Các ngành công nghiệp có dấu chân môi trường lớn, như khai thác, có thể hoạt động bền vững? Đó là câu hỏi cốt lõi của một loạt các khám phá về khoáng sản và quặng mới - nếu được khai thác, ứng dụng, tiêu thụ và tái chế một cách khôn ngoan - có thể dẫn đến những thành tựu bền vững và cho phép chúng ta đặt ra các mục tiêu môi trường cao hơn.
Lấy lithium, hoặc "kim loại trắng." Lithium - một loại hàng hóa địa chất phổ biến - rất khó để chiết xuất do mật độ của nó. Một kim loại kiềm, lithium được sử dụng trong sản xuất hợp kim và thủy tinh, trong tổng hợp hóa học và trong pin lưu trữ có thể sạc lại. Những loại pin này, được gọi là pin lithium-ion (li-ion), được sử dụng trong mọi thứ, từ thiết bị điện tử cầm tay đến các ứng dụng quân sự, xe cộ và hàng không vũ trụ. Công ty tình báo kinh doanh Visiongain tính toán rằng thị trường pin lithium-ion toàn cầu sẽ chứng kiến chi phí vốn (CAPEX) là 34.292 triệu đô la trong năm 2018. Thị trường pin li-ion rõ ràng là một tỷ lệ đáng kể trong tổng thị phần doanh thu pin.
Khai thác cho lithium, giống như hầu hết các kim loại, là một doanh nghiệp bẩn. Tuy nhiên, pin li-ion, pound for pound, là một số pin sạc năng lượng nhất hiện có. Chúng nhẹ hơn nhiều so với các loại pin sạc khác có cùng kích thước và có mật độ năng lượng cao, có nghĩa là chúng có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn các loại pin khác có cùng kích cỡ. Pin dựa trên chì thường nặng hơn ba lần trọng lượng của các đối tác lithium của chúng. Ngoài ra, pin li-ion có thể xử lý hàng trăm chu kỳ sạc và xả.
Vấn đề gà và trứng
Đối với một nhà đầu tư đang tìm cách loại trừ các công ty có tác động tiêu cực đến môi trường hoặc muốn đầu tư vào các công ty bền vững, "làm điều tốt", các công ty khai thác lithium rơi vào đâu? Một nhà quản lý đầu tư nên tập trung vào các tác động tiêu cực của khai thác hoặc các tác động tích cực của đầu ra ứng dụng của nó? Khai thác có một dấu chân lớn. Trên thực tế, năm 2016, các công ty khai thác lớn nhất, được đo bằng lượng khí thải CO2, đã chịu trách nhiệm cho 211, 3 triệu tấn khí thải carbon trong năm đó. Nhưng trên cùng một mã thông báo, kim loại mà các công ty này trích xuất có thể được sử dụng cho các sáng kiến bền vững. Lithium đi vào pin của xe điện (EV), tua-bin gió và lưới điện tử (thông minh), tất cả đều làm giảm lượng khí thải C02 toàn cầu.
Ngoài ra, đã có giảm đáng kể chi phí và tăng cường hiệu suất của pin li-on vì cả sản xuất và đầu tư đều tăng, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA).
Trong năm 2015, có ba nhà máy lớn li-ion trong đường ống, với tổng công suất 57 gigawatt giờ (GWh). Tính đến năm 2018, có 33 megafactories dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2023. Tổng công suất của các nhà máy này sẽ vào khoảng 430 GWh trên toàn cầu. Mỗi 20 GWh công suất được thêm vào cần tới 16 nghìn tấn lithium. Ngành công nghiệp tiếp tục giải quyết cải thiện mật độ năng lượng và quản lý nguyên liệu. (Để biết thêm, hãy xem: Tại sao việc kiếm lợi nhuận từ nhu cầu lithium lại khó khăn? )
Một phần lớn của việc mở rộng này có liên quan đến các mục tiêu môi trường khu vực. Doanh số bán xe năng lượng mới sẽ đạt 2 triệu vào năm 2020 và chiếm hơn 20% tổng sản lượng và doanh số bán xe vào năm 2025, theo Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin Trung Quốc. Ngoài ra, trong nỗ lực hỗ trợ Thỏa thuận Khí hậu Paris, Ấn Độ đang tuyên bố sẽ chỉ bắt đầu bán xe điện vào năm 2030 và cấm các phương tiện động cơ đốt trong. Hơn nữa, kích thước pin trung bình đang tăng lên, có nghĩa là yêu cầu lithium ngày càng tăng.
Có thể định lượng những lợi ích này. EV đại diện cho lượng khí thải CO2 đáng kể tránh được, thậm chí không giảm hoặc loại bỏ sản lượng carbon khỏi lưới điện. Tuy nhiên, trong Kịch bản phát triển bền vững của IEA, việc giải mã lưới điện có thể tăng gấp đôi so với bánh xe (đánh giá tác động môi trường của EV trong suốt tuổi thọ của nó) giảm phát thải CO2 từ quá trình điện khí hóa. (Để biết thêm, hãy xem: Xe điện có thể thay thế bình xăng không? )
Tương lai của khai thác lithium
Nhiều điểm cho hiệu suất pin li-ion tốt hơn và chi phí sản xuất thấp hơn, cho rằng, trong tương lai gần, pin li-ion có thể là nền tảng công nghệ pin sẽ phát triển và triển khai nhất. Cải thiện hiệu quả thông qua đổi mới là quan trọng hiện diện trong ngành công nghiệp lithium. Có nhiều người chơi mới, bao gồm các nhà sản xuất lithium chi phí thấp tiếp theo thông qua một công nghệ mới hoặc phương pháp chiến lược.
Tuy nhiên, những người khác cho rằng không có gì đảm bảo rằng pin li-ion sẽ là loại pin được lựa chọn trong tương lai. Thay vào đó, họ tập trung vào thử nghiệm với các kim loại khác thông qua việc đưa vào hoặc thay thế có thể làm giảm hoặc loại bỏ một số nhược điểm của lithium, trong đó có nhiều nhược điểm. Pin Li-ion bắt đầu xuống cấp ngay khi chúng rời khỏi nhà máy và chỉ tồn tại từ hai đến ba năm kể từ ngày sản xuất - được sử dụng hay không. Lithium cũng cực kỳ nhạy cảm với nhiệt độ cao. Và nếu pin li-ion bị xả hoàn toàn, nó sẽ bị hỏng. Pin Li-ion yêu cầu một máy tính tích hợp để quản lý pin, khiến chúng đắt hơn. Và cuối cùng, có một cơ hội nhỏ là nếu một bộ pin li-ion bị hỏng, nó sẽ bốc cháy.
Hóa học, hiệu suất, chi phí và đặc điểm an toàn khác nhau. Ví dụ, trộn oxit lithium coban, cải thiện mật độ cao nhưng có rủi ro về an toàn, oxit sắt lithium mangan và oxit coban mangan có mật độ năng lượng thấp hơn nhưng tuổi thọ pin dài hơn và giảm khả năng xảy ra các sự kiện trong thế giới thực đáng tiếc (ví dụ như hỏa hoạn và vụ nổ). Các yếu tố quan trọng khác đối với liên kết EV và kim loại bao gồm tác động tiềm tàng của EV đối với nhu cầu đồng trong các cơ sở sạc và mạng lưới phân phối điện cũng như sự gia tăng của các vật liệu pin EV tái chế.
Điểm mấu chốt, chúng ta không nên ngừng khai thác khoáng sản và quặng - chúng ta nên khuyến khích ngành công nghiệp thúc đẩy các nỗ lực bền vững của nó và hướng nhiều nghiên cứu và phát triển theo hướng hoạt động sạch hơn và an toàn hơn. Do đó, các công ty sẽ được xem là đầu tư bền vững của cả nhà đầu tư tổ chức và bán lẻ.
Chúng ta nên tiếp tục khai thác vì lý do tương tự rằng chúng ta nên tiếp tục fracking thủy lực. Việc chấm dứt một trong hai hoạt động sẽ hoàn toàn không thực tế vì chúng ta không (chưa) có khả năng chỉ dựa vào năng lượng tái tạo hoặc vật liệu tái chế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của chúng ta. Nhưng cho đến lúc đó, chúng ta có thể làm việc để làm cho ngành công nghiệp lớn bền vững hơn và thoát khỏi danh sách "bad-boy". (Để đọc thêm, hãy xem: Lithium ETF: Những điều cần biết .)
