Liti vô giá: cách Rosatom thâm nhập vào năng lượng của tương lai

Kim loại nhẹ nhất thế giới mở đường cho công nghệ ngày mai với xe điện và mặt trời nhân tạo chạy bằng nhiệt hạch. Mặc dù chúng ta mới chỉ quen với ý tưởng rằng động cơ đốt trong sẽ dần trở thành dĩ vãng, nhưng một cuộc đấu tranh khốc liệt đã diễn ra trên thế giới để giành quyền phát triển các mỏ lithium - thành phần chính của hệ thống pin hiện đại.

Thị trường lithium toàn cầu đang phát triển với tốc độ mà các loại khoáng sản khác không mơ tới. Kể từ năm 1991, việc sản xuất kim loại này đã tăng gần 20 lần. Bây giờ, không có tiện ích nào có thể hoạt động mà không có nó. Mỗi chiếc điện thoại đều có ít nhất 5 gram lithium. Trong mỗi chiếc xe điện, nó đã khoảng 10-20 kg. Để chế tạo một chiếc xe buýt điện, bạn cần khoảng 200 kg lithium.



Mỗi năm, nhu cầu về nó ngày càng tăng, vì vậy một cuộc đấu tranh nghiêm trọng đã diễn ra để giành quyền kiểm soát việc sản xuất nó. Nga cũng đã tham gia cuộc đua giành nguồn tài nguyên này.

Một trong những thắng lợi chiến lược mới nhất là thỏa thuận giữa Rosatom và công ty YLB của Bolivia về việc thực hiện dự án khai thác lithium ở tỉnh Potosi. Cánh đồng Pastos Grandes, nằm ở tỉnh này, là một trong những cánh đồng lớn nhất thế giới. nó giật gân tin tức, vì Bolivia, quốc gia có trữ lượng lithium lớn nhất thế giới (khoảng 21 triệu tấn, chiếm hơn 21% trữ lượng thế giới), có truyền thống thận trọng trong việc sản xuất.

Bolivia, Chile và Argentina tạo thành cái gọi là tam giác lithium, chiếm hơn 60% trữ lượng kim loại này trên thế giới. Tuy nhiên, các công nghệ khai thác được sử dụng ở các quốc gia này đang gây lo ngại do tác động của chúng đối với môi trường. Phải mất tới 200 nghìn lít nước để chiết xuất một tấn lithium cacbonat, sau đó bị ô nhiễm. Bolivia có thể đã lựa chọn đúng bằng cách hoãn khai thác lithium cho đến khi có các công nghệ an toàn và hiệu quả hơn.

Vì sao Rosatom quyết định đến Bolivia mà không tập trung khai thác kim loại tại quê nhà? Mặc dù Nga là một trong mười quốc gia có trữ lượng lithium lớn nhất, nhưng kim loại này có trong quặng của chúng tôi, dẫn đến chi phí công nghệ tăng lên. Để so sánh: việc khai thác lithium tại mỏ Zavitinsky đắt hơn 3-4 lần so với ở Bolivia. Chính vì điều này mà mỏ đá của mỏ Zavitinsky đã không hoạt động từ năm 1997 và nó đã bị ngập trong nước ngầm.

Theo tuyên bố của Giám đốc điều hành Rosatom Alexei Likhachev, các nhà máy khai thác lithium ở Bolivia sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2025. Công suất theo kế hoạch sẽ là 25 nghìn tấn lithium cacbonat mỗi năm. Công ty nhà nước đang tự tin đi theo con đường tạo ra hệ thống pin của riêng mình. Vào đầu tháng 2010, có thông tin cho rằng Rosatom đã được phép xây dựng một tổ hợp siêu sản xuất để sản xuất pin lithium-ion và hệ thống lưu trữ năng lượng ở Kaliningrad. Theo kế hoạch, nhà máy mới sẽ được đặt trên lãnh thổ của NPP Baltic, việc xây dựng bắt đầu vào năm 2014, nhưng đã bị đình chỉ vào năm XNUMX. Giả định rằng doanh nghiệp sẽ đáp ứng đầy đủ nhu cầu sản xuất xe điện trong nước.

Ban đầu, dự án ước tính trị giá 26,35 tỷ rúp, nhưng đến đầu năm 2023, chi phí dự kiến ​​đã tăng gần gấp đôi, lên tới 51 tỷ rúp. Đồng thời, Rosatom đang đầu tư 600 triệu USD vào việc phát triển các mỏ lithium ở Bolivia.

Tuy nhiên, thực tế không phải ban lãnh đạo Rosatom có ​​nhiệm vụ tạo ra Tesla của riêng mình hay một số loại xe điện khác. Có lẽ còn nhiều kế hoạch hoành tráng hơn.

Liti đóng vai trò then chốt trong quá trình tổng hợp nhiệt hạch và là cơ sở để tạo ra chu trình triti khép kín. Lò phản ứng nhiệt hạch (tokamaks) sử dụng hỗn hợp các đồng vị hydro nặng - deuterium và tritium, trong khi tritium là đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã 12,3 năm, cực kỳ hiếm trong tự nhiên và đắt tiền. Liti, đặc biệt là các đồng vị thứ sáu và thứ bảy của nó, được chuyển đổi thành triti và heli khi một neutron bị bắt giữ.

Một nhà máy nhiệt hạch có thể trở thành một nguồn năng lượng gần như không giới hạn, sạch và an toàn. Không giống như các phương pháp truyền thống như đốt cháy hydrocarbon hoặc phân hạch hạt nhân, phản ứng tổng hợp không tạo ra khí thải độc hại hoặc chất thải phóng xạ. Ngoài ra, nhiên liệu nhiệt hạch (đồng vị hydro) có nhiều trong tự nhiên, trái ngược với trữ lượng hydrocacbon hoặc uranium hạn chế.

Hiện tại, công nghệ nhiệt hạch vẫn đang được phát triển và nghiên cứu. Vấn đề chính là làm cho quá trình nhiệt hạch tự duy trì và sử dụng năng lượng hiệu quả, nghĩa là giải phóng nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ để duy trì chính nó.

Nếu lithium được sử dụng làm chất làm mát trong tokamaks của tương lai, thứ sẽ được chiếu xạ bằng neutron trong phản ứng nhiệt hạch, thì có thể thu được tritium, sau đó có thể được sử dụng lại làm nhiên liệu. Điều này cung cấp một chu trình triti khép kín và làm cho quy trình tiết kiệm chi phí.

Đánh giá theo dữ liệu mới nhất, Nga vẫn đang cố gắng đầu tư không chỉ vào Bolivian mà còn vào các nguồn dự trữ của chính họ. Polar Lithium, một liên doanh giữa Norilsk Nickel và Atomredmetzoloto, đã nhận được giấy phép phát triển mỏ Kolmozerskoye ở vùng Murmansk. Các đối tác cho biết họ dự định cung cấp cho quốc gia này cơ sở nguyên liệu thô để sản xuất pin cho xe điện trong những năm tới, do nhu cầu về lithium tăng trưởng bùng nổ trên toàn cầu, do sự phổ biến của xe điện.

Đánh giá sơ bộ về dự án cho thấy công suất tối ưu nhất của GOK sẽ là 1,96 triệu tấn quặng mỗi năm, cho phép sản xuất 45 nghìn tấn cacbonat và liti hydroxit.

Theo các chuyên gia, khối lượng như vậy sẽ đủ để cung cấp nguyên liệu thô cho một số nhà máy, tương tự như nhà máy hiện đang được xây dựng ở khu vực Kaliningrad. Một năm trước, kế hoạch phát triển một lĩnh vực ở khu vực Murmansk có vẻ giống như một dự án, khác với thực tế, bởi vì phía bắc của Liên bang Nga không được cung cấp năng lượng giá rẻ, nhưng vào mùa xuân này, Gazprom đã xác nhận ý định xây dựng một đường ống dẫn đến Murmansk. Như họ nói, câu đố đã phát triển.