 

Однако проблема в том, что от геополитики и тут не уйти. Например, «Норильский никель» обеспечивал 17% поставок общемировых поставок. Пока Запад не ввел против него санкции (только против Владимира Потанина), но скоро и это может поменяться. Поэтому вместо дефицита кобальта мы получим дефицит никеля. И сколько это будет продолжаться, к сожалению, никто не знает.

Статья получилась большой, поэтому про нехватку других ресурсов решили написать во второй части. Делитесь в комментариях, про какие ресурсы было бы интересно почитать?


НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:

— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.

Автор:
klimensky

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js