Спасение природы является важнейшей задачей современности, однако переход к использованию возобновляемых источников энергии не является таким простым процессом, каким его часто представляют. Для создания необходимой инфраструктуры требуются значительные ресурсы, добыча которых связана с разработкой тысяч новых месторождений, что, в свою очередь, наносит вред окружающей среде.
В качестве примера можно привести рудник Пиньясский в Мексике, который занимает площадь 100 квадратных километров и окружен двумя свалками высокотоксичных отходов длиной в полтора километра. Этот массивное хвостохранилище шириной 11 км и высотой 150 м содержит резервуар с вредоносным осадком. Рудник станет источником 10.000 тонн серебра, драгоценного металла, незаменимого при переходе к зеленым технологиям.
Однако для достижения целей по декарбонизации к 2050 году миру необходимо еще 300 рудников размером с Пиньяскиту, только чтобы извлечь надежный объем серебра. Для добычи других полезных ископаемых нужно столько же месторождений. Таким образом, в глобальном масштабе требуется разработка тысяч новых крупных месторождений полезных ископаемых.
Карбонизация мировой экономики крайне необходима, но эта задача кажется почти невыполнимой. К 2050 году спрос на литий, графит, кобальт, никель, марганец, медь, кремний, хром, цинк и редкоземельные элементы увеличится более чем в 100 раз, только для поддержания поставок электромобилей. Эта цифра многократно возрастет, если учитывать потребность в ресурсах для получения солнечной энергии и энергии ветра.
Необходимо увеличить добычу всего, но в мире не так много разведанных ресурсов, и даже если было бы открыто в сто раз большее количество ресурсов, возможностей добывать необходимые материалы своевременно оказалось бы недостаточно. Хитросплетение геополитики, экологически чистых полезных ископаемых и декарбонизации кажутся непреодолимыми. Грядут сложные времена, это даже не обсуждается. Однако то, как страны справляются с этим, обсудить вполне можно.
Мирное соглашение с природой, по сути, сводится к чистому нулевому уровню выбросов или углеродной нейтральности, и это ключевая задача 21 века. Но избавиться от старых привычек нелегко. Пока неизвестно, справится ли с этим вызовом международное сообщество. Чтобы представить масштаб перехода к зеленой экономике, рассмотрим газовую турбину мощностью 50 мегаватт. Чтобы ее заменить, необходимо 15 ветряных турбин размером с монументом Вашингтона. Для строительства такой фермы потребуется 15.000 тонн железной руды, 25.000 тонн бетона и 450 тонн не перерабатываемого пластика для лопастей. При этом солнечно-ветровая установка аналогичной мощности в мегаваттах еще более материалоемка, фактически в полтора раза больше стали, стекла и цемента.
Для замены только одной газовой турбины мощностью 50 мвт в мире же насчитывается более 9,5 тысяч аналогичных или более масштабных объектов. Оценить масштаб происходящего сложно. Большинство стран согласны с декарбонизацией, но практически не обсуждают необходимое для достижения чистого нуля материалы. Но остановить экономику невозможно. Во избежание кризиса все общества должны поддерживать экономический рост. А рост требует экономической активности, которая влечет за собой работу. Любая же работа человека, животного или техники требует энергии, извлекаемой из физических ресурсов планеты. Со времен Промышленной Революции этой цели служили уголь, нефть и газ. Однако в 1960-х годах стало ясно, что потребление ископаемого топлива увеличило количество углерода в атмосфере.
Когда связь между выбросами парниковых газов и изменением климата стала очевидной, государства стали брать на себя обязательства по декарбонизации. Все государства-члены ООН договорились достичь нулевого уровня выбросов к 2050 году. Основным договором по этому вопросу стало Парижское соглашение 2015 года. Документ содержит обязательства достичь нулевого уровня выбросов и направлен на ограничение глобального потепления в пределах двух градусов Цельсия.
Вопрос экологической устойчивости и экономического роста остается одной из самых важных проблем современности. Несмотря на то, что некоторые развитые страны смогли снизить общий уровень выбросов, они достигли этого лишь за счет деиндустриализации своей экономики и перевода производства ради более низких расходов на зарплаты и производственных издержек.
Однако, несмотря на все трудности, благодаря добыче экологически чистых минералов был достигнут определенный прогресс. Создание потенциала в области зеленой энергетики, несмотря на все сложности, является одной из ключевых задач современности. Существующие технологии, какими бы впечатляющими они не были с инженерной точки зрения, просто недостаточны для развития возобновляемых источников энергии.
Требуется примерно в 10 раз больше сырья, чем для развития не возобновляемых. Более того, в геометрической прогрессии будет расти и количество мусора. К 2050 году на долю отработанных витринных турбин будет ежегодно приходиться 300 миллионов тонн не перерабатываемых пластиковых отходов. Огромная масса мусорных материалов также усложнит переработку редкоземельных элементов, таких как диспрозий, неодим и индий, поскольку они будут извлекаться в более низких концентрациях, чем при добыче из руды.
В дальнейшем переработка отходов может оказаться экономически нецелесообразной. Кроме того, необходимо учитывать потребность в экологических двигателях внутреннего сгорания и накопителях возобновляемой энергии. Они потребуют огромной ёмкости аккумуляторов, как для транспортных средств, так и для более масштабных сооружений.
Например, для хранения энергии от ветряной электростанции мощностью 100 мвт требуется 10.000 тонн аккумуляторов класса Тесла. Вопреки рекламе, сегодняшние технологии пока что не достигли такого уровня. Возможен прорыв в разработке новых аккумуляторов, способных снизить потребность в минералах, но при сохранении химического состава.
К 2050 году спрос на литий, графит, кобальт, никель, марганец, кремний, хром и редкоземельные элементы возрастет более чем в 100 раз, только чтобы соответствовать росту поставок электромобилей. Это ошеломляющая цифра, которая не учитывает спрос на полезные ископаемые для производства солнечной энергии и энергии ветра.
Строительство необходимой инфраструктуры потребует пространственной фиксации мест, где ведется добыча, переработка и захоронение отходов. Некоторые участки на планете превратятся в места захоронения отходов, предположительно на глобальном юге.
Например, для извлечения одной тонны лития из рассолов требуется 1,9 млн тонн воды. Это уже привело к истощению водных ресурсов с ущербом для сельского хозяйства в андском литиевом треугольнике. Также химические стоки загрязняют реки в Чили, Аргентине и Тибете, угрожая целым пресноводным экосистемам. Эксперты называют такие места с зонами жертва приношений.
Кроме того, геополитическое напряжение разрушает глобальные цепочки создания стоимости. И в ближайшие десятилетия это продолжится. Сдерживание российских ресурсов за железным занавесом поставит под угрозу западные закупки стратегических полезных ископаемых. Особенно для Вашингтона, который полностью зависит от импорта 17 ключевых полезных ископаемых и более чем наполовину от импорта ещё 29.
Последствия СВО в Украине могут оказаться знамением грядущих событий. В феврале 2022 года цены на алюминий и никель достигли рекордных максимумов. И хотя затем они вновь упали, но до более высокого базового уровня, поскольку на долю России приходится 15% мирового экспорта никеля, четверть экспорта оксида ванадия и пятая часть экспорта олова.
Проблема перебоев в поставках остается актуальной, и в этом контексте ключевую роль играет Соединенные Штаты Америки, являющиеся одним из крупнейших производителей парниковых газов и определяющие направление мировой политики. Вашингтон рассматривает возможность удовлетворения своих потребностей в полезных ископаемых путем аутсорсинга в соседние или дружественные страны. Благодаря партнерским отношениям с такими государствами, как Канада, Норвегия, Финляндия и Испания, а также соглашению, подписанному в мае 2023 года с Австралией, важнейшие полезные ископаемые могут стать основой для американских цепочек поставок.
Однако, несмотря на все усилия, факт остается фактом: у Пекина на руках все козыри. Когда речь идет о переработке и очистке, доля Китая в переработке никеля составляет около 35%, лития - 60%, кобальта - 70%, а редкоземельных элементов - до 90%. Пекин опережает конкурентов и в настоящее время расширяется в других направлениях, стремясь контролировать цепочки поставок повсеместно. Подобно усилиям Генри Форда по контролю над амазонским каучуком для производства автомобилей, Китай укрепил свое присутствие в таких государствах, как Демократическая Республика Конго, где находится 46% мировых запасов кобальта.
Сегодня Ford и Tesla закупают компоненты, изготовленные из полезных ископаемых, добываемых в шахтах, принадлежащих Китаю. Что касается меди и никеля, то около половины их мирового производства сосредоточено в шести странах. Кроме того, около 40% мировых запасов марганца находится в ЮАР, а 28% мировых запасов графита - в Турции. Расположение этих ресурсов, как в точке добычи, так и в дальнейшем, может стать препятствием для потока экологически чистых полезных ископаемых.
Учитывая, что по прогнозам Международного энергетического агентства к 2030 году из эксплуатации будет выведена больше кобальтовых рудников, чем введено, такие опасения сохранятся и в будущем. В качестве альтернативы, Соединенные Штаты могли бы развивать ядерную энергетику. Но и здесь все зависит от Москвы. В соответствии с соглашением 1993 года, Вашингтон ежегодно закупает у российской компании “Росатом” обогащенный уран на 1 млрд долларов.
В то время как заключение сделки помогло ослабить геополитическую напряженность, низкая стоимость российских ресурсов способствовала остановке деятельности американской нефтеперерабатывающей промышленности. И даже при самом оптимистичном раскладе, модернизация внутри американской экономики займет по меньшей мере десятилетие. Но другого выбора, судя по всему, нет. Активное внедрение ядерной энергетики представляет собой реальный инструмент для декарбонизации.
Стандартизированные конструкции, такие как ядерная реакция "Openstone" мощностью 100 МВт, могли бы облегчить массовое строительство электростанций при одновременном снижении затрат на техобслуживание и накладных расходов. Но строительство нужных объектов по-прежнему будет дорогостоящим и вызовет опасения относительно распространения. Например, замена только установленных ядерных мощностей Великобритании обойдется как минимум в 400 млрд долларов.
Однако главная проблема заключается во временном горизонте в несколько десятилетий. Ядерная энергетика может сыграть в зеленом переходе определенную роль, но декарбонизация к 2050 году мало вероятна в нынешнем виде. Добыча, переработка и утилизация экологически чистых материалов могут спровоцировать новые конфликты между великими державами в целом и между государствами среднего уровня на глобальном юге. Следовательно, конфликты из-за ресурсов продолжатся. В конечном счете, энергия является источником жизненной силы любой экономики, потому что машина без энергии - это статуя, а тело без энергии - труп.