«Белая нефть» XXI века
Литий, – самый легкий из металлов, – твердо занял важное место в хозяйственной жизни людей еще с начала XIX века. Он используется в металлургии, в производстве керамики, стеклокерамики, резины, полимеров и даже в фармацевтике. Литий и его соединения находят широкое промышленное применение, включая присадки к флюсам для производства чугуна, стали и алюминия, добавки в термостойкое стекло и специальную керамику1, литиевые пластичные смазки, термоэлектрические материалы (сплав сульфида лития и сульфида меди – эффективный полупроводник для термоэлектропреобразователей). Добавка лития в сплав снижает плотность сплава и повышает модуль упругости. Сплавы лития с серебром и золотом, а также медью – очень эффективные припои. Монокристаллы фторида лития применяют для изготовления высокоэффективных лазеров (КПД ~80%), в то время как перхлорат лития является прекрасным окислителем. Наконец, нитрат лития придает красный цвет огням фейерверков.
1 На основе алюмината и силиката лития создана керамика, затвердевающая при комнатной температуре и используемая в военной технике, металлургии.
Во второй половине ХХ века к многочисленной продукции с использованием самого легкого металла добавились литий-металлические батареи и литий-ионные аккумуляторы2. Изотоп литий‑6 нашел применение в термоядерной энергетике, а сплавы лития с магнием, скандием, медью, кадмием и алюминием, благодаря своей легкости, стали перспективными материалами в авиации и космонавтике.
2 Батареи не предназначены для подзарядки, в отличие от них аккумуляторы рассчитаны на значительное число циклов разрядки и подзарядки.
Особо спрос на литий взлетел в начале 2010‑х годов, толчком в этом процессе стала резко возросшая потребность в емких и легких аккумуляторах для различных гаджетов (мобильные телефоны и различные бытовые устройства). Литиевые батареи широко применяются и в авиации. Вскоре и автомобильная отрасль проявила большой интерес к литиевым аккумуляторам, когда начала выпускать гибридные автомобили, способные двигаться как при помощи двигателя внутреннего сгорания, так и электромотора. Позднее спрос на литий стал разгоняться программой электрификации транспорта3.
3 К примеру, Евросоюз с его программой энергоперехода, предписывающей удалить легковые автомобили с рынка транспортных средств к 2035 году, а грузовые – к 2050 году, подстегнул спрос на изделия с применением лития. Так, потребление эквивалента карбоната лития с 2000 года по 2019 год увеличилось в 4 с лишним раза – с 68 до 315 тысяч тонн (для сравнения, мировое потребление нефти за тот же период выросло менее чем на треть).
Сейчас на производство литий-ионных аккумуляторов расходуется порядка трех четвертей добытого лития. С бурным переходом во всем мире на электротранспорт – легковые и грузовые автомашины, автобусы, речные суда и даже самолеты, – литий превратился в один из важнейших элементов и обрел стратегическое значение. (В среднем на аккумулятор легкового электромобиля, самый распространенный сейчас вид электротранспорта, уходит около 45-55 килограммов чистого лития). Спрос на него будет весьма значительным и долгосрочным. Литиевая индустрия уже стала одной из самых быстрорастущих. Экономики целого ряда стран все более зависят от объемов добычи, производства и поставок лития. Эта зависимость будет только нарастать. (Не случайно литий метко назвали «белой нефтью», поскольку в геополитике XXI века он занял место углеводородов в геополитике века XX).