В последние годы климатическая повестка стала одной из главных тем как в развитых, так и в развивающихся странах. Снижению антропогенного влияния на природу уделяется гораздо больше внимания, а энергетический кризис и геополитическая нестабильность в мире придают теме декарбонизации новую окраску, поскольку страны – импортеры сырья стремятся к обеспечению энергетической безопасности и снижению зависимости от поставок из других стран. 

Таким образом, многие государства решили постепенно сокращать использование энергии из ископаемых источников и сделать упор на развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ), таких как энергия ветра, солнечная, гидро-, биоэнергетика и проч. 

Казалось бы, мировой энергетический кризис должен был негативно повлиять на развитие альтернативных источников энергии, но их использование продолжает набирать обороты: по данным Ember, в 2022 году в мире с их помощью было произведено более 11 тысяч ТВт⋅ч, что на 4,8% выше уровня 2021 года и составляет около 39% от общей доли производства электроэнергии [1]. А инвестиции в проекты, связанные с ВИЭ, в 2022 году увеличились на 21%, до $560 млрд, превысив инвестиции в нефтегазовые проекты. И это не предел: по оценке Rystad Energy, в текущем году вложения могут достичь $620 млрд [2]. 

ВИЭ и проблема хранения энергии

Но несмотря на положительный эффект ВИЭ в виде снижения уровня вредных выбросов в атмосферу, существует серьезная проблема с поставками данного вида энергии. Что делать с избыточной энергией этих источников? Как поддерживать стабильность электрической системы? 

Если при использовании ископаемых источников технологических проблем со стабильностью поставок не наблюдается, то в случае солнечной энергии и энергии ветра она стоит особо остро. Именно здесь на первый план выходят литий-ионные аккумуляторы, которые получили серьезное развитие в последние несколько лет не только в качестве элемента электрических автомобилей, но и в качестве ключевого компонента систем накопления электроэнергии. 

Такие системы помогают выравнивать нагрузки в сети и снижать колебания мощности, стабилизировать работу источников электроэнергии, обеспечивать резервное энергоснабжение и т. д. Также их роль заключается в сохранении избыточной энергии в ситуации, когда генерация превышает уровень потребления, и в ее отдаче в том случае, когда возникает обратная ситуация – рост спроса. 

Повышение эффективности и снижение стоимости литий-ионных аккумуляторов подтолкнули к развитию использования таких технологий в энергетике. На этом фоне системы хранения получают все большее распространение. Например, если в 2010 году, по данным ассоциации American Clean Power (ACP), их мощность в США составляла всего 59 МВт, то в 2015 году она выросла до 351 МВт, а к концу 2021 года и вовсе достигла 4588 МВт [3]. 

Однако преградой на пути развития таких систем может стать нехватка одного из ключевых компонентов – лития. При использовании технологий, непосредственно связанных с возобновляемой энергетикой, роль лития не столь значительна, но когда речь начинает идти об аккумуляторах, ситуация меняется. Это констатирует и Международное энергетическое агентство (IEA), выпустившее специальный отчет о критически важных для технологий чистой энергетики минералах [4]. Именно поэтому в последнее время все чаще звучат заявления о том, что на смену нефти в качестве нового ключевого сырья в ближайшее время придет литий. 

Литий: ограниченный доступ 

Мировые выявленные запасы лития, по данным USGS, оцениваются примерно в 98 млн тонн. Крупнейшие из них находятся в Боливии (21 млн тонн), Аргентине (20 млн), Чили (11 млн) – так называемом «литиевом треугольнике», а также в Австралии (7,9 млн тонн). 

При этом лидерами по добыче являются Аргентина (61 тыс. тонн в 2022 году) и Чили (39 тыс. тонн). Наряду с Китаем эти страны также являются крупнейшими экспортерами. 

Но стоит отметить, что около 33% производства лития, которое с 2012 по 2020 год выросло более чем на 150%, контролируют китайские компании через косвенные связи с собственниками [5]. 

При этом доступ к ресурсам для импортеров, по оценке ОЭСР, с 2009 года по сей день снижается: экспортные ограничения на критически важное сырье, к которому относится и литий, выросли в пять раз [6]. Например, власти Индонезии и Демократической Республики Конго уже ввели запрет на экспорт руд, необходимых для производства литийсодержащих аккумуляторов. Также власти Чили намерены национализировать литиевую промышленность в стране, занимающей лидирующие позиции, что может сказаться на ситуации на рынке. 

Затраты на хранение 

Помимо увеличения административных барьеров, влияющих на поставки сырья, давление на рынок оказывает и существенный рост спроса со стороны автомобильного и энергетического секторов. 

По прогнозу S&P, дефицит на литиевом рынке будет ощущаться уже в 2024 году, а особо заметен он станет к 2030 году [7]. Связано это, как уже было отмечено ранее, с резким ростом спроса на сырье, а также с задержками ввода в эксплуатацию крупных проектов по производству лития. 

Рост стоимости сырья оказал влияние и на использование аккумуляторов в энергетическом секторе: из-за роста цен затраты на системы накопления энергии в 2022 году увеличились на 30% по отношению к 2021 году [8]. Несмотря на это, BloombergNEF прогнозирует снижение стоимости систем хранения энергии к 2030 году примерно на 40% от стоимости 2022 года и серьезное увеличение мощностей по хранению энергии к 2030 году. 

Оценка IRENA несколько отличается: по мнению организации, уже к 2030 году затраты на установку систем хранения энергии могут снизиться на 50–60% (а стоимость аккумуляторных элементов – еще больше) за счет оптимизации производственных мощностей и улучшения технологий [9], устранения регуляторных барьеров, а также государственного стимулирования использования таких систем. 

Обгоняя уголь 

Несмотря на проблемы, связанные с недостатком предложения сырья на рынке в ближайшем будущем, использование аккумуляторов в энергетическом секторе продолжится. И толчком к этому послужит развитие возобновляемых источников энергии: согласно прогнозу Международного энергетического агентства, введенные с 2022 по 2027 год мощности могут составить около 2400 ГВт [10]. Что позволит в ближайшие годы обогнать уголь в качестве источника энергии.