Изображение материала

Углеродный след электромобиля: о цене говорить неудобно, об экологичности — тем более

27 января 12:35
Конъюнктура мировой экономики делает создание транспорта на электротяге все дороже, а перспективы по увеличению «чистоты» производства батарей все эфемернее.

Энергокризис может стать одним из факторов, который замедлит переход в некоторых странах от машин с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) к электромобилям (EV). При рекордно высоких ценах на электричество с ноября 2021-го зарядка EV в определенных государствах оказалась либо почти такой же по стоимости, как и заправка машины обычным бензином, либо, как в случае с Великобританией, даже дороже.

В таких условиях убедить потенциальных покупателей авто приобретать именно EV становится все сложнее. Однако дороговизна зарядки авто во время энергокризиса — не единственная проблема. Все чаще в прессе и некоторых аналитических агентствах звучат заявления о том, что углеродный след от электромобиля, учитывая его производство, выше, чем у машины с ДВС. Это уже не говоря о процессе утилизации батарей.

Проблему начинают признавать даже некоторые производители EV или гибридов. К примеру, в сентябре 2020 года в шведском автомобильном бренде Polestar (производит EV при заводской поддержке Volvo) сравнили углеродный след электромобиля Polestar 2 и обычного Volvo XC40 на ДВС. Важно отметить, что подсчет выброса парниковых газов (ПГ) учитывал не только эксплуатацию транспорта, при которой электромобиль, конечно, выигрывал, но и выбросы ПГ при производстве машины.

В итоге оказалось, что больше всего ПГ выбрасывается в воздух при производстве EV.

Чтобы сравняться по этому показателю с XC40, Polestar 2 нужно проехать как минимум 50000 километров. Но это только при условии, что такой электромобиль будет заряжаться в тех станциях, которые используют электричество исключительно от ВИЭ-объектов. В 2020 году в Polestar подчеркнули, что даже с учетом европейской структуры генерации (тогда за первое полугодие доля ВИЭ в ЕС превысила рекордные 40%), где высока доля «зеленой энергетики», электромобиль Polestar 2 не получится заряжать на 100% чистой энергией. В исследовании компании говорилось, что при езде по дорогам Европы выбросы ПГ от производства и эксплуатации Polestar 2 сравнятся с показателями XC40 на ДВС лишь после 80 000 километров пробега EV.

Очевидно, что в странах, где меньший объем выработки ВИЭ, т. е. зарядные станции используют электричество, полученное от сжигания углеводородов, электромобилю придется проехать еще больше, если он действительно хочет стать экологичнее авто на бензине или дизеле.

Сократить объем выбросов ПГ при производстве электромобиля сейчас крайне трудно, впрочем, как и в ближайшей перспективе, поскольку большую роль в создании EV играет аккумулятор.

Для создания литий-ионных батарей, установленных сегодня в большинстве электромобилей по всему миру, необходим кобальт, литий и никель, которые, во-первых, являются дорогим сырьем, во-вторых, при их добыче и обработке наносится серьезный ущерб окружающей среде.

Около половины всех известных запасов кобальта находятся на территории Демократической Республики Конго (ДРК) — мирового лидера по объемам добычи такого ископаемого. В 2020 году страна добыла 95 тыс. тонн кобальта, что является примерно 70% от мирового объема. Как отмечают эксперты, ВПК США зависит от импорта тантала из Конго более чем на 50%, а по кобальту — на 75%.

Именно на территории ДРК работают 5 крупнейших в мире кобальтовых шахт. Эти объекты функционируют не за счет энергии от «ветряков» или солнечных панелей. Руководство страны не особо заботит вопрос увеличения доли ВИЭ в энергобалансе государства. У политиков другие заботы, поскольку в Конго в принципе доступ к электричеству имеет лишь около 20% населения. И это неудивительно, так как на территории страны уже несколько десятилетий идет гражданская война и происходят сотни межэтнических конфликтов, правительство не контролирует существенную часть территории страны, а более 8 миллионов человек в ДРК голодают.

После ДРК в первой тройке мировых лидеров по добыче кобальта стоят Россия и Куба, руководство которых тоже не собирается в ближайшие годы массово переводить энергетику на ВИЭ-генерацию. Выходит, минимизации выбросов ПГ для подавляющего объема мировой добычи кобальта в ближайшие годы не предвидится.

Процесс переработки кобальтовой руды в ближайшие годы тоже не представляется возможным сделать более экологичным. Главный добытчик ископаемого — Конго — отправляет руду для обработки либо к себе же в столицу, либо в другие страны, преимущественно в Китай (в КНР перерабатывается около 40% всего добытого в мире кобальта). Ни в Конго, ни в КНР заводы для переработки не получают экологически чистую энергию. В Поднебесной более 56% выработки электричества — это угольная генерация, причем пока неясно, когда Пекин сможет серьезно снизить использование угля, заменив его на ВИЭ. Да, КНР наращивает число «ветряков» и солнечных панелей, но в процентном соотношении уголь все равно далеко впереди, причем инвестиции в его использование не ослабевают. Китайские банки и компании по состоянию на ноябрь–декабрь 2021-го принимали участие в строительстве около 80 угольных электростанций с общей генерирующей мощностью свыше 52 ГВт. Для сравнения: общий объем солнечной генерации и в КНР за 2020 год — 253,4 ГВт (общая выработка в стране — 7624 ТВт*ч).

Из-за такой особенности энергетики КНР огромная доля мировой переработки кобальта в ближайшие 5-10 лет не будет снижать свой углеродный след, особенно если объем добычи ископаемого станет расти. В прогнозе Roskill (принадлежит Wood Mackenzie) за апрель 2021 года говорится, что объем выбросов СО2 при производстве кобальта по итогам 2021-го составит около 1,6 млн тонн, а в 2030 году этот показатель почти удвоится.

Примерно те же проблемы с экологичностью переработки затрагивают литий, большая часть которого добывается в Чили, Австралии, Аргентине, Китае, Бразилии, Боливии и Зимбабве.

Страна

Доказанные запасы по состоянию на конец 2021 года

Объем добычи в 2020 году

Чили

9,2 млн т

18 тыс. т

Австралия

2,8 млн т

40 тыс. т

Аргентина

1,9 млн т

6,2 тыс. т

Китай

1,5 млн т

14 тыс. т

В ближайшие годы, пока Австралия, Китай и Чили остаются лидерами по переработке редкоземельного металла, снизить углеродный след производства лития не получится. Во всех трех странах для большей части энергогенерации используются углеводороды. Как уже говорилось ранее, в КНР уголь занимает до 56% в энергобалансе. В Австралии, которая так старательно наращивает ВИЭ-мощности в последние годы, все равно доля ископаемого топлива в общей генерации за 2020 год составила 76%, причем 54% от всего этого объема — это уголь, а 20% — газ (по данным Министерства инноваций, промышленности, науки и исследований). В Чили углеводороды также играют ключевую роль для выработки электричества.

Даже если через 5-10 лет ситуация на рынке лития изменится и в лидеры по добыче вырвутся те, у кого больше всего запасов (в Аргентине, Боливии и Чили около 58% мировых запасов), углеродный след от добычи такого ископаемого не снизится. Латиноамериканские страны не могут себе позволить интенсивного перехода на ВИЭ, как, скажем, страны Евросоюза, а значит для извлечения и транспортировки редкоземельных металлов будут использоваться углеводороды, производящие выбросы СО2.

Похожая ситуация и с никелем. В 2020 году крупнейшие добытчики этого метала — Индонезия, Филиппины, Россия и Новая Каледония (по итогам 2021-го они также заняли лидирующие места). В сумме более половины от общего мирового производства никеля в 2020 году (2,5 млн т) заняли Индонезия (760 тыс. т), Филиппины (320 тыс. т) и Россия (280 тыс. т), которые в ближайшие годы не планируют на своих территориях масштабного и срочного энергоперехода. По этой причине производители электромобилей активно ищут «чистого» поставщика. Еще летом 2020 года глава компании Tesla Илон Маск, рассчитывая сократить углеродный след от производства EV, пообещал заключение гигантского долгосрочного контракта любой компании, если она сможет экологически безопасно добывать никель.

Учитывая растущий спрос в мире на литий, кобальт и никель, есть вероятность, что компании, которые занимаются его добычей и переработкой, в ближайшие годы будут больше озабочены наращиванием объемов производства, а не сокращением выбросов ПГ. Еще в мае 2021 года BBC подсчитало, что даже для перевода автопарка на электромобили в одной только Великобритании к 2030 году (когда в стране запретят ДВС), нужно будет заменить 31,5 млн авто с ДВС. Для производства аналогичного числа EV потребуется примерно 207,9 млн кобальта и 264,6 карбоната лития (сырьевая руда). Эти показатели превышают нынешний объем мировой добычи кобальта почти в 2 раза, а карбоната лития — на три четверти. Не трудно догадаться, что если учитывать стратегию отказа от ДВС еще и в других странах, то предложению на рынке сырья редкоземельных металлов будет крайне трудно удовлетворить спрос. Впрочем, это уже происходит.

В начале 2022 года в Nikkei Asia написали о том, что поставки редкоземельных металлов для аккумуляторов в EV не поспевают за растущим спросом. По этой причине на данный момент цена на кобальт удвоилась с января 2021 года — до $70,2 тыс. за тонну. В агентстве Fitch ожидают, что цены на сульфат кобальта в ближайшие два-три года сохранят тенденцию к повышению (причина все та же, что и в начале 2021-го, — огромный спрос на рынке).

Стоимость никеля в начале 2022 года, как пишет The Financial Times, впервые с 2011 года поднялась выше $22 тыс. за тонну. Для сравнения: в 2016 году она не превышала $12 тыс. В британской газете отметили, что нынешняя цена столь высока из-за снижения запасов на крупнейшей бирже в Лондоне (LME) и в Китае. Вполне вероятно, что сыграл свою роль и энергокризис, который создал проблемы в мировой логистике, а также увеличил расходы на энергию у предприятий по переработке полезных ископаемых, особенно в КНР. За последние три года цена на никель то росла, то снижалась, колеблясь от $11 тыс. до $15 тыс. за тонну.

Однако с марта 2021 года она постоянно увеличивалась, достигнув пика в январе 2022 года ($22,7 тыс.). Пока сохраняются факторы, которые могут удерживать цену на высоких отметках и дальше: энергокризис, перебой поставок из-за пандемии, повышение уровня спроса.

Эти проблемы касаются и лития. Еще в ноябре 2021-го аналитики из Benchmark Mineral Intelligence (BMI) заявили, что электромобили, произведенные в КНР, гарантировано вырастут в цене как минимум на несколько месяцев, поскольку стоимость карбоната лития подскочила до $28,6 тыс. за т, что на 300% больше показателей прошлого года. В январе 2022-го в Азии он торговался уже уровне $35 тыс. за т, причем в Rystad Energy заявили, что цена продолжит рост во второй половине года — вплоть до $50 тыс. за т, а в начале 2023-го, возможно, увеличится до $52,5 тыс. за т.

Выходит, ключевое сырье для создания электромобилей в ближайшей перспективе мало того, что не станет более экологичным, так еще и будет дорожать.

А ведь есть еще и нерешенная проблема утилизации аккумуляторов.

Просто выбросить их на свалку — значит приговорить эту местность к накоплению в почве вредных токсинов, включая тяжелые металлы.

В США, Евросоюзе и некоторых других странах уже вводится практика возложения ответственности за утилизацию батарей на их производителей или на производителей EV. Такая мера в перспективе может значительно увеличить расходы компаний, следовательно, повлиять на стоимость новых EV. Работа с литий-ионными батареями настолько сложна, что дилерские автоцентры, особенно в США, все чаще отправляют в место по утилизации не батарею, а сразу весь электромобиль. Причина — для извлечения аккумулятора требуется оборудование и соответствующие специалисты, которых нет в дилерских центрах. Впрочем, расходы на транспортировку — это не самая главная проблема.

Разговоры о повторном использовании отработанных аккумуляторов пока что являются больше популизмом, чем отражением реальности. Даже в Институте Фарадея (Великобритания) специалисты, исследующие проблемы батарей, в мае 2021 года признали, что почти все ныне используемые аккумуляторы не предназначены для вторичной переработки:

  • они сильно различаются по химическому составу и конструкции, что затрудняет создание универсальных систем утилизации;
  • компоненты батареи скрепляются жесткими клеями, которые затрудняют их разборку;
  • сложность и дороговизна утилизации настолько высоки, что компаниям дешевле купить свежедобытые редкоземельные металлы, чем использовать уже существующие в старом устройстве.

Если цены на литий, кобальт и никель будут расти и дальше, последняя проблема, возможно, временно исчезнет, однако это все равно приведет к гарантированному удорожанию EV. Для утилизации батарей используется два метода — пирометаллургия и гидрометаллургия (процессы, выделяющие большие объемы ПГ). Это крайне энергоемкие отрасли, а значит, работа таких предприятий в условиях высоких цен на газ, нефть и уголь заметно ударит по бюджету компаний, ответственных за процесс утилизации. По оценкам исследователей Университета Аалто (Финляндия), к 2030 году мировой рынок переработки литиевых батарей составит $19 млрд. При этом ведущие автопроизводители избегают публикаций в открытых источниках реальной стоимости утилизации батареи, особенно во время энергокризиса.

Непонятно, хватит ли в ближайшие годы мощностей по переработке аккумуляторов. По оценкам МЭА, в 2021 году в мире хватало мощностей для переработки 180 тыс. тонн разряженных аккумуляторов EV в год. Для сравнения: EV, запущенные в эксплуатацию в 2019 году, в итоге спровоцируют появление 500 тыс. тонн отработанных батарей.

В будущем стоимость EV для покупателей может вырасти и за счет сокращения субсидий для приобретения электромобиля. К 2030–2035 гг. в некоторых странах будет запрещено авто с ДВС, а значит, государство может без риска возвращения автопарка к бензину остановить льготы, поскольку потребители будут лишены права выбора. Им в любом случае придется покупать только EV.

Впрочем, в отдельных странах процесс сокращения субсидий уже начался или ведется подготовка. В середине 2021-го в Международном валютном фонде посоветовали Норвегии ради улучшения адресности финпомощи для перехода на электромобили ввести обложение налогом EV стоимостью свыше $66 тыс. В конце 2021 года руководство Британии снизило льготы для своих граждан на покупку EV с $3400, до $2040. Минфин Китая — крупнейшего авторынка мира — в 2022 году сократил субсидии с $2800 (средний показатель 2021 года) до примерно $2200, причем к концу года их вообще отменят.

В итоге серьезных стимулов для удешевления электромобиля, как и увеличения его экологичности пока нет. Даже если страны, где большую долю автопарка составят EV, еще активнее начнут переходить на ВИЭ-генерацию, электричество (а значит и зарядка EV), будет только расти в цене, что нанесет дополнительный удар по экономической целесообразности транспорта на электротяге по сравнению с ДВС.