Letos je to přesně dvě stě let, co si švédský chemik Johan August Arfwedson v brazilském nerostu všiml neznámého kovu s vlastnostmi velmi podobnými draslíku či sodíku. Pojmenoval ho lithium, od řeckého výrazu pro „kámen“ (lithos), protože se ho na rozdíl dvou výše zmíněných materiálu podařilo objevit v nerostu; draslík byl totiž objeven v rostlinném popelu, sodík byl známý i díky tomu, že je přítomen v naší a zvířecí krvi.
Lithium má tak krátkou historii především proto, že se v přírodě nedá najít v čisté formě. Na vzduchu ochotně hoří a pokud se někdy obchoduje s čistým lithiem, tak potopeným třeba v petroleji či naftě, které ho ochrání. Pro každodenní použití tento extrémně měkký kov tedy mírně řečeno není zrovna praktický.
Vzorek lithia, jak ho asi nikdy neuvidíte - v kovové podobě
Dnes se však zdá, že jeho chvíle přece jen přišla. Pro lithium se našlo využití například při výrobě lepších smaltů či v metalurgii, ale především v roce 1991 se na trhu poprvé objevily li-on baterie (tehdy od Sony). Právě „lionky“ byly nezbytným doplňkem moderní spotřební elektroniky a právě ony umožnily stavbu prvního elektromobilu, který učaroval moderním spotřebitelům, tedy sportovní Tesly Roadster. Poptávka po dlouho okrajovém kovu v posledních letech rychle roste a „lithiová horečka“ díky příhodné geologii (a zřejmě také blížícím se volbám) dorazila i k nám.
Naše (ne)chtěné lithium
V České republice se dnes mluví o využití vlastně dvou různých zdrojů lithia. Jedním je podzemní těžba, druhým druhotné zpracování zbytků ze starší těžby - a tak vlastně není divu, že se v současné době aktivity kolem lithia soustředí do okolí Cínovce v Krušných horách, kde jsou stále bohaté zásoby nevytěžených rud a zároveň je to místo s dlouhou hornickou historií. Zkoumá se i další lokalita, konkrétně Krásno ve Slavkovském lese, ale tam je pokrok pomalejší a místní obce se k plánu staví odmítavěji než v Krušných horách. Budeme se tedy věnovat především cínoveckým projektům.
Geologická mapka ČR s vyznačenými ložisky nerostných surovin, a speciálně ložisky lithia na Cínovci a v lokalitě Krásno (červené kroužky)
Začněme u druhé možnosti, tedy získávání lithia z odpadu, která má cestu k realizaci jednodušší a také není předmětem politického „skandálu“. Provádět by ji mohla společnost Cínovecká deponie, kterou ovládají v současné době lidé z firmy RSJ, založené Karlem Janečkem, a jež už má od loňského roku povolení k těžbě (byť ta zatím neprobíhá). Jejím cílem je získávání lithných slíd (a v důsledku tedy lithia) z odpadu po starší těžbě na Cínovci a také možná časem i v Krásnu.
Cínovecké odkaliště vlastnil do roku 2008 státní podnik Diamo, který ho tehdy za 866 tisíc korun prodal. Při dnešních cenách směšná částka byla podle Diama podložena analýzou, která možnou těžbu tohoto lehkého kovu označovala jako nerentabilní. Předmětem zájmu kupujících tehdy nebylo lithium, ale mnohem prozaičtější písek; odkaliště je totiž vlastně zhruba deset metrů mocné ložisko bílého písku, který tehdejší majitel chtěl vytěžit a prodávat. Ovšem ohledy na životní prostředí a především obsah lithia původní plány na pískovnu zkomplikovaly (je to zákonem vyhrazená surovina, majitel ji nemůže jen tak odvézt s pískem pryč). A tak zamýšlená pískovna změnila majitele a účel.
Materiál obsahuje zhruba čtvrt procenta lithia a řádově jde celkem o tisíce tun čistého kovu. Nepůjde z něj samozřejmě vytěžit vše, ale podle odhadů snad kolem 80 procent ano. Pro srovnání, na celosvětovém trhu se v roce 2016 prodalo nějakých 35 tisíc tun lithia (tedy přepočteno na čisté lithium, se kterým se ovšem neobchoduje z ryze praktických důvodů).
Lithium by se v této lokalitě těžilo povrchově, a tedy poměrně levně. Písek by se prostě vybagroval a místo pak po těžbě rekultivovalo. Lithiová ruda by se pak dala oddělit magneticky, protože místní nerost, který ji obsahuje (cinvaldit od Zinwaldt, tedy německého názvu Cínovce), obsahuje i železo a je tedy pro těžaře příjemnou shodou okolností magnetický. Jinde na světě, kde se lithium těží z jiných rud, to tak není a používají se jiné metody. Ruda by se pak musela ještě následně zpracovat do nějaké obchodovatelné podoby (síran či uhličitan?), ale jak by to přesně vypadalo, bude záležet ještě na dalších okolnostech. Třeba na otázce, zda se rozjede i druhý projekt, protože pak by těžaři z cínovecké deponie zřejmě mohli využít jeho kapacit na úpravu vlastního materiálu. Případně se samozřejmě mohou rozhodnout jinak, když to bude dávat ekonomický smysl.
Pod zem
Druhou možností je pak podzemní těžba na Cínovci, kde působí společnost Geomet, vlastněná ještě přes britského prostředníka (European Metals Limited) australskou European Metals Holdings. Na tomto místě se zatím prováděl pouze průzkum, byť i s vrty, a na povolování samotné těžby zatím nedošlo. Jde o ložisko o řády větší než odpady Deponie: celkem obsahuje zřejmě přes milion tun lithia při průměrném obsahu kolem 0,2 procenta z celkového objemu. Ekonomicky půjde vytěžit samozřejmě jen poměrně malá část celkových zásob (předběžná studie těžařů o proveditelnosti je založena na předpokladu vytěžení zhruba pěti procent z celkových zásob). Dnes ovšem není ani zdaleka jasné, kolik těžba skutečně v reálu může být, a tak je zbytečné mluvit o přesných číslech.
Kde probíhá průzkum ložisek strategických nerostů
Celkový objem kovu pod Cínovcem v každém případě představuje několik málo procent z celkového objemu známých světových zásob, a byť nejde o ložisko z globálního hlediska klíčové, je rozhodně zajímavé. Obecně zhruba platí, že 75 procent zásob dané suroviny je soustředěno do pěti největších nalezišť. Cínovec do „elitní lithiové pětky“ tedy nepatří; existují podstatně větší ložiska například v Jižní Americe.
Je také trochu zavádějící mluvit v tomto případě o dolu na lithium. Na Cínovci by se v podstatě pokračovalo v tradici místní těžby cínu – ovšem s příměsemi, které se postupně stávají stále důležitějšími. Je to přirozený důsledek vývoje technologií. Ve středověku byl jáchymovský smolinec doslova odpad, kterým se zaplňovala nepoužívaná důlní díla, protože nikdo nevěděl o jaderném štěpení. Wolfram byl zase nevyužitelný, protože ještě nebyly objeveny moderní postupy legování kovů. O lithiu na Cínovci se ví již dávno a před sametovou revolucí se s jeho extrakcí i v menším experimentovalo, ale nebyl pro něj odbyt, a tak z velké části končilo v odpadu patřícím dnes Cínovecké deponii.
Pestrá směska
Cínovecké horniny shodou geologických okolností obsahují tolik různých kovů, že obrazně řečeno mohou změněné poptávce vyjít vstříc – ovšem bez cínu a wolframu by se samotná těžba lithia ani nyní zřejmě nevyplatila.
Rozšiřování cínoveckého repertoáru nemusí nutně končit lithiem, v rudě je zhruba ve stejném poměru přítomné i rubidium (tj. mezi jednou a dvěma desetinami procenta). To je kov s podobnými vlastnostmi jako lithium, ale zatím trh s ním v podstatě neexistuje a nezdá se, že by se situace měla v brzké době změnit. Má výrazně vyšší měrnou hmotnost než lithium, a tak není zajímavé pro využití v bateriích. Extrakce z rudy na Cínovci by také byla poměrně složitá, kvůli získávání rubidia by navíc mohl těžařům klesnout výnos lithia. A důležitý faktor je i ten, že za rubidium se podle dnešních předpisů státu odvádí o několik řádů vyšší poplatky než za lithium.
I tak už je jasné, že vzhledem k charakteru těženého materiálu by jeho zpracování probíhalo v několika krocích. Separace wolframu a cínu by probíhala odstředivou silou, protože nerosty, ve kterých tyto dva prvky jsou na Cínovci obsaženy, jsou poměrně těžké. V podstatě jde o průmyslovou obdobu rýžování zlata, při kterém při rotaci postupně vypadávají z pánve lehčí složky, až na místě zůstanou nejtěžší zlatá zrna.
Mapa okolí Cínovce s vyznačenými čtyřmi průzkumnými prostory, pro která firmy Geomet, respektive její majitel European Metals Holdings, získala průzkumná povolení. Hypotetický důl by měl být přístupný přes jeden vchod kousek nad železniční zastávkou Dubí.
Cinvaldit, tedy nerost obsahující lithium, lze z rozdrcené rudy získat magnety, jak to plánuje Cínovecká deponie (pro tuto metodu se u nás někdy používá půvabný termín magnetické rozdružování, o který jsme vás nechtěli ochudit). Jde o účinný proces; na základě pokusů už i v měřítku řádově tun materiálu se dá čekat výnos kolem 90 procent, což je z hlediska těžařů výrazné plus.
Jak by se těžilo?
Pokud se nějaká těžba na Cínovci vůbec rozběhne, bude probíhat pod zemí. Zcela hypoteticky by bylo možné rudy těžit i povrchově, protože jedna část ložiska dosahuje až k povrchu (a za bývalého režimu se tato možnost i zvažovala). Ale otevření lomu v centru Cínovce připadá v úvahu pouze pokud se ČR znovu změní na tvrdou diktaturu. Místo toho by se horníci měli vrátit pod zem do stejných míst, v jakých se pohybovali do ukončení těžební činnosti na začátku 90. let.
Postup by ovšem vypadal zřejmě trochu jinak a z mnohem větší části by se odehrával pod zemí. V Evropě dnes lze jen těžko otevřít důl tradičního typu s výsypkami roztroušenými po krajině. Podle prezentovaných plánů by snad mohla většina přidružené činnosti, včetně oddělování rud od hlušiny, probíhat v podzemních prostorách dolu. Na povrchu by během provozu nemělo být prakticky nic k vidění, kromě dopravníku k železničnímu nádraží u Dubí, odkud by se materiál vozil do nějakého zpracovatelského závodu. Podzemní řešení by mělo nejen pomoci splnit ekologické požadavky na provoz a zaručit podporu místních obyvatel, ale také minimalizovat náklady na dopravu.
Na druhou stranu, přesné detaily projektu ještě neznáme, protože European Metals Holdings zatím samotný projekt těžby ještě nepředkládalo. Letos dokončilo předběžnou studii proveditelnosti, která zmapovala zásoby i s pomocí vrtů, ale rozhodně nejde o konec příprav. Konečnou studii proveditelnosti, včetně rozboru ekonomického potenciálu a studie dopadu na životní prostředí, si bude firma dělat celý příští rok a až někdy poté může přijít se žádostí o zahájení těžby. (Ovšem již nyní má má společnost projekt rozjetý natolik, že nějaké „znárodňování“ by skončilo prakticky nevyhnutelně pro ČR prohranou mezinárodní arbitráží.)
Relativně levné
Zatím firma podle již zmíněné předběžné zprávy optimisticky odhaduje, že na Cínovci by se cena těžby měla pohybovat kolem 3 500 dolarů za tunu obvyklé prodejní suroviny, tedy uhličitanu lithného (LI2CO3), což je vůbec nejnižší cena ze všech lokalit, kde se lithium těží z pevných hornin.
Příčin je několik. Klíčovou je fakt, že se tu budou těžit i další suroviny, tedy především cín a wolfram. Bez nich by byly podle dnešních odhadů těžarů provozní náklady téměř o polovinu vyšší a pohybovaly by se někde kolem pět tisíc dolarů na tunu uhličitanu lithného. Dále k relativně nízké ceně přispívají i další skutečnost jako fakt, že horninu lze poměrně snadno drtit a rudy oddělit či lokalita: ložisko není někde uprostřed divočiny, a má tak snadno zaručené dodávky zemního plynu, elektřiny, vody, přístup k dopravní infrastruktuře, dostatečně vzdělaným zaměstnancům atd.
Samozřejmě jde jen o odhad. Výslednou cenu může velmi výrazně ovlivnit například politika státu a od ní se odvíjející výše těžebních poplatků. V současné době činí podle nařízení vlády z loňského roku (v PDF) necelých 11 tisíc korun (tj. cca 500 dolarů za tunu) z tuny čistého lithia (tj. zhruba z pěti tun uhličitanu lithného), ale po současném poprasku kolem těžby a předpokládaném dalším zvyšování ceny suroviny je asi dosti reálné očekávat změny.
Změny ve využití lithia v posledním desetiletí.
Mohou se objevit i technické problémy. Nájezd výroby může dopadnout hůře, či lépe (ale častěji hůře), než se čeká, a skutečné provozní náklady mohou být jiné než odhad. Také bude záležet na tom, jak daleko to bude mít k zákazníkům a kdo to přesně bude. Ideální z hlediska odbytu by samozřejmě bylo, kdyby v České republice vznikl nějaký navazující průmysl (nejspíše právě výroba baterií) - což je mimochodem přesně to, k čemu se tak zmiňovaném memorandu z 2. října zavázaly obě strany, tedy český stát a těžaři. Můžete se přesvědčit sami, není příliš dlouhé (viz zprávu z 2. října, či PDF textu na stránkách MPO). Při pohledu na jeho text je těžko pochopitelné, co vlastně kritici proti němu mají.
Těžaři zatím předběžně tvrdí, že výsledný produkt by měl být dostatečně kvalitní a čistý právě i pro výrobu baterií, což je produkt, který se zrovna v těchto dnech na (poměrně malém) spotovém trhu prodává za ceny přes deset tisíc dolarů za tunu. Protože lithiový trh je tak trochu oligopol a vládne mu jen několik velkých producentů, tato cena není objektivním měřítkem situace s nabídkou (velcí spotřebitelé za surovinu tolik neplatí), ale zatím se zdá, že poptávka stále roste a ještě nějakou dobu růst bude, a ceny by se měly dlouhodobě pohybovat poměrně vysoko nad uvažovanými provozními náklady cínoveckého dolu. Jak dlouho tomu tak bude, a kde se ceny zastaví, je samozřejmě otázkou.
Vstanou jiné baterie?
Lithia je na Zemi poměrně dost (je to 25. nejhojnější prvek na Zemi) a existují ložiska, kde je těžba levnější než na Cínovci - a to solanky. Jde v podstatě o ohromná podpovrchová solná jezera, například v Argentině či Chile (či perspektivně v Bolívii). Dnes zajišťuje těžba z nich asi dvě třetiny celkové produkce a to i přesto, že obsah lithia v tomto materiálu je velmi malý. Proces je totiž levný: voda se vyvede na povrch a nechá se odpařit slunečním zářením. Zbylé soli už se mohou zpracovat poměrně jednoduše, a tak se provozní náklady na tento typ těžby odhadují v některých případech jen na zhruba dva tisíce dolarů za tunu uhličitanu lithného.
S prudkým růstem cen lithia v posledních letech se ovšem rozvíjí i řada dražších projektů v pevných horninách, například v Austrálii. Ty nemohou představovat pro Cínovec ani hypoteticky konkurenci, protože doprava do Evropy by byla příliš drahá – a naopak v cenách pro Čínu je situace přesně opačná. Těžební gigant Rio Tinto ovšem plánuje těžbu na ložisku Jadar v Srbsku, kde je ložisko srovnatelné zhruba s Cínovcem, ovšem se zhruba čtyřikrát bohatší rudou (letos v červenci podepsala společnost memorandum o spolupráci velmi podobné tomu, jaké vzbudilo vášně před našimi parlamentními volbami).
Odhad vývoje trhu s bateriemi v příštích několika letech. Jak je vidno, výroba lithiových baterií pro spotřební elektroniku by sama o sobě stačila na zajištění zvyšování poptávky. Pokud se skutečně přidají i další vlivy, nárůst by mohl být o to výraznější.
Optimismus těžařů samozřejmě souvisí s představami o rozvoji skladování elektřiny v bateriích, a to jak pro spotřební elektroniku, tak pro energetiku i elektromobily. V roce 2016 Americká geologická služba (USGS) odhadovala, že v případně masového rozmachu „elektromobility“ by poptávka po tomto kovu mohla v příštích desetiletích stoupnout zhruba o tři tisíce procent. Na takovém trhu už by se určitě našel prostor i pro dražší těžební projekty.
Samozřejmě, odhady mohou být zcela mylné. Elektromobilita a obecně skladování elektřiny se nakonec masově prosadit nemusí (byť se to moc nezdá), lithium může výhledově v bateriích nahradit například zcela jiný materiál, možná třeba sodík. Zatím se ovšem žádná náhrada nerýsuje (navíc perspektivně existují výkonnější typy lithových bateriích než „li-onky“), a tak je těžké odhadovat, kdy by taková změna mohla přijít.
Při pohledu na historii vývoje technologií se nezdá, že by to mohlo být dříve než za několik desetiletí. Do té doby asi bude po lithiu poměrně robustní poptávka – a pak už třeba nemusí, to dnes nikdo neví. Ostatně historie samotného Cínovce je dobrý dokladem toho, že k těžbě boomy a následné pády neodmyslitelně patří.
Oprava: V článku se mylně uvádělo, že lithium je 15. nejhojnější prvek na Zemi. Ve skutečnosti je 25. Za omyl se omlouváme.
