Желая больше не зависеть от ископаемого топлива и сменить устаревшие источники энергии на более современные, мы попадаем в другую зависимость, еще более сильную. Робототехника, искусственный интеллект, цифровая медицина и медицинские биотехнологии, кибербезопасность, мобильная связь, наноэлектроника, беспилотные автомобили Все передовые отрасли производства, облегчающие наши расчеты и сокращающие потребление энергии, любые наши повседневные действия и коллективные решения уже немыслимы без редких металлов, глубоко проникнувших в нашу жизнь. В XXI веке они превратились в один из основных видов сырья. И исходя из этой зависимости, мы уже можем представить себе, что впереди нас ожидает такое будущее, которое не мог предвидеть ни один предсказатель. Мы надеялись, что, освободившись от угля и нефти, мы избежим дальнейших проблем и глобальных кризисов, а теперь нам пришлось столкнуться с еще более серьезными трудностями.
Чай и порох, уголь и нефть, тюльпаны и мускатные орехи ради обладания любым более или менее ценным сырьем человечество совершало великие открытия, вело войны, создавало и разрушало могущественные империи. Часто это сырье в корне меняло ход истории[58]. Теперь наш мир меняют редкие металлы. Им мало просто загрязнять окружающую среду они разрушают международное экономическое равновесие и ставят под угрозу будущее нашей планеты. К началу XXI века они уже поставили Китай в выигрышные условия и существенно ослабили страны Запада.
При этом нельзя сказать, что в войне редких металлов уже есть победитель. Китай допустил серьезные ошибки, которыми могут воспользоваться Европа и Америка; кроме того, дальнейший технический прогресс, о масштабах которого мы пока даже не подозреваем, непременно изменит наше нынешнее представление о производстве энергии и получении природных богатств.
А в ожидании его мы бы хотели рассказать в этой книге настоящую правду о редких металлах и продемонстрировать обратную сторону технологической революции, обещавшей человечеству золотые горы. А также показать, к чему привела безумная погоня за этими уникальными материалами, принесшая в итоге такой колоссальный ущерб, какой никто и не мог предположить в ее начале.
1. Проклятие редких металлов
«Зачем вы приехали сюда? Вам здесь нечего делать!» Сорокалетний мужчина на черной Audi поравнялся с нами и начал недоброжелательно рассматривать нас. Затем возле нас остановилась еще одна машина, а потом и проезжавший мимо мотоциклист. «Вам нельзя тут находиться, это опасно! Нам не нужны проблемы!» Все они ясно демонстрировали, что не желают нас видеть. Напряжение нарастало. «Уезжайте!» повторил водитель Audi. Ему стало понятно, что мы собираемся тянуть время. Он видел, что мы хотим осмотреть находившийся рядом строительный лагерь.
«Зачем вы приехали сюда? Вам здесь нечего делать!» Сорокалетний мужчина на черной Audi поравнялся с нами и начал недоброжелательно рассматривать нас. Затем возле нас остановилась еще одна машина, а потом и проезжавший мимо мотоциклист. «Вам нельзя тут находиться, это опасно! Нам не нужны проблемы!» Все они ясно демонстрировали, что не желают нас видеть. Напряжение нарастало. «Уезжайте!» повторил водитель Audi. Ему стало понятно, что мы собираемся тянуть время. Он видел, что мы хотим осмотреть находившийся рядом строительный лагерь.
«Здесь иногда работают какие-то люди, прошептал нам Ван Цзин (Wang Jing), бывший шахтер, согласившийся стать нашим гидом. Я был уверен, что эти карьеры давно закрыли!» Стройматериалы и новенькие отводящие трубы, лежащие вокруг, заставляли усомниться в этом. В двухстах метрах от нас расположился строительный лагерь, возвышающийся над резервуарами для сточных вод и грудами вывороченной горной породы. Здесь явно проводятся работы по очистке редких металлов. Откуда же их добывают? «Из шахт, которые здесь повсюду, а также из нелегально вырытых карьеров, продолжающихся до противоположного склона холма», ответил Ван Цзин.
За два дня до этого, в июле 2016 года, мы приземлились в небольшом аэропорту Ганьчжоу в китайской провинции Цзянси, в 1700 километрах к югу от Пекина. Затем мы долго ехали на юг, чтобы добраться до шахт. Сперва наш путь лежал по заброшенному шоссе, окруженному рисовыми полями. Затем от него остались лишь отдельные заасфальтированные участки, а дорога пошла зигзагами. Нам навстречу попадались лишь велорикши торговцев, грузовики, груженные камнями, и женщины в традиционных конических шляпах. Так мы проехали еще несколько десятков километров. Затем перед нами показались отроги гор Нанканг, на которых росли пальмы и лотосы. Эти удивительные пейзажи поражали своей необычной красотой.
Именно это место считается основной зоной добычи редких металлов на Земле.
Определение редких металлов
Когда речь идет о сырье, которое мы могли бы использовать для своих нужд, природа может проявить себя то удивительно щедрой, то, наоборот, слишком скупой. К примеру, наряду с такими распространенными видами деревьев, как тополь и сосна, существуют такие их редкие «собратья», как мадагаскарское розовое дерево или черное дерево, растущее в Мозамбике. Одни разновидности цветов, как, например тюльпаны, могут покрывать целые поля в Нидерландах, а другие, как трепетная орхидея-мотылек, можно встретить лишь в цветочных магазинах. Наконец, нас окружает великое разнообразие птиц, но одни из них, как утки-кряквы, водятся по всей Европе, а другие, например, нормандские лебеди-кликуны, встречаются весьма редко.
Точно так же распространенные металлы, такие как железо, медь, цинк, алюминий или свинец, соседствуют с редкими металлами, которых в природе насчитывается около тридцати[59]. Геологическая служба США (USGS) правительственный орган, подчиняющийся министерству внутренних дел, а также Европейская комиссия предлагают нам несколько перечней редких металлов[60], которые сильно отличаются друг от друга: в них могут входить как тяжелые и легкие редкоземы, так и германий, вольфрам, сурьма, ниобий, бериллий, галлий, кобальт, ванадий, тантал
Все их объединяет ряд общих свойств[61].
Речь идет о металлах, которые встречаются в земной коре совместно с более распространенными металлами, но присутствуют в ней в гораздо меньшем количестве. Например, в недрах Земли содержится примерно в 1200 раз меньше неодима и в 2650 раз меньше галлия, чем железа.
Спрос на эти металлы всегда чрезвычайно велик. Их годовое производство совсем небольшое, и мировые СМИ редко обращают на них внимание: около 160 000 тонн редкоземов по сравнению с 2 миллиардами тонн железа то есть в 15 000 раз меньше. Так же дело обстоит, например, с галлием, которого производят в год около 600 тонн, в отличие от 15 миллионов тонн меди в 25 000 раз меньше (см. перечень «важных» металлов Европейской комиссии, приложение 13).
В связи с этим все эти редкие металлы недешевы: килограмм галлия стоит около 150 долларов, что примерно в 9000 раз дороже, чем стоимость железа, а цена килограмма германия выше еще в 10 раз!
Наконец, данные металлы обладают исключительными свойствами, которые широко используются в новых «зеленых» технологиях, направленных на уменьшение выбросов углекислого газа в окружающую среду.
Редкие металлы посредники в получении новых видов энергии
С древнейших времен человечество постоянно пыталось превратить природную энергию ветра, пара и солнца в энергию механическую.
Например, ветряная мельница была устроена таким образом, что ветер приводил в движение ее лопасти, которые в свою очередь крутили шестерни, вращающие механические жернова, измельчающие зерна. Что касается паровой машины, то в ней тепловая энергия пара с помощью поршней преобразовывалась в механическую, способную сдвинуть с места целый паровоз. В двигателе внутреннего сгорания автомобиля та же тепловая энергия, полученная с помощью горения топлива, воздействует на те же поршни, и колеса начинают крутиться. По сути, мы уже несколько веков создаем устройства, приводящие в движение различные механизмы[62]. Чем шире становятся возможности этого движения, тем быстрее и легче мы можем передвигаться и строить экономические отношения, поручать все новые задачи машинам и роботам, повышать нашу производительность и зарабатывать больше денег.
Чтобы добиться нормального функционирования машин, нужно обеспечить их достаточной и сравнительно недорогой энергией. Только при условии решения этой задачи мы сможем достичь экономического роста. Вот уже триста лет мы без остановки создаем новые двигатели, которые все совершенствуются с точки зрения отношения их размера к мощности и стоимости: они становятся все компактнее и дешевле и потребляют все меньше топлива, но при этом производят все больше механической энергии.
Немаловажную роль в этом сыграли редкие металлы. Их существование было известно ученым еще с XVIII века, но в то время большинство их них было бесполезно, так как люди не могли найти для них подходящее промышленное применение. И только в 1970-х годах человек обнаружил необыкновенные магнитные свойства некоторых из этих металлов[63] и начал использовать их для производства сверхмощных магнитов.
Когда в магнитное поле попадает электрический заряд, это создает силу, которая также способна генерировать энергию движения. Самые маленькие сверхмагниты не превосходят своим размером булавочную головку, а самый крупный из них, существующий на данный момент, имеет 4 метра в высоту, весит 132 тонны и находится в Центре атомной энергии в Сакле под Парижем[64]. Крохотные и гигантские, эти магниты заменили поршни паровых машин и двигателей внутреннего сгорания. Они позволили производить миллиарды больших и малых электромоторов, которые каждый день неустанно приводят в движение многочисленные устройства, облегчающие наше существование будь то электровелосипед, поезд метро, электрическая зубная щетка, мобильный телефон, стеклоподъемник автомобиля или лифт высоченного небоскреба.
По сути, человечество постепенно стало использовать магниты во всех отраслях производства, и не будет преувеличением сказать, что наш мир станет гораздо медленнее, если мы уберем из него все магниты, содержащие редкие металлы[65]. Подумайте об этом, когда посмотрите следующий раз на разноцветные магнитики, висящие на вашем холодильнике!
От технологической революции к прорыву в энергетике
Электродвигатели не только сослужили добрую службу человеку они существенно приблизили переход на возобновляемые источники энергии. Благодаря им мы получили возможность производить множество устройств, для работы которых не нужны уголь или нефть. Нет никаких сомнений, что вскоре электромоторы полностью заменят обычные двигатели внутреннего сгорания. Их уже вовсю используют в судостроении, в самолете на солнечной энергии Solar Impulse, при запуске космических спутников и зондов и, наконец, в электромобилях, которые постепенно приходят на смену машинам с традиционным бензиновым или дизельным мотором[66]. Двигатель электромобиля работает от электрической батареи, которая дает необходимый заряд для работы электромагнитов. Кроме того, редкие металлы бывают нужны и просто для получения электричества: они используются в роторах ветрогенераторов[67], а также преображают энергию солнца в электрический ток с помощью фотогальванических панелей[68]. Поскольку такие солнечные батареи преобразуют энергию, практически не загрязняя окружающую среду ни во время их производства, ни в ходе их работы, они позволяют нам мечтать о мире будущего, в котором не будет вредных атомных электростанций.