Kto ma metale, ten ma władzę

Rankiem 24 lutego 2022 roku rosyjskie oddziały i czołgi wkroczyły do Ukrainy. Świat był w szoku. Mimo miesięcy gróźb ze strony Władimira Putina skierowanych przeciw sąsiadowi Rosji, niemal nikt nie spodziewał się pełnoskalowej inwazji. Ukraińscy żołnierze stawiali zaciekły opór. Niebo pokryło się rakietami i pociskami artyleryjskimi. Drogi zamieniły się w pole bitwy, a cywile uciekali, ratując życie.

Tymczasem tysiące kilometrów od rozgrywających się walk na światowe rynki towarowe padł nowy rodzaj strachu. Nie miał charakteru militarnego, lecz ekonomiczny: obawiano się, że wojna w Ukrainie odetnie ogromny przepływ zasobów naturalnych z Rosji. Większość handlujących koncentrowała się na ropie naftowej i gazie ziemnym – kluczowym surowcu dla większości europejskich krajów. Jednak kilku skupiało się na mniej popularnym, a mimo to niezwykle ważnym surowcu: niklu.

Rosja jest największym na świecie eksporterem wysokojakościowego niklu. W obawie przed załamaniem się rynku dostaw lub brakiem niklu w wyniku rosyjskiego ataku na Ukrainę handlarze towarów zaczęli wykupywać metal. Cena niklu poszybowała w górę wzrastając w zaledwie dobę ponaddwukrotnie – do rekordowej wysokości 100 tysięcy dolarów za tonę. W desperackiej próbie uspokojenia szaleństwa Londyńska Giełda Metali, największy rynek metali nieszlachetnych na świecie, na cały tydzień zawiesiła handel niklem. Unieważniono umowy opiewające na miliardy dolarów. „To obecnie bardzo niebezpieczny rynek, ponieważ nie napędza go popyt i podaż, lecz strach” – powiedział wtedy stacji CNBC Ole Hansen, dyrektor w duńskim banku inwestycyjnym Saxo Bank.

Niepozorny nikiel

Skąd taka wrzawa z powodu stosunkowo mało znanego metalu? Ponieważ nikiel jest niezbędnym składnikiem akumulatorów, kluczowym filarem epoki elektrocyfrowej. Akumulatory są środkiem umożliwiającym magazynowanie energii w zasilanym prądem urządzeniu bez względu na jego wielkość, gotowej do uwolnienia dzięki przyciskowi włącz/wyłącz. Każdy elektryczny samochód, ciężarówka, rower i hulajnoga poruszające się po drodze zawiera akumulator. Podobnie jak każdy laptop, telefon komórkowy, kamera cyfrowa, głośnik Bluetooth, dron i odkurzacz bezprzewodowy. Życie we współczesnym świecie bez korzystania z urządzeń zasilanych akumulatorem jest niemożliwe.

Samochody o napędzie elektrycznym znajdziemy głównie w krajach rozwiniętych, ale akumulatory są wszędzie. Szacuje się, że około 5 miliardów osób na świecie posiada urządzenie przenośne zasilane akumulatorem litowo-jonowym. Miliardy baterii będących obecnie w obiegu stanowią zaledwie ułamek liczby, jaką będziemy musieli wyprodukować w nadchodzących latach. Rzecz jasna, będziemy potrzebować akumulatorów, aby zasilić nasze urządzenia cyfrowe, ale będziemy także potrzebować wykładniczo więcej, żeby przeprowadzić transformację energetyczną. Farmy wiatrowe oraz solarne, niezależnie od ich liczby, nie produkują energii elektrycznej, jeżeli napędzający je wiatr nie wieje, a słońce nie świeci. Jedynym sposobem zagwarantowania dostępu do pochodzącej z tych źródeł energii na żądanie jest magazynowanie jej w akumulatorach. Ta kwestia dotyczy nie tylko urządzeń mobilnych, takich jak samochody czy nawet bezprzewodowe wkrętarki, również domy, fabryki, biura, a także sama sieć elektroenergetyczna będą wymagać akumulatorów – i to dużych. Dlatego firmy, takie jak Tesla, mają już w ofercie komercyjne akumulatorowe systemy magazynowania energii dla budynków mieszkalnych i przemysłowych.

Większość współczesnych pojazdów elektrycznych oraz cyfrowej elektroniki wykorzystuje jakąś formę akumulatora litowo-jonowego. Taki akumulator składa się z trzech głównych części. Po jednej stronie znajduje się katoda, zazwyczaj wykonana z mieszanki niklu, kobaltu oraz manganu. Na drugim końcu znajduje się anoda, wykonana zwykle z grafitu, czyli formy węgla. (Nie powinno dziwić, że większość światowego grafitu wydobywa się oraz przetwarza w Chinach. Ale nie całość. Pewna jego część pochodzi z ogarniętego wojną zakątka Mozambiku, nękanego przez islamskie bojówki, mające powiązania z tak zwanym Państwem Islamskim). Zarówno w katodzie, jak i w anodzie zmagazynowany jest lit. Po włączeniu urządzenia zasilanego takim akumulatorem jony litu przepływają od anody do katody. Generują w ten sposób prąd elektryczny, który przepływa do urządzenia, zasilając je. Kiedy podłączymy urządzenie, aby naładować znajdujący się w nim akumulator, proces ten zachodzi odwrotnie, wysyłając jony litu z powrotem z katody do anody.

Nobel za baterię

Naukowcy po raz pierwszy wpadli na pomysł systemu magazynowania energii opartego na licie w roku 1912, jednak współczesny akumulator litowy został opracowany dopiero w latach 70. XX wieku. Jak na ironię, badania zostały sfinansowane przez jedną z wiodących światowych firm branży paliw kopalnych. W tamtym okresie Exxon nie przejmował się zmianą klimatu. Raczej, jak wiele zachodnich korporacji i rządów, był wstrząśnięty sposobem, w jaki embargo na ropę naftową nałożone w 1973 roku przez Organizację Krajów Eksportujących Ropę Naftową odsłoniło zależność firmy od kaprysów zagranicznych dostawców energii.

W konsekwencji naftowy gigant zrekrutował zespół naukowców, których zadaniem było opracowanie alternatywy. Jednym z badaczy był młody naukowiec z Uniwersytetu Stanforda M. Stanley Whittingham. „Wpadliśmy na pomysł baterii” – powiedział podczas konferencji prasowej wiele lat później. „Musiałem polecieć do Nowego Jorku i przedstawić koncept komisji zarządu. W reakcji usłyszałem: »Brzmi nieźle!« – i po tygodniu przyznali finansowanie dużego projektu”.

W tamtym okresie na rynku dominowały akumulatory kwasowo-ołowiowe – ten sam rodzaj nadal używany jest w konwencjonalnych samochodach. Ich zaletą był niski koszt, ale były pokaźnych rozmiarów i ciężkie. Whittingham wraz z zespołem zaprojektował akumulator wykorzystujący lit, najlżejszy ze wszystkich metali. Pozwoliło to na stworzenie akumulatora o większej gęstości energetycznej, co znaczy, że mieścił tę samą ilość energii w dużo mniejszym i lżejszym opakowaniu. Ostatecznie Exxon zamknął projekt, ale Whittingham i kilku pozostałych członków zespołu kontynuowało pracę w innych instytucjach. Koncepcja się rozpowszechniła. W latach 80. XX wieku, wraz ze wzrostem popularności przenośnych urządzeń elektronicznych, wytwórcy rzucili się na pomysł baterii litowo-jonowych.

W 1991 roku firma Sony wprowadziła je na masowy rynek w swoich amatorskich kamerach. Kompaktowe i pojemne baterie wpłynęły na mniejszy rozmiar i dłuższy czas działania kamer wideo, laptopów, telefonów i innych gadżetów. Nowy rodzaj akumulatora wywołał trwający do dzisiaj gwałtowny boom na rynku elektroniki użytkowej. Od tamtego momentu akumulatory litowo-jonowe stają się coraz tańsze, mocniejsze oraz powszechniejsze.

W roku 2019 Whittingham wraz z dwoma innymi naukowcami opracowującymi ten rodzaj baterii zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii. Akademia noblowska oznajmiła, że ich wynalazek „położył podwaliny pod bezprzewodowe i wolne od paliw kopalnych społeczeństwo”.

Wykorzystanie tego rodzaju akumulatora w samochodzie to nowa odsłona starego pomysłu. Na początku XX wieku więcej było samochodów elektrycznych, w większości zasilanych akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, niż ich kuzynów zasilanych ropą naftową. Jednak te wczesne akumulatory nie były za dobre, a cena paliw kopalnych była niska, tak więc następne stulecie należało do silnika spalinowego.

Chiński gracz

Pierwsza zmiana zaszła w 2008 roku, kiedy Tesla wprowadziła na rynek model Roadster, pierwszy produkowany na masową skalę samochód elektryczny wykorzystujący akumulator litowo-jonowy. Tego typu akumulatory, charakteryzujące się wysoką gęstością energii, odzyskują grunt utracony przez pierwsze samochody elektryczne. Na drogach nadal królują benzynowce oraz ropniaki, ale elektryki nadrabiają tempo szybciej niż przewidywano. „Gigafabryki” – zakłady produkujące akumulatory litowo-jonowe wypuszczające rocznie liczbę produktów wystarczającą do zmagazynowania miliardów watogodzin energii elektrycznej – wyrastają na całym świecie jak grzyby po deszczu. Według firmy konsultingowej Benchmark Mineral Intelligence nowe inwestycje w zakłady produkujące akumulatory litowo-jonowe zapowiedziane między rokiem 2019 a 2022 opiewały na kwotę ponad 300 miliardów dolarów.

Stany Zjednoczone produkują obecnie mniej niż 10 procent wszystkich akumulatorów litowo-jonowych, jednak General Motors, Toyota, Ford oraz inne tego rodzaju molochy ogłosiły plany wybudowania w nadchodzących latach fabryk akumulatorów w Ameryce Północnej dzięki miliardom wsparcia w postaci federalnych grantów oraz dotacji. Propagatorzy ogłaszają powstanie „pasa akumulatorowego”, na który będą się składać zakłady produkujące oraz recyklingujące pojazdy elektryczne, rozciągającego się od Michigan do Georgii oraz obu Karolin. Nowy przemysł zmienia oblicze krajobrazu. „Zakładu produkcji akumulatorów na północ od Commerce trudno nie zauważyć” – pisano w „Washington Post” w 2023 roku, w artykule opisującym nową, wybudowaną za sumę 2,6 miliarda dolarów fabrykę w pobliżu niedużego miasteczka w Georgii. „Piętrzy się nad międzystanową autostradą 85 jak monolit: jednolite szare ściany wysokie na kilka pięter, rozległy parking rozciągający się prawie na kilometr”. BloombergNEF szacuje, że do roku 2030 północnoamerykańska produkcja akumulatorów wzrośnie siedmiokrotnie.

Osiągając nawet takie wielkości, nadal będzie pozostawać daleko za Chinami. Pekin od lat mocno inwestuje w krajowy przemysł akumulatorowy, tym samym przeganiając inne kraje. Pojazdy o napędzie elektrycznym są dla chińskich przywódców kwestią priorytetową. Jak podkreśla znawca i historyk energetyki Daniel Yergin w swojej książce „Nowa mapa. Jak energetyka zmienia geopolitykę”, samochody elektryczne spełniają w Chinach co najmniej trzy funkcje: po pierwsze pomagają zmniejszyć momentami przytłaczające zanieczyszczenie powietrza w kraju, po drugie zmniejszają zależność Chin od zagranicznych paliw kopalnych, a po trzecie są sposobem, dzięki któremu Chiny staną się numerem jeden w znaczącym sektorze gospodarczym. „Jako graczowi, który dość późno wszedł na boisko motoryzacji, bardzo trudno byłoby Chinom dogonić konkurencję i stać się dużym udziałowcem światowego rynku konwencjonalnych aut” – pisze Yergin. „Ale elektryki to zupełnie nowa gra, bez dużych uznanych graczy EV. Gwałtowny wzrost krajowego przemysłu samochodów elektrycznych przyczyniłby się nie tylko do stworzenia miejsc pracy w kraju, ale byłby również platformą pozwalającą Chinom stać się godnym szacunku eksporterem oraz znaczącą siłą na globalnym rynku motoryzacyjnym”.

Chiny wykonały zdumiewający ogrom pracy, tworząc nie tylko własny przemysł pojazdów elektrycznych, lecz również cały łańcuch dostaw dla akumulatorów zasilających te pojazdy. Kraj przetwarza większość światowego kobaltu, niklu, manganu oraz grafitu. Produkuje ponad trzy czwarte wszystkich katod i anod. Wytwarza również około 70 procent wszystkich akumulatorów litowo-jonowych na rynku. Największe na świecie przedsiębiorstwo produkujące akumulatory z siedzibą w Fujian, Contemporary Amperex Technology (CATL), produkuje prawie trzecią część wszystkich akumulatorów do elektryków, sprzedając je między innymi takim markom jak Tesla czy BMW. Wycena rynkowa CATL przekracza łączną wartość General Motors i Forda. Spektakularny rozwój firmy stworzył więcej miliarderów niż Google czy Facebook. Na dodatek chińscy konsumenci, zachęcani hojnymi dotacjami swojego rządu, kupują więcej aut elektrycznych niż reszta świata łącznie.

Chiny nie są jednak w stanie kontrolować geologii. Chociaż rafinerie, fabryki i salony samochodowe mogą znajdować się w granicach państwa, surowce do produkcji EV nie występują w Chinach. Produkcja wspomnianej liczby akumulatorów wymaga gigantycznych zasobów. Zarówno samochody elektryczne, jak i akumulatory do nich najbardziej napędzają wzrost popytu na metale krytyczne. Pekin, chcąc zapewnić sobie dostawy tych zasobów, musi się zwracać do innych krajów. Jedno z pierwszych miejsc na tej liście zajmuje nikiel.

Złoto chochlika

Ludzkość wykorzystuje nikiel od wieków, ale dopiero stosunkowo niedawno zdaliśmy sobie z tego sprawę. Metal często miesza się w złożach rud z miedzią oraz żelazem, co nadaje mu srebrzysty połysk, który starożytnym kowalom podobał się w wytwarzanych przez nich narzędziach, broni i zbrojach. Dopiero w 1750 roku metalurdzy z Saksonii natknęli się na rudę o dużo jaśniejszej barwie niż zazwyczaj. Przetworzyli z niej wyjątkowo jasny, srebrnawy, niezwykle twardy materiał, jakiego dotychczas nie spotkali.

Zbici z tropu ochrzcili go Kupfernickel, co oznacza coś w stylu „złota chochlika” lub „miedzi z dodatkiem diabła”. Rok później szwedzki mineralog wyodrębnił ten pierwiastek i nadał mu obecną nazwę. Okazał się przydatny, ponieważ nadawał połysk, zmniejszając wagę, a także zwiększając odporność na korozję narzędzi i broni. W wielu krajach niklu używa się do bicia lśniących trwałych monet, czego przykładem może być amerykańska pięciocentówka, w języku angielskim zwana nickle (co ciekawe, moneta składa się w trzech czwartych z miedzi).

Nikiel ugruntował sobie pozycję we współczesnym świecie w latach 20. XIX wieku, kiedy naukowcy odkryli, że dodanie go dostali znacznie polepsza jej własności wytrzymałościowe i zwiększa odporność na korozję. Wkrótce stali wzbogaconej niklem zaczęto używać przy produkcji broni, amunicji oraz wszelkiej maści pojazdów, a także do opancerzania okrętów wojennych.

W roku 1913 pewien brytyjski metalurg opracował połączenie węgla, chromu, niklu i stali, uzyskując w ten sposób nowy, odporny na korozję stop, który nazwano stalą nierdzewną. Okazało się, że znalazł on szerokie zastosowanie w wytwórstwie – od kranów kuchennych przez lodówki do sztućców.

Musk błaga mieszkańców Norylska

Produkcja stali nierdzewnej pochłania lwią część światowego niklu, ale coraz szybciej goni ją branża akumulatorowa. Wynika to nie tylko z faktu, że wytwórcy na całym świecie produkują coraz więcej akumulatorów, ale również z tego, że zwiększają ilość zawartego w nich niklu. Jego większa zawartość przekłada się na ilość energii, jaką może zmagazynować akumulator, co z kolei oznacza, że samochód może pokonać dłuższy dystans na jednym ładowaniu.

Na przykład akumulator typowej tesli zawiera wagowo aż 80 procent niklu. W samym 2021 roku zużycie tego metalu przez branżę akumulatorową skoczyło o 73 procent. Największym źródłem dostaw był Norylsk.

Po śmierci Stalina nowy sowiecki reżim odszedł od pracy przymusowej w Norylsku na rzecz regularnie zatrudnionych pracowników. Z kolei po rozpadzie Związku Radzieckiego, gdy państwowe mienie zostało wystawione na sprzedaż, kontrolę nad Norylskim Niklem przejął były aparatczyk ministerstwa handlu zagranicznego Władimir Potanin. Dzięki firmie stał się jednym z najbogatszych rosyjskich oligarchów i może się pochwalić majątkiem o wartości ponad 30 miliardów dolarów netto. Norylski Nikiel, znany obecnie jako Nornikiel, jest dzisiaj głównym producentem kobaltu, miedzi oraz platyny, a także wiodącym światowym dostawcą wysokiej jakości niklu. Odbiorcami metalu są producenci akumulatorów z całego świata. „Firma produkuje metale niezbędne do rozwoju niskoemisyjnej gospodarki oraz ekologicznego transportu” – donosił coroczny raport z 2022 roku, co, niestety, jest trafnym stwierdzeniem. (…)

Zachodni przywódcy od lat byli wyjątkowo zatroskani dostawami niklu. Rządowy amerykański raport z roku 2021 ostrzegał o potencjalnie nadciągających „znaczących brakach” wysokojakościowego surowca. „Proszę, wydobywajcie więcej niklu” – błagał koncerny wydobywcze dyrektor Tesli, Elon Musk, w 2020 roku. „Tesla przyzna wam gigantyczne długookresowe kontrakty, jeżeli będziecie wydobywać nikiel skutecznie oraz w sposób bezpieczny dla środowiska”. Rdzenni mieszkańcy zamieszkujący obszary w pobliżu Norylska napisali do Muska list otwarty, prosząc, by wstrzymał się z zakupami od Norniklu, dopóki firma nie zrekompensuje im obrócenia ziemi ich przodków w „krajobraz księżycowy”.

Musk nie odpowiedział.

- - -

Tekst jest fragmentem książki Vince’a Beisera „Wyścig o najważniejsze metale świata”, wyd. Prześwity