Информационно-аналитический журнал    пятница, 06 декабря 2019 г.
Прокат:  238.22  -2.26% down   Сталь:  136.63   0% const
Неотвратимый литий

Ровно 5 лет назад мы уже анализировали состояние мирового рынка лития и его возможные перспективы в статье «Литий вместо свинца?». С тех пор немало воды утекло. В мае этого года «малая автокомпания Tesla Motors» устами своего владельца Илона Маска заявила, что для обеспечения запланированного выпуска в 500 тыс. электромобилей в 2018 году ей придется скупить весь литий в мире. На фоне таких перспектив стоимость лития поставила рекорд по темпам роста среди цветных металлов. Самое время посмотреть, что на самом деле ждет этот рынок?

История

В прошлой статье физико-химические и экономические аспекты применения лития в аккумуляторах были разобраны чрезвычайно подробно, поэтому повторяться не станем и лишь вкратце напомним основные моменты.

То, что этот легкий металл можно использовать в производстве аккумуляторов, было известно давно, а в 1991 году Sony выпустила первый серийный литиевый аккумулятор.

Однако те батареи имели известные недостатки – самовозгорание при огрехах в эксплуатации, чувствительность к разряду, токам заряда, неспособность работы при низких температурах и быстрое естественное старение. Поэтому их востребованность была весьма невысока. Все изменилось с появлением смартфонов.

Обычный мобильный телефон потребляет не слишком много электроэнергии, и безопасная никель-металлгидридная батарея, которую надо заряжать раз в несколько дней, для него подходила как нельзя лучше. Наличие эффекта памяти при неполном разряде немного осложняло жизнь пользователя, но обычно позволяло несколько лет пользоваться телефоном без особых проблем.

Появление смартфонов с энергоемким процессором и большим дисплеем потребовало либо значительного увеличения размеров аккумулятора, либо ежедневной зарядки. А то и два раза в день. Соответственно, эффект памяти стал весьма существенной проблемой. Вот тогда и наступил звездный час литий-ионных батарей, к тому моменту существенно улучшивших свои характеристики (табл. 1).

Но главное – они были способны без проблем заряжаться с любого и до любого уровня, пусть даже сохранение электроэнергии обходилось дороже.

Практика

По итогам 2015 года мировое производство смартфонов составило около 1,3 млрд штук, в активном пользовании по миру находилось примерно 2 млрд смартфонов. Темпы роста обоих показателей постепенно замедляются и сейчас составляют около 10% в год.

Стандартная емкость аккумулятора смартфона – 1500–2000 мА•ч, т.е. 1,5–2 А•ч. Или, если взять стандартное для них напряжение, 3,7 В – 5,5–7,5 Вт•ч. Соответственно, в мире ежегодно производятся литиевые аккумуляторы общей мощностью как минимум 11–15 млн кВт•ч. Подавляющее большинство – в Китае.

Теперь обратимся ко второму рынку, на котором литий-ионные аккумуляторы набирают все большую популярность, – электромобильному.

Одна из крупнейших автомобилестроительных компаний мира, Toyota, много лет развивала свою основную гибридную модель Prius на никель-металлгидридных аккумуляторах. Но четвертое поколение Prius уже имеет Ni-MH батарею только в самой дешевой комплектации, все остальные – с литий-ионными. При этом литий-ионная батарея легче (25 кг против 40 кг) и имеет меньшее количество ячеек (56 против 168) при равном выходном напряжении, т.к. позволяет получить более высокое напряжение на индивидуальной ячейке (3,7 В).

Указанная в спецификации модели мощность батареи 0,75 кВт•ч явно считается по каким-то особым правилам. Батарея весом 25 кг должна выдавать примерно 4,5–5 кВт•ч мощности. Скорее всего, она их и выдает – электромотор в 53 кВт нужно чем-то питать.

План по продажам Toyota Prius на 2016 год – 300–350 тыс. автомобилей. Для них потребуются батареи общей мощностью 1,35–1,75 млн кВт•ч. Существенно и заметно, но относительно рынка смартфонов – пока немного.

Продажи гибридных автомобилей под маркой Toyota превышают 1 млн штук в год. В основном они приходятся на люксовое подразделение Lexus, но там используются обычные Ni-MH батареи – как более надежные и недорогие. Первым Lexus, изначально ориентированным на новый тип батарей, должно стать спортивное купе LC 500 с примерно вдвое более тяжелой и мощной батареей, чем у Prius. Но погоду на рынке они вряд ли сделают. Общие продажи гибридных автомобилей в мире приближаются к 2 млн штук в год, но доля литий-ионных батарей в них не слишком велика, поэтому можно считать, что на все гибриды приходится примерно 2 млн кВт•ч электроэнергии в литий-ионных аккумуляторах.

А вот на рынке чистых электромобилей все интереснее. Литий-ионные батареи тут гораздо более распространены.

Сначала возьмем «старичка» этого сектора – Nissan Leaf. Масса литий-ионной батареи – 270 кг, она собрана из 192 ячеек. В состав батареи входит манганат лития на положительном электроде и графит на отрицательном. Мощность батареи – 24 кВт•ч у машин до 2016 года и 30 кВт•ч – сейчас. Батарею на 60 кВт•ч уже показали журналистам, но она пойдет только на второе поколение этих электромобилей.

Ежегодные продажи Leaf составляют около 40 тыс. штук по всему миру. Соответственно, это около 1 млн кВт•ч.

Chevrolet Volt имеет несколько более скромные показатели: батарею на 18,4 кВт•ч и несколько меньшие объемы продаж. Соответственно, на его долю приходится около 0,5 млн кВт•ч электроэнергии.

Примерно те же характеристики или хуже имеют BMW i3, Ford Fusion Energy, Ford C-Max Energy и многие другие электромобили. Объемы их продаж суммарно примерно сопоставимы с вышеперечисленными марками, поэтому отведем на всех еще 1,5 млн кВт•ч.

И вот мы добрались до той самой «небольшой автомобильной компании родом из Силиконовой долины». По результатам 2015 года Tesla удалось реализовать 50 580 авто. Для сравнения – отечественный УАЗ за прошлый год выпустил 48 739 автомобилей.

У Tesla из общего количества 99% приходится на седаны модели Model S. Остальное – кроссоверы Model X. Model S выпускается в двух модификациях: с батареями на 70 кВт•ч и 90 кВт•ч. Вторая является пока единственной для Model X. Структуру продаж компания не раскрывает, поэтому будем считать, что они продавались поровну. Таким образом, имеем 50 тыс. батарей по 80 кВт•ч – в сумме 4 млн кВт•ч.

При этом мы еще не учли один из важнейших рынков – китайских электровелосипедов и скутеров, на которые литиевые батареи ставятся все чаще. Статистики именно по нему нет, но, по данным Национального бюро статистики КНР, в стране за 2015 год выпустили 5,6 млрд литиевых батарей общей мощностью 15,7 млн кВт•ч.

Вообще-то, прямо суммировать это с 9 млн кВт•ч автомобильных батарей нельзя, т.к. часть их может иметь китайские корни и быть уже учтенной.

Но однозначно можно сказать, что суммарная мощность ежегодно выпускаемых в мире литий-ионных батарей лежит в интервале 20–25 млн кВт•ч.

Обещания

А что там с обещаниями скупить весь литий в мире?

По факту в 2016 году Tesla планирует продать 80–90 тыс. своих автомобилей, на что ей потребуются дополнительно к нынешним батареи мощностью около 3 млн кВт•ч. Немало, но в масштабах мирового рынка это 12–15% сверх текущего уровня.

Перспективная модель экономкласса – Model 3 – планируется к освоению не раньше 2017 года. А именно она должна довести общий объем производства электромобилей Tesla до 500 тыс. штук.

Аккумуляторная «Гигафабрика», открытие которой намечено на 29 июля текущего года, общий баланс потребления не изменит. Мощность предприятия составит 50 млн кВт•ч собираемых батарей, по производству ячеек показатели скромнее – 35 млн кВт•ч. Технологический процесс обеспечивает Panasonic, но ключевым вопросом пока будет являться количество выпускаемых автомобилей, а не батарей. Массовая замена отслуживших свое старых источников питания в электромобилях марки Tesla пока впереди, а доля стационарных батарей, предназначенных для обеспечения электроснабжения дома, весьма невелика (менее 1%), поскольку экономическая выгода от их применения призрачна.

По большому счету, призрачна она и для электромобилей. Просто Tesla очень грамотно пользуется мерами поддержки, которые предоставляет государство. Так, приобретение электромобиля в США позволяет покупателю получить федеральный вычет $7500 из подоходного налога плюс региональные вычеты в размере $750–$9500, иногда – отмену налога на продажу.

Еще большие льготы получает производитель. Tesla недаром расположилась в Калифорнии – этот штат имеет целую программу по продвижению транспорта с нулевым уровнем выбросов – Zero Emission Vehicle (ZEV). Сей документ требует, чтобы в 2015 году 2,7% продаваемых в штате новых автомобилей не имели вредного выхлопа. К 2025 году их доля должна достичь 22%. Формально правило распространяется на каждого из представленных на рынке штата производителей. Но есть выход – если у кого-то есть «излишки» по продажам обычных, «вредных», машин в рамках квоты, он может их продать менее продвинутому конкуренту. Tesla обычных автомобилей не производит и не продает. Зато активно торгует правом на такие продажи.

В 2013 году выручка Tesla от продажи квот по программе ZEV составила $129,8 млн, т.е. по $5800 на автомобиль. Но по мере роста продаж чистых транспортных средств власти пересматривают правила. С 1 апреля 2015 года по 1 апреля 2016 года компания получила от квот только $118 млн при многократно большем объеме производства. В среднем получилось $2200 на автомобиль.

Калифорния не единственный регион с подобной программой, и Tesla сообщает ежеквартально о доходах на уровне $13–15 млн от продажи прочих квот (еще $1000 на автомобиль).

Строительство «Гигафабрики» по производству аккумуляторов в Неваде также получило колоссальные льготы по налогам и поддержку со стороны властей.

Впрочем, даже все это вместе не помогает компании обеспечить приемлемые финансовые результаты. Последние 5 лет прибыли у Tesla не было.

Экономика

В 2015 году Tesla получила $3,74 млрд выручки от продаж плюс $305 млн – от сервиса (в 2014 году – $3,2 млрд суммарно). Валовая прибыль выросла гораздо скромнее – $923 млн против $881 млн. Зато увеличились операционные затраты – с $1,07 млрд до $1,64 млрд. Потери от операционной деятельности выросли еще больше – с $186,7 млн до $716,6 млн. В итоге чистый убыток с $294 млн взлетел до $888,7 млн. Даже после «коррекции» по отличающимся от GAAP методикам получилось, что в 2015 году Tesla заработала $294,9 млн убытка против небольшой прибыли годом ранее.

В I квартале 2016 года поводов для оптимизма больше не стало – квартальный убыток составил $282,3 млн (меньше, чем в IV квартале 2015 года, но существенно больше, чем год назад). Скорректированный убыток, естественно, много меньше – $75 млн.

И как любая закредитованная организация, Tesla не имеет выбора и свободы маневра. Сейчас она может только попытаться выиграть забег наперегонки со временем и терпением кредиторов. В отчете за I квартал 2016 года сказано, что проект Model 3 будет форсирован, из-за чего показатели операционных убытков по итогам 2016 года могут ухудшиться еще на 20–25%. Планируется увеличение капитальных затрат с первоначально намеченных $1,5 млрд примерно на 50%.

Что ж, допустим, что Илону Маску удастся втащить свою компанию буквально за уши в пул мировых автопроизводителей и 500 тыс. электромобилей действительно выйдут на рынок. Основная их доля будет представлена моделью экономкласса с батареей на 60 кВт•ч (по прогнозам), т.е. мировой рынок получит необходимость удвоить суммарную мощность выпускаемых литий-ионных аккумуляторов.

Как он к этому относится? Весьма неоднозначно.

Реальное производство

С одной стороны, масштаб рынка гораздо больше. Ведь есть еще такие потребляющие отрасли, как производство керамик – оксид лития снижает коэффициент температурного расширения изделий из диоксида кремния. Долгое время именно это было основным назначением лития. Не следует забывать и про стеарат лития, позволяющий получать универсальные высокотемпературные смазки. Есть и другие заметные применения – в литейном производстве, воздухоочистке, алюминиевой промышленности и прочие.

Единственная доступная статистика по областям применения есть исключительно для США – и там на батареи приходится только 35% всего рынка (рис. 1).

Но вернемся к потенциальным потребностям электромобилей. Каковы они в тоннаже?

Теоретически грамм лития способен дать 3,8 А•ч или 13,7 Вт•ч электроэнергии (для напряжения 3,6 В). В обратную сторону это 0,26 грамма лития на 1 А•ч. Близкая цифра фигурирует во всех нормативах на транспортировку литиевых аккумуляторов (включая ГОСТ Р МЭК 62281-2007). Там 1 А•ч соответствует 0,3 грамма литиевого эквивалента.

В пересчете на готовую батарею теория дает плотность энергии около 400–450 Вт•ч на кг.

Реальность, конечно, далека от подобных цифр. Для батарей различного качества это расхождение составляет от 2 до 4 раз. Возьмем худший вариант. Тогда получится, что для получения 1 кВт•ч электроэнергии в батарее нам потребуется 300–320 грамм лития. Соответственно, весь рынок аккумуляторов потребляет 6–8 тыс. тонн лития в год.

Заметим, что мы брали за ориентир низкокачественные батареи. У той же Tesla плотность энергии составляет около 250 Вт на кг для батареи в сборе, что соответствует лучшим образцам. Следовательно, выпуск Model 3 даже в заявленных объемах потребует только 4 тыс. тонн дополнительного лития.

Аналогично с Nissan Leaf: его батарея содержит 4 кг лития, т.е. 170 граммов/кВт•ч – всего лишь вдвое больше теоретической потребности.

Мировая добыча лития в 2015 году, по оценкам USGS, составила 32,5 тыс. тонн (рис. 2).

Коммерчески пригодные для добычи запасы исчисляются миллионами тонн (рис. 3).

Соответственно, особых проблем с доступностью лития в реальности нет. С освоением технологии добычи лития из рассолов его выпуск вырос за 20 лет в 7 раз. Это даже привело к спаду цен из-за избыточности мощностей. И только распространение смартфонов поддержало рынок.

С другой стороны, за последние полгода карбонат лития (основная товарная форма лития) подорожал в разы и сейчас достиг $20 за кг для 99% продукции и $25 за кг – для товара «аккумуляторного» качества (99,5%; рис. 4).

Литий-кобальтовый оксид, надо заметить, подорожал ощутимо меньше – с $25 за кг год назад до $30 за кг в начале июня текущего года (содержание 60%).

Перспективы

И это заставляет задуматься. Литий активно обсуждается на форумах биржевых инвесторов как один из перспективных металлов для инвестиций. Точнее, не он сам, а акции добывающих компаний. Но являются ли они таковыми на самом деле?

У одного из лидеров отрасли, чилийской Sociedad Quimica y Minera de Chile SA (SQM), акции за этот период подорожали с $15 до $22. Вот только еще в 2011 году они были по $50–60. Та же история у американской FMC – рост за последние месяцы с $35 до $48, но до того – падение с $77 за акцию.

Так что прогнозы острой нехватки – в их прямых интересах. А обещания Илона Маска экспертами отрасли воспринимаются с изрядной долей юмора.

Как известно, в августе 2015 года компании Bacanora Minerals Ltd и Rare Earth Minerals заключили с Tesla долгосрочное соглашение о поставках гидроксида лития с мексиканского проекта Sonorа Lithium Project. Планировалось, что предприятие сможет выпускать до 35 тыс. тонн лития ежегодно, а в дальнейшем – и 50 тыс. тонн. Sonorа Lithium должна стать главным поставщиком сырья для «Гигафабрики». Вот только один нюанс – на данный момент разработка не ведется и даже нет уверенности, что промышленная добыча из литиево-борной глины возможна и рентабельна.

Комментируя это начинание, Йон Хикави из Stormcrow Capital припомнил давние планы по освоению лития чилийской Codelco, гораздо более крупной и искушенной в горном деле компании, которые так ничем и не закончились. «Спросите у Albemarle, SQM, FMC Lithium или другой компании, правда ли, что производство лития (даже не аккумуляторного качества) – легкое дело? Догадываюсь, что они вам ответят, как только отсмеются. В то, что Tesla всерьез озаботилась вопросом доступа к литию, я поверю лет через 10, когда они займутся серьезными изысканиями, а не игрой в «Монополию». И еще – всегда смотрите на то, что Tesla делает, а не на то, о чем они говорят».

Пока же главным драйвером цен остаются инвесторы и слухи вокруг конфликта в Чили и Аргентине. Это единственный фактор, имеющий потенциальное отношение к балансу спроса и предложения.

Дело в том, что рынок добычи лития поделен между считаными компаниями: Albemarle (слившейся с Rockwood), FMC Corp. (США), Soc. Quimica & Minera de Chile SA (SQM, Чили) и Talison Lithium Ltd (Австралия) – они контролируют 90% мирового производства.

И вот в марте 2016 года правительство Чили отзывает лицензию на крупнейшее месторождение лития у SQM в регионе Салар-де-Атакама, обвинив компанию в недоплате налогов. SQM, контролируемая Хулио Понсе – бывшим зятем Аугусто Пиночета, все обвинения отрицает. Конфликт у компании с властями давно не первый – в 2014 году Хулио Понсе оштрафовали на $70 млн за незаконную торговлю акциями. В середине марта 2015 года гендиректора SQM уволили из-за участия компании в скандале вокруг финансирования выборов в стране.

Поэтому компания предпринимает ответные шаги и решила запустить крупный проект Cauchari-Olaroz в соседней Аргентине. Одновременно она пытается не допустить расширения литиевого проекта конкурирующей Albemarle Corp. на территории Чили.

Но, несмотря на столь масштабный конфликт, потребности в литии неудовлетворенными не останутся.

Во-первых, потому что сейчас в этот сектор пришло достаточное количество новых компаний, которые пытаются освоить новые месторождения большего или меньшего масштаба. Рядом с Cauchari-Olaroz уже вовсю работает другой новый проект австралийской Orocobre, который к сентябрю должен выйти на полную мощность.

Поэтому, даже если SQM действительно сократит производство, это обернется потерей доли на рынке и неприятностями только для нее. Но не коллапсом для всех.

Кроме того, пока совершенно не освоен рынок вторичной переработки литиевых аккумуляторов. Долгое время это было просто экономически невыгодно. В батарейке от смартфона лития – на десятые доли цента. В Tesla S – обычно было примерно на $100. Но если цены останутся на текущем уровне – уже на $300. И тогда переработка может ожить.

Вот только ценам после этого про серьезный рост точно придется забыть – литий, как и свинец, можно перерабатывать многократно. А значит, добывающие мощности снова окажутся избыточными.

Выставки и конференции по рынку металлов и металлопродукции