АРМЗ нацелился на новую нефть

В последние годы в литиевой индустрии наблюдается настоящий бум. Среднегодовая цена на карбонат лития — сырье, используемое при изготовлении батарей для мобильной электроники и электромобилей, — в 2014–2016 годах выросла в 1,5 раза (пиковая — существенно больше). Рынок подогревается ожиданиями роста спроса на литий и его соединения.

По прогнозам аналитиков, прирост составит более 6 % ежегодно, что может привести к устойчивому дефициту в этой сфере уже в ближайшие годы. В марте 2016 года основатель Tesla Motors Илон Маск подлил масла в огонь, заявив, что его компании для реализации плана ускоренного наращивания продаж электромобилей (до 500 тыс. штук в 2018 году) потребуется «скупить весь литий в мире».

Электромобили, которые за счет снижения издержек становятся все ближе к масс-маркету, считаются основным драйвером литиевого рынка. C легкой руки Goldman Sachs литий уже прозвали «новым бензином»; получила распространение также метафора «новая нефть».

В то время как скептики высказывают опасения по поводу очередного мыльного пузыря, большинство игроков добывающей индустрии видят здесь для себя новые возможности.

Вот и «Атомредметзолото», которое уже несколько лет на фоне стагнации на урановом рынке работает над расширением минерально-сырьевой базы, в декабре 2016 года защитило в Росатоме продуктовую стратегию по развитию добычи лития в Российской Федерации, а в мае 2017 года — инвестиционный проект по производству лития на базе сырьевых источников Завитинского месторождения в Забайкальском крае.

Статус-кво
Хотя петалит — содержащий литий минерал, образующийся в пегматитовых рудах, — был открыт еще в 1800 году бразильским химиком и политическим деятелем Жозе Бонифасиу де Андрадой и Силвой в Швеции (уже сам этот географический разброс многое говорит о его интереснейшей биографии), первый промышленный выпуск лития датируется лишь 1923 годом, когда было произведено 46 тонн этого металла.

Для сравнения, в 2016 году мировое производство лития и его соединений, по данным Геологического комитета США, достигло 37,8 тыс. тонн в пересчете на металл (или 201 тыс. тонн в пересчете на карбонат лития). За почти вековую историю промышленной добычи сферы применения лития несколько раз радикально менялись.

Первое масштабное использование лития — это высокотемпературные смазки для авиационных двигателей во время Второй мировой войны и после (кстати, в различных смазочных материалах, например, для железнодорожного транспорта, измельченная литиевая крошка используется до сих пор).

Во время Холодной войны Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург предложили использовать при изготовлении водородной бомбы вместо искусственно получаемого трития легкий изотоп лития (другой изотоп ⁷Li по сей день используется в ядерной энергетике в качестве добавки в теплоноситель первого контура реакторов PWR, а также при водоподготовке).

До середины 1990-х годов на рынке доминировали два других направления применения лития: для производства стекла, например огнестойкого, и алюминия. Новый виток роста спроса на литий в 2000-х годах был связан с развитием литий-ионных батарей (первый в мире такой аккумулятор выпустила Sony в 1991 году), а уже в 2007 году это направление стало превалирующим. Ожидается, что к 2030 году спрос на литий может фактически утроиться — почти до 600 тыс. тонн в пересчете на карбонат лития.

Уже в новейшей истории были открыты новый источник лития и способ его добычи — из рапы, крепкого соляного раствора минеральных озер, расположенных в засушливых районах. Самые крупные сосредоточены в так называемом «Южноамериканском треугольнике» — на границах Чили, Аргентины и Боливии.

В конце 1990-х годов этот источник лития стал основным благодаря более низким, чем у рудных источников, производственным издержкам. Сейчас за счет эксплуатации рассолов и рапы производится около 60 % лития в мире.

В России соляных озер, в отличие от Южной Америки, нет, и основной источник лития —пегматитовые месторождения. Первый литиевый рудник был введен в эксплуатацию в СССР еще в 1942 году — на Завитинском месторождении, которое разрабатывалось Забайкальским ГОКом.

Добыча на нем была законсервирована в 1990-х: после распада СССР предприятие потеряло госзаказ и не смогло выдержать конкуренции с южноамериканскими производителями, готовыми продавать литий дешево.

Возвращение к истокам
География литиевых месторождений в России обширна — от Мурманской области до Дальнего Востока. АРМЗ же выбрал для добычи лития именно Завитинское месторождение — не по историческим причинам, а руководствуясь сразу несколькими критериями.

По словам директора по развитию бизнеса «Атомредметзолота» Руслана Димухамедова, анализировали степень готовности месторождения к отработке, развитость инфраструктуры, наличие технологических возможностей для организации добычи, отсутствие каких-либо нюансов, усложняющих процесс добычи лития, и так далее.

Например, в Мурманской области есть перспективные масштабные месторождения лития, но там пока нет дорог, электричества, жилья. К тому же добычу придется вести в арктических условиях. Обустройство такого месторождения с нуля потребует значительных расходов и займет время. Есть месторождение в Горном Алтае, но до него физически тяжело добраться, не говоря уже о создании инфраструктуры.

Существуют трудности и другого рода. Так, специалисты «Росэлектроники» задумали добывать литий из рассолов, которые образуются на алмазных месторождениях, но не учли особенности российского законодательства и не смогли получить право на добычу. Дело в том, что рассолы были собственностью одной компании (недропользователя), а перерабатывать их собиралась другая.

Урегулирование данных вопросов лежит в юридической плоскости — соответствующие законодательные инициативы прорабатываются, но готовых решений пока нет, рассказывает Р. Димухамедов.

На этом фоне Завитинское месторождение, единственный освоенный источник лития в России, выглядит идеальным кандидатом для быстрого старта АРМЗ в этой индустрии. Здесь, по официальным данным, накоплено 20 млн тонн отвалов (в СССР вся руда с низким содержанием полезного компонента считалась нерентабельной и классифицировалась как забалансовая) на площади 350 гектаров.

В 2014–2016 годах ВНИИХТ и МИФИ в рамках гранта Минобрнауки провели совместные исследования и предложили новую технологию переработки отвалов. «В отвалах меньше содержание лития, перед переработкой их нужно обогащать. Но отвалы не надо разведывать, добывать, они уже на поверхности — их можно просто брать и пускать в производство. Это кратно ускоряет сам процесс организации добычи», — описывает преимущества технологии Р. Димухамедов.

Второй источник сырья — непосредственно Завитинское месторождение; по оценкам экспертов ВНИИХТа, только разведанных запасов там хватит на 11 лет работы. В настоящее время оно числится в нераспределенном фонде, и тому, кто захочет вести добычу, потребуется получить лицензию на недропользование. АРМЗ рассматривает Завитинское месторождение как источник для дальнейшего развития проекта, сообщает Р. Димухамедов.

Структура проекта
Сегодня обогатительная фабрика Завитинского месторождения, а также забалансовые отвалы руды на территории площадки принадлежат ООО «Первомайский ГОК», входящему в группу «РМ Капитал».

Состояние фабрики Р. Димухамедов оценивает как удовлетворительное: «Сохранились стены и фундамент, крупные узлы оборудования, такие как шаровые мельницы. Все вполне восстановимо. Там здания в тысячи квадратных метров, оборудование, которое, при условии его восстановления, проработает десятки лет. Требуется восстановить электрику, отремонтировать здания, усилить конструкции и запустить всю цепочку, доставив недостающее оборудование».

АРМЗ для организации добычи лития планирует создать с «РМ Капиталом» совместное предприятие. Горнорудный дивизион в СП будет представлять ППГХО, которое инвестирует деньги. «РМ Капитал» внесет в СП свои активы — отвалы и фабрику.

Довести технологию до промышленного уровня партнерам помогут те же ВНИИХТ и МИФИ, а также новый грант Минобрнауки (ППГХО и МИФИ в 2017 году выиграли соответствующий конкурс министерства). Этот этап обойдется, по оценкам Р. Димухамедова, в 400 млн руб.

Половину суммы покроет грант Минобрнауки, оставшуюся часть вложит ППГХО. «На деньги ППГХО как индустриального партнера будет создаваться опытно-промышленная установка, на деньги бюджета будут выполняться работы по разработке технологии», — вносит ясность топ-менеджер АРМЗ.

Хотя месторождение находится в достаточно высокой степени готовности, путь к полномасштабной промышленной добыче займет несколько лет. «Используя сегодняшние наработки ВНИИХТа и "РМ Капитала" по технологиям добычи и переработки лития, мы должны создать на базе опытной технологии опытно-промышленную установку. На это нам потребуется три года, но уже в 2019 году мы сможем обеспечить выпуск литиевой продукции в опытно-промышленных масштабах и начать работу с потребителями.

После этого нам потребуется полтора года, чтобы сделать и защитить проект строительства промышленной установки, и еще порядка полутора-двух лет, чтобы эту установку построить». В результате не позже 2024 года планируется вывести проект на уровень полномасштабного производства.

По предварительным подсчетам, на воссоздание промышленного производства лития потребуется сумма порядка 8 млрд руб. Срок окупаемости этих вложений оценивается примерно в 10 лет. «На первой стадии мы вкладываем деньги. Впоследствии совместно с партнером будем доводить проект до уровня, необходимого для привлечения заемных средств.

Уже на стадии строительства промышленного производства основной объем планируем получать именно из банков — по схеме проектного финансирования», — подчеркивает директор по развитию бизнеса АРМЗ.

Зарубежные проекты по добыче лития в Южной Америке и Африке внимательно изучает другая уранодобывающая компания Росатома — U1. В Боливии компания в консорциуме с отраслевыми и неотраслевыми предприятиями участвует в тендере на строительство завода по производству карбоната лития на солончаке Уюни, содержащем крупнейшие в мире запасы лития — об этом рассказал в июньском интервью газете «Страна Росатом» глава компании Василий Константинов.

В Намибии, где есть сподуменовые руды, вопрос о добыче лития наряду с другими полезными ископаемыми поднимался на переговорах с ведомствами страны. Аналогичные работы ведутся в Чили — U1 видит, как можно добывать литий из рассолов более эффективно.

«Сегодня доля извлечения лития из рассола — в среднем порядка 30 %. По имеющейся у нас технологии — ее правообладателем является одна новосибирская организация, которая входит в наш консорциум, — можно извлекать до 70 %», — отметил В. Константинов.

Компания также разработала продуктовую стратегию по литиевому направлению. При этом покупать активы международный горнорудный дивизион Росатома не планирует. «Скорее речь идет об обмене наших компетенций и активов на вхождение в перспективные проекты», — уточнил он.

Конкурентоспособность проекта
Себестоимость производства концентрата лития на Забайкальском ГОКе в 1990-х годах составляла $3–5/кг. Понятно, почему после выхода на российский рынок южноамериканских производителей с себестоимостью $1/кг предприятие оказалось неконкурентоспособным и без господдержки просто встало.

Чем объясняется такая разница в себестоимости? В России литий добывается из руды. Ее нужно поднять из недр, измельчить, обогатить и выщелочить. В Южной Америке, прежде всего в Чили и в Аргентине, соляные озера содержат уже готовую соль с литием — достаточно оградить участок и подождать, пока солнце выпарит воду. То есть технологический процесс существенно проще.

Кроме того, параллельно с литиевыми солями высаживаются и другие: магниевые, калиевые и так далее; каждая из них — самостоятельный рыночный продукт. И литий в этой линейке — далеко не самый доходный. Это позволяет южноамериканским производителям проводить гибкую ценовую политику. «Получается, себестоимость лития может быть вообще нулевой, при условии, что базовые соли несут всю финансовую нагрузку; его можно чуть ли не задаром отдавать, да еще и приплачивать», — немного утрирует Р. Димухамедов.

Сегодня производители, добывающие литий из рассолов, по-прежнему заправляют на рынке. Но ситуация отличается от той, что была в 1990-х: во‑первых, дешевый литий заканчивается, действующие месторождения не способны удовлетворить возрастающий спрос; во‑вторых, ценовая конъюнктура благодаря ожиданиям развития электротранспорта сейчас гораздо более благоприятная.

«Когда литий (в виде карбоната. — Прим. ред.) стоил доллар за килограмм — да, Забайкальский ГОК был неконкурентоспособен. Сегодня литий, по разным оценкам, стоит $8–20/кг. У нас себестоимость ожидается на уровне $4–5/кг, разница пойдет на покрытие капиталовложений и далее — в прибыль», — рассуждает Р. Димухамедов.

Есть и другое отличие. В советское время на базе Забайкальского ГОКа получали лишь рудный (сподуменовый) концентрат, который требовал дальнейшей переработки. В 2016 году российские ученые-атомщики довели технологию до следующего передела — получения карбоната лития.

«Безусловно, время не стоит на месте, и ­ВНИИХТ прорабатывает всевозможные способы удешевления себестоимости производства, — комментирует директор по развитию бизнеса АРМЗ. — Удельная себестоимость сегодня все еще такая же, как была при СССР, несмотря на инфляцию. Это заслуга ВНИИХТа, проделавшего большую работу на стадии разработки опытной технологии».

Технология в деталях
Итак, содержание лития в руде 0,6%, в отвалах — 0,3%. Чтобы повысить его, ученые предложили руду из отвалов обогащать.

На первом этапе обогатительного передела проводится фотометрическая сепарация: руда, которая содержит литий (в форме минерала сподумена), отделяется от пустой породы. Как будет выглядеть этот технологический передел, в двух словах описывает Р. Димухамедов: «Идет конвейер, руда освещается специальными лампами.

Цифровая фотокамера фиксирует цветное изображение руды, после чего компьютер обрабатывает полученные данные по каждому куску (яркость, спектральный состав и так далее) и направляет его либо к руде, либо к пустой породе. По итогам радиометрической сепарации мы получаем из отвалов руду качества не ниже, чем та, что добывается из карьеров».

После этого сподумен отправляют на флотационное обогащение: руда перемалывается до мелких зерен, которые затем смешиваются с водой с добавлением специального вспенивателя. Сподумен остается в пене, а пустая порода опускается на дно чана. Можно применять и гравитационное обогащение, основанное на том, что частички с минералом и без имеют разную плотность.

В винтовых сепараторах частицы разделяются на два потока: обогащенный и обедненный продукт. Простая аналогия: так молоко делится на обрат и сливки. Частицы можно прогнать через сепараторы несколько раз.

«Если на входе у нас была забалансовая руда с низким содержанием, то после фотометрической сепарации мы получили содержание 0,6%, а после гравитационной и флотационной сепарации — концентрат с содержанием лития 3–4%. Это так называемый сподуменовый концентрат», — подсчитывает Р. Димухамедов.

Следующая стадия — гидрометаллургическая переработка, в ходе которой происходит выщелачивание лития из минерала. Эта стадия включает два этапа. На первом этапе концентрат подвергают декрипитации — прокаливают при температуре 1000°C; после такой термической обработки минерал можно выщелочить серной кислотой.

На втором этапе минерал загружают в емкости, где под воздействием температуры и серной кислоты литий переходит в раствор. Извлечь литий из рассола — как говорится, дело техники.

О перспективах ППГХО
В том, что история циклична, ППГХО может убедиться на собственном примере. В 1967–1968 годах ЗабГОК и его специалисты участвовали в создании Приаргунского шахтоуправления, которое затем было выделено в отдельное предприятие — Приаргунский горно-химический комбинат.

В 2004 году ППГХО, которое на тот момент входило в АО «ТВЭЛ», в течение года управляло Забайкальским ГОКом и готовило программу финансового оздоровления комплекса. Сегодня обсуждается возможность размещения на ППГХО части производства лития, добываемого на исторической площадке Забайкальского ГОКа, — проект позволит объединению, которое в прошлом году впервые с 2011 года показало прибыль, обеспечить работой своих специалистов.

По замыслу АРМЗ, литиевое производство будет организовано на двух площадках. В поселке Первомайское будет действовать первый передел — переработка исходной руды до сподуменового концентрата. Затем рудный концентрат планируют транспортировать на площадку ППГХО, в Краснокаменск — здесь разместят гидрометаллургический передел.

«Технологии сернокислотного выщелачивания близки специалистам ППГХО. У ППГХО достаточно кадров. Фактически наше литиевое производство будет создавать замещающие рабочие места для специалистов ППГХО», — объясняет Р. Димухамедов.

ППГХО готовится принять и другое «новое-старое» производство — гидроксида и оксида бериллия (производственная мощность — 25 тонн бериллия в год). Технологию получения этого элемента разрабатывает в рамках госпрограммы по редким землям Томский политех, его индустриальным партнером выступает компания «Редкие металлы Сибири».

По словам проректора по науке и инновациям Томского политеха Александра Дьяченко, организация и запуск производства намечены на 2018 год. На втором этапе в планах гидрометаллургическое производство металлического бериллия с высокой добавленной стоимостью, в качестве площадки для организации которого рассматривается уже СХК.

Р. Димухамедов уточняет, что на ППГХО предполагается разместить производство по переводу рудного концентрата в гидроксид бериллия — то есть тот же самый выщелачивающий передел, что и в случае с литием. По его информации, Томский политех и «РМ Сибири» выбрали ППГХО не случайно: они рассчитывают воспользоваться льготами, которые даст им резидентство в ТОСЭР Краснокаменска.

Для этого они должны быть не аффилированы с местным предприятием, поэтому ППГХО в качестве инвестора в проекте участвовать не планирует — предоставит площадку, специалистов и так далее.

«ППГХО готово оказать необходимое содействие: помочь выбрать оптимальную площадку для размещения интегрированного производства, при необходимости дать доступ к инфраструктуре, к электричеству, к воде и помочь урегулировать вопросы, связанные с прохождением проектной стадии, с получением всех разрешений, которые нужны для того, чтобы создавать бериллиевое производство, — комментирует Р. Димухамедов. — Появятся рабочие места для Краснокаменска, пойдут отчисления в региональный и местный бюджеты».

Накопители добавленной стоимости
«Мы будем производить стандартизованный продукт, которым сможем торговать как сырьем, но наш интерес в том, чтобы внутри госкорпорации "Росатом" формировать цепочку добавленной стоимости», — заявляет директор по развитию бизнеса АРМЗ. О чем идет речь?

В 2016 году Росатом признал одним из приоритетных направлений инновационного развития создание накопителей энергии. Одна из главных ролей в этом направлении отводится топливной компании «ТВЭЛ», которая в рамках формирования второго ядра бизнеса занимается созданием систем хранения энергии, в частности в Новоуральске. На УЭХК еще в 2012 году оценили перспективность литий-ионных технологий.

Сейчас весь парк внутризаводского электротранспорта переоснащен: от использования традиционных щелочных и кислотных аккумуляторных батарей отказались, перешли на литий-ионные. Завершается переоснащение новыми системами накопления электротранспорта и другой «дочки» ТВЭЛа — ПО «ЭХЗ».

На Новоуральской производственной площадке уже организовано серийное производство систем накопления электроэнергии для внутризаводского электротранспорта: электротележек и погрузчиков, рассказывает руководитель программы «Накопители» ООО «НПО "Центротех"» Алексей Ворошилов.

По его словам, планируется расширение ассортимента, в частности, за счет накопителей энергии для горнодобывающей техники и для внутризаводского электротранспорта, эксплуатирующегося в условиях высоких температур и сильных магнитных полей.

Вопросы о том, предпринимаются ли действия в других направлениях применения литий-ионных технологий, таких как промышленные накопители, в ТВЭЛе оставили без ответа, ограничились общими словами. Но то, что работа уже вышла на уровень обсуждения конкретных заказов, известно из комментариев топ-менеджера другой «дочки» Росатома — компании ОТЭК, занимающейся развитием неатомной генерации, в том числе ветроэнергетики — самого удачного стартапа госкорпорации за последнее время.

Замгендиректора — директор по развитию и международному бизнесу ОТЭК Эмин Аскеров объяснил, зачем энергокомпании нужны накопители, и поделился своим видением направления в целом.

«Допустим, нам нужно выровнять график работы ветропарка. Мы хотим, чтобы Системный оператор понимал, как нами можно управлять. Сегодня СО нами может управлять только на понижение мощности, мы же хотим, чтобы можно было и на повышение — так же, как и в случае с любой другой электростанцией. Для этого нужен накопитель. Давайте его поставим, посмотрим, как он работает, какие должны быть требования к нему, какая у него должна быть система управления, как он должен интегрироваться в энергосистему», — сказал он журналистам на недавней конференции по новым продуктам Росатома NDExpo‑2017, уточнив, что в этом проекте ОТЭК выступает скорее в качестве заказчика решений.

«Мы верим в то, что накопители будут частью энергосистемы будущего. Если даже в РФ это произойдет чуть попозже — ну нет сейчас большого спроса, — то на рынках, где мы как госкорпорация уже присутствуем, этот спрос сегодня появляется. И нам нужно понимать, как с этим накопителем работать», — заключил он.

«Принципиальная позиция Росатома состоит в том, чтобы реализация дивизиональных инициатив и проектов позволяла в конечном итоге выходить на наиболее маржинальные элементы цепочки создания стоимости.

В этом смысле горнорудный дивизион должен выступать как поставщик стратегического сырья для последующих переделов, которые существуют (или будут созданы) в госкорпорации. И, конечно же, производство систем накопления энергии будет одним из приоритетных заказчиков литиевого проекта АРМЗ.

Целевая модель бизнеса в области накопителей — системный интегратор, предлагающий комплексное решение для потребителя. У топливной компании имеется задел по всем основным переделам производства систем накопления энергии (производство активных материалов и батарей, сборка энергонакопителей, сервис), кроме изготовления аккумуляторных ячеек.

Соответственно, мы изучаем возможности стратегического альянса с компанией, которая может поставлять аккумуляторные ячейки (в том числе используя активные материалы ТВЭЛа), при этом важным условием является финальная сборка систем на производственных мощностях топливной компании.

В перспективе, после подтверждения достаточного объема заказов, мы хотели бы создать производство полного цикла на одном из предприятий топливной компании „ТВЭЛ" с привлечением технологических и научных компетенций стратегического партнера».

«Мы ведем переговоры с несколькими крупными потенциальными заказчиками систем накопления энергии. Постоянно приходится отслеживать направления развития основных конкурентов, в том числе китайских компаний, которые предлагают не только низкие цены, но и высокое качество. Это дополнительно мотивирует нас искать возможности снижения себестоимости выпускаемой продукции и повышения удовлетворенности потребителей.

По нашему мнению, наиболее приоритетные сегменты рынка, в которых использование систем накопления электроэнергии на литий-ионных аккумуляторах самое перспективное, таковы.

Во-первых, транспорт — внутризаводской и пассажирский; во-вторых, энергетика — в частности, системы оперативного постоянного тока для объектов энергетической инфраструктуры, а также системы накопления электроэнергии в составе объектов малой энергетики, работающих в регионах децентрализованного энергообеспечения в изолированных системах электроснабжения; системы гарантированного электроснабжения для потребителей первой категории особой группы по надежности энергоснабжения, а также ветро- и солнечная энергетика».