Przełomowy patent?

Pełny tekst zgłoszenia patentowego jest pod adresem¹. Dla niespecjalistów jest ono skomplikowane więc staram się wytłumaczyć poniżej z czym mamy tu do czynienia i jakie to ma skutki dla rynku litu.

Liczba złóż litu gdzie ten pierwiastek występuje w formie solanki jest niewielka. Tutaj wydobycie litu z takiego roztworu jest tańsze (nie potrzeba wielu etapów i kosztownej aparatury) ale nadal jest to koszt kilku tysięcy dolarów za tonę LCE. Zwiększone światowe zapotrzebowanie na lit oznacza konieczność eksploatacji innych złóż litu tzn. takich, gdzie lit jest składnikiem minerałów ilastych. Wyodrębnienie litu z takich minerałów wymaga kwaśnej ekstrakcji ale "przy okazji" ze składu tych minerałów wymywa się tym kwaśnym roztworem sód, potas, żelazo, aluminium (glin), wapń, magnez i wiele innych pierwiastków. Jest to zatem "zupa" pełna domieszek, w której wartościowym składnikiem jest tylko lit.

Wyodrębnianie litu z tego roztworu kwaśnego a potem oddzielanie od np. aluminium jest skomplikowane, wielostopniowe i kosztowne. Ponadto wielostopniowe procesy oddzielania powodują utratę znacznej części litu, który pozostaje w oddzielanych odpadowych składnikach. Zatem zgodnie z regułami światowego rynku minerałów uruchamianie podaży litu musi się odbywać za pomocą wieloletnich kontraktów na odpowiednio wysokiej cenie litu, która da dochodowość dla danego projektu. Zwykle sponsorzy projektu wydobywczego muszą zapewnić przed jego uruchomieniem przynajmniej 50-60 proc. produkcji z etapu i to po cenie spłacającej przynajmniej 80 proc. kosztów inwestycji.

Ponadto duża ilość odpadowych roztworów jaka jest tworzona w metodzie kwaśnej powoduje, że raczej nie można wydobywać litu w krajach zbyt demokratycznych, gdzie byłyby protesty środowiskowe przeciwko jego wydobyciu. Gdzieś trzeba "wylać" lub zneutralizować kwaśne odpadowe ciecze, które tez niosą w sobie np. chrom i inne toksyczne metale wydobyte "przy okazji" ze skał.

Z tego powodu w ostatnich latach ceny litu miały charakter tzw. "piły" tzn. okresowo w razie wzrostu zapotrzebowania na ten metal ponad ilość wytwarzaną ze złóż "solankowych" następował znaczący skok cen tego metalu dla sfinansowania wydobycia droższymi metodami.

Tu mała dygresja, jeśli na świecie mamy złoża np. trzy sztuki gdzie cena wydobycia wynosi X za tonę i pięć złóż gdzie cena wydobycia wynosi np. 1,6 - 2,0 * X za tonę, to przy cenie na rynku w wysokości ok. 1,1 - 1,2 X działają tylko te pierwsze trzy kopalnie. Jeśli jednak wzrasta zapotrzebowanie ponad poziom produkcji cen czyli ponad 1,2* X, to nowe zapotrzebowanie wyciąga gwałtownie cenę na poziom 1,6 - 1,8 X lub nawet 3* X - czyli dwa typy złóż o różnych kosztach eksploatacji powodują "piłowate" przebiegi na cenach danego metalu.

Jednak ta sytuacja praktycznie utrudniała planowanie koncernom motoryzacyjnym długoterminowych planów i inwestycji. Po prostu dla koncernów motoryzacyjnych jest niebezpieczne podpisanie umów na ceny z poziomem wysokim, bo przecież konkurent może nagle znaleźć źródło o cenie niższej a gdy cena baterii sięga 45 proc. ceny samochodu problem jest poważny.

Spłaszczenie cen litu i ich ustabilizowanie zależy zatem całkowicie od opracowania taniej technologii wydobycia litu z dodatkowych złóż - tych nie solankowych.

Podstawowa myśl techniczna zawarta w zgłoszonej aplikacji patentowej wskazuje na możliwość łatwego (taniego!) osiągniecia składu roztworu zawierającego dla surowca ilastego produktu czyli roztworu litu o zawartości powyżej 100 ppm a zanieczyszczenia aluminium najwyżej 10 ppm, żelaza 10 ppm, potasu najwyżej 8000 ppm, wapnia najwyżej 3000 ppm itp.

Pomysł opracowany przez firmę TESLA pozwala od razu na wstępnym etapie na rozdzielenie litu od aluminium, co ułatwia późniejsze doczyszczanie litu znacząco. Najważniejsze rozwiązania w aplikacji patentowej wskazują na małe zanieczyszczenie środowiska odciekami z produkcji gdyż produkcja odbywa się praktycznie tylko w odpowiednio dobranych młynach wysokiej jakości i co najważniejsze z dodatkiem odpowiednich wspomagających substancji, które de facto wspomagają selektywną ekstrakcję. Nie ma stosowania silnych kwasów, które powodują setki metrów sześciennych toksycznych ścieków.

W chemii organicznej znany jest proces destylacji ekstrakcyjnej, gdzie substancja X jest oddzielana od substancji Y poprzez destylację z dodatkiem substancji Z, która jest zawracana do procesu po jej odzyskaniu. Takie instalacje działają na świecie od 60 lat. Pomysł TESLI polega na tym, że jej naukowcy stwierdzili, iż tego typu proces jest możliwy także na granicy ciała stałego (materiału ilastego) i cieczy w warunkach wysokiej szybkości mielenia oraz po dodaniu określonych dodatków wspomagających tę selektywną ekstrakcję litu.

Aplikacja patentowa wskazuje, iż tym specjalnym dodatkiem wspomagającym selektywną ekstrakcję może być nawet sól kuchenna (NaCl) albo wiele innych "tanich" soli jak siarczan magnezu czy azotan sodu czy azotan magnezu. Tak jak w aplikacjach patentowych, autorzy prawdopodobnie celowo opisali wiele możliwych dodatków a konkretnie stosowane dodatki będą dopasowywane dla tych, którzy kupią licencję. Tzn prawdopodobnie dla każdego złoża litu trzeba będzie dopasować optymalny skład tych dodatków ale wydaje się, iż są one stosunkowo tanie. Autorzy aplikacji twierdzą, iż tylko śladowe ilości aluminium, żelaza czy chromu przechodziły do roztworu w tej technologii.

Opis procesu wskazuje na to, że prawdopodobnie wiele nowych złóż litu będzie uruchomionych wg tej nowej technologii. Być może nawet już przygotowywane projekty ulegną zmianie z metody "kwasowej" na metodę wg patentu TESLI. Dla przykładu firma Lithium Americas organizuje projekt Thacker². Projekt potrzebuje ceny 12 tys. USD za tonę węglanu litu i wtedy dałby produkcję w fazie I 30 tys. ton rocznie tej substancji przynajmniej przez 3,5 roku i potem ewentualnie zwiększenie do 60 tys. ton na rok. Jeśli aplikacja patentowa TESLI jest możliwa do realizacji, to automatycznie tego typu projekt może zostać "przebudowany" na produkcję od razu nawet 70 tys. ton rocznie węgla litu i to po cenie nie 12 tys. USD, ale powiedzmy 8 tys. czy 9,5 tys. USD za tonę i będzie miał nawet wyższą opłacalność. Projekt Tracker zakładał w przychylnym stanie Nevada wykopanie odkrywki o głębokości 120 m i czas życia kopalni ponad 45 lat ale tylko przy odpowiednio wysokiej cenie litu.

Kolejne firmy zaczęły ustawiać się w kolejce do TESLI aby zaoferować swoje projekty w celu "przerobu" ich na nową technologię³.
Firma Spearmint (CSE: SPMT) zaoferowała swój projekt w Storey County, projekt ma nazwę Clayton Valley. Projekt ma właśnie w takich skałach ok. 1 mln ton równoważnika LCE. Przy zastosowaniu procesu TESLI firma twierdzi, że koszty byłyby 2 dolary na tonę w części górniczej, 15 USD za tonę to byłyby koszty przerobu i odzysk litu 80 proc. a nie znacznie mniej (jak z metody kwasowej), to zysk byłby 10 tys. USD na każdej tonie wyprodukowanego LCE.

Niedaleko od firmy Separmint działa firma kanadyjska Cypress Development (TSX-V: CYP). Firma ta ma do zaoferowania złoże o wielkości 930 mln ton o zawartości litu 1000 ppm, które jej zdaniem natychmiast nadaje się do tej technologii. Zatem jest to kolejny 1 mln ton LCE na rynek o ile uda się wdrożyć tę technologię TESLI.

Taka sytuacja spowoduje być może spadek cen do poziomu niższego, może nawet 85 proc. obecnych cen jakie są w rejonie 11 tys. dolarów za tonę LCE. Ale to i tak są ceny niższe niż 3 lata temu co pokazuje, iż rynek zmierza do równowagi.

Oczywiście ta nowa technologia obniży zyski dużych producentów litu np. Firmy Albemarle (NYSE: ALB), która jest pierwszym światowym producentem litu ale jak to bywa w górnictwie takie są realia rynku. Kilka lat temu opisywałem jak nowa technologia wydobycia uranu (techniką ISL) spowodowała naciągniecie firmy Rosatom na zbędny wydatek w Kazachstanie, bo ta firma kupiła sobie duże złoże uranu już w momencie jak nowa technika wybycia uranu zepchnęła ceny uranu znacząco, nawet o połowę⁴. Dzięki temu sprzedający (przy pomocy pewnych osób z Dep. Stanu USA) skasowali znaczne kwoty za mało wartościowy projekt.

Ciekawe jest poobserwować zmiany cen akcji w tych dniach:

Lithium Americas

Albermarle

Kolejny producent, to Orocobre, firma o kapitalizacji 2 mld dolarów

Firma SQM, to firma o kapitalizacji 13 mld dolarów, także jeden z największych producentów litu

Przyczyna, dla której najwięksi producenci litu nie muszą się obawiać nowej technologii wynika z tego, iż rynek litu jest potencjalnie bardzo duży i wszyscy na nim zarobią. Patent TESLI (o ile będzie realizowany) spowoduje większe i szybsze uzależnienie całej motoryzacji od litu a wielkie koncerny mają w swoich zasobach także inne złoża, których jeszcze nie eksploatują. Ponadto prawdopodobnie firmy górnicze "polują" na dotacje nowej administracji USA aby uzyskać dofinansowanie nowych technologii i inwestycji w USA gdzie jednak złoża litu są gorszej jakości. Gra jest o wiele bardziej skomplikowana niż to pokazują proste artykuły.

Wielkie koncerny światowe typu wskazanych wcześniej tak naprawdę mają wiele złóż zapasowych, rozpoznanych ale oczekujących na decyzję inwestycyjną. Czasami to złoże zapasowe jest na terenie kraju, gdzie najpierw trzeba zorganizować lub wspomóc jakiś zamach stanu i wybrać tam przychylnego dyktatora, która da koncesję a to czekanie trwa niekiedy latami. Czasami to złoże zapasowe czeka na nową technologię, bo koszt przerobu znaną techniką jest kilkadziesiąt razy wyższy niż koszt górniczy.

Te wielkie koncerny wiedzą, iż patent TESLI po prostu czasowo zmniejszy nieco cenę litu na rynku o ile zostanie wdrożony a na to potrzeba jeszcze kilku lat. Potem, po wdrożeniu, o ile dotyczyłoby to przynajmniej 25 proc. rynku litu, to oczywiście przejściowo ceny litu spadną ale odbiorcy (rynek) uzależni się od razu w większym stopniu od elektrycznych samochodów a zatem potem będzie kupował więcej litu i cykl zarabiania powróci. Uruchomienie nowych kopalń, nawet według technologii TESLI, to przynajmniej 5-7 lat. A spodziewany spadek cen zablokuje wiele innych projektów inwestycyjnych czyli de facto zablokuje małych konkurentów, co pomaga dużym koncernom itd. itp.

¹ https://appft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.html&r=5001&p=101&f=G&l=50&d=PG01&S1=20210708.
PD.&OS=PD/20210708&RS=PD/20210708

² https://www.lithiumamericas.com/thacker-pass/#project-summary

³ https://www.northernminer.com/news/teslas-lithium-extraction-patent-catches-miners-attention/1003832851/

⁴ http://www.cire.pl/item,154956,2,0,0,0,0,0,za-kulisami-dep-stanu.html

Nowo opublikowane zgłoszenie patentowe ma szanse przełamać problem ceny litu na rynkach światowych. Jest to zgłoszenie firmy TESLA z 29 grudnia 2020 r. ale opublikowane dopiero 8 lipca 2021 r. Dotyczy ono nowej, taniej w realizacji, metody oddzielania litu z materiałów ilastych.