Меди красный цвет

Мировая потребность в меди удвоится к 2035 году, считает вице-президент аналитического агентства S&P Global Дэниел Ёргин. Отчёт этого агентства об исследовании глобального рынка меди показывает, что спрос на красный металл быстро растёт, а предложение за ним не поспевает.

Медь необходима для развития электрического транспорта, ветровой и солнечной электрогенерации, а также инфраструктуры по передаче и накоплению возобновляемой энергии, включая распределительные сети и зарядные станции для электромобилей. «Энергопереход зависит от доступности меди в гораздо большей степени, чем наша сегодняшняя энергетическая система, - отметил Ёргин. - Медь - является металлом электрификации, за счёт которой в основном и предполагается осуществить энергопереход». И действительно, в типовом электромобиле используется в два с половиной раза больше меди, чем в дизельном или бензиновом авто того же класса. А солнечные электростанции и морские ветропарки на каждый мегаватт установленной мощности требуют вдвое-впятеро больше красного металла, чем электростанции, работающие на угле или природном газе.

Ситуация весьма серьёзна. Геологи давно не обнаруживали новых крупных залежей медных руд. «Если не появятся большие производственные мощности по добыче и рафинированию меди, цели климатической политики будут сорваны из-за "короткого замыкания" в промышленности», - отмечается в отчёте S&P Global. Аналитики агентства рассматривают два сценария развития событий: «Каменистая дорога» и «Высокие амбиции». В первом предполагается, что производство останется на прежнем уровне, в результате чего ежегодный дефицит красного металла в 2035 году достигнет почти десяти миллионов тонн. Во втором, более оптимистичном, сценарии сказано, что добыча меди и переработка её лома вырастут. Тем не менее на рынках в 2030-е в основном будет сохраняться дефицит. Мы считаем, что второй сценарий более вероятен.

Добыча

Естественно предположить, что рынок частично отрегулирует ситуацию с дефицитом. По мере роста цен на медь станут экономически оправданны добычные проекты, которые раньше никак не окупались. Наверняка будут расконсервированы старые рудники, где работа была остановлена из-за слишком малого содержания металла в породе, так что её не имело смысла извлекать из недр, везти на горно-обогатительную фабрику и перерабатывать. По мере роста цен на медь увеличится и сбор лома цветных металлов, который погасит часть возросшей потребности. Кроме того, ускорится развитие ресурсосберегающих технологий.

Потребление

В магистральных электрических сетях за рубежом уже применяется динамический рейтинг линий электропередачи, приносящий немалый эффект в плане экономии металла. О чём речь? Расчётная мощность воздушных линий электропередачи определяется не только сечением проводов, но и их провисанием между опорами. Провода не должны слишком приближаться к земле. Чем больший ток идёт по линии, тем сильнее они разогреваются, а поскольку металл при нагреве расширяется, то, значит, тем больше провисают. Предельная мощность линии электропередачи задаётся так, чтобы в жаркий день провисание не доходило до критического уровня. Однако в холодную погоду, особенно при ровном боковом ветре, температура провода оказывается невелика, так что по линии можно передавать мощность, существенно превышающую максимальную расчётную.

Для реализации технологии динамического рейтинга на опорах устанавливают специальные устройства, отслеживающие положение проводов. Также учитываются метеосводки. Подобные динамические системы вполне реально внедрять не только на магистральных линиях, где обычно используют алюминиево-стальные провода, но и в распределительных сетях, где чаще применяют медь.

Группа исследователей из трёх российских научных организаций - Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова (СВФУ), Сибирского государственного университета водного транспорта и Иркутского национального исследовательского технического университета - разработала технологию подвески проводов четырёхфазной линии на опоры и получила патент на изобретение.

Четырёхфазный вариант по существу является разновидностью сдвоенной линии «два провода - земля», впервые предложенной в 1930-х, но отличается отсутствием тока в земле. «Четырёхфазные линии электропередачи нигде не внедрены, - рассказала старший преподаватель кафедры электроснабжения Физико-технического института СВФУ Евдокия Малеева. - В России, Японии, Италии и в других странах ведутся исследования по использованию неполнофазных сетей, но широкого применения они пока не получили. Наши исследования подтверждают, что четырёхфазные линии по надёжности не уступают двухцепным ЛЭП - в случае аварии не все потребители останутся без электроэнергии. Кроме того, пропускная способность подобных линий намного выше, чем у традиционных трёхфазных».

Учёные предложили новый способ монтажа проводов четырёхфазной линии - размещать изоляторы по углам квадратных рам и устанавливать их на ЛЭП сразу с подвешенными проводами. Таким методом можно сократить расходы на материалы и на строительно-монтажные работы. «Подобный способ монтажа снижает реактивное сопротивление линии, что выливается в увеличение электроэнергетической эффективности передачи, особенно актуальное в условиях Севера», - подчеркнул преподаватель СВФУ Николай Местников.

Как рассчитали учёные, по предложенной четырёхфазной линии можно передавать мощность примерно в 1,1-1,2 раза большую, чем по двум трёхфазным, при этом её потери будут в 1,5-1,7 раза меньше, а стоимость линии в 1,6-1,8 раза ниже. Для строительства не потребуется разрабатывать новое оборудование.

Специалисты ООО «Выгон Консалтинг», которые по просьбе «Энерговектора» проанализировали это предложение, отметили, что экономическая целесообразность внедрения новации чётко не подтверждена и остаются проблемы с надёжностью. (Видимо, это риск падения опор. - Прим. ред.) «Экономически выгодное решение - дешевле построить и больше передавать - может пасть под тяжестью проблемы надёжности, на снижение которой не пойдёт ни один главный инженер, - объяснили консультанты. - Кроме того, необычная схема передачи внесёт сумятицу и неразбериху при локализации аварий».

Эксперты предлагают шире использовать моделирование (создание цифровых двойников) участков сети, которое позволяет опробовать все известные способы передачи и выбрать наиболее эффективный вариант с учётом особенностей эксплуатации линий в конкретном месте, а главное - с учётом влияния принятого решения на уже имеющуюся инфраструктуру. «Здесь экономим, а там придётся потратиться на модернизацию, чтобы в итоге всё правильно заработало», - объяснил директор практики «Развитие энергетических систем и электрических сетей» консалтинговой компании Илья Киселёв.

У сетевых операторов также имеются возможности перехода на более высокие классы напряжения. Так или иначе, в электрических сетях есть немалые резервы для снижения металлоёмкости.

Промышленные предприятия могут в своих проектах заменять медные кабели и шины на алюминиевые. Применение алюминиевых обмоток в трансформаторах и в электрических вращающихся машинах (двигателях и генераторах) вряд ли будет целесообразным.

Торговля

С экономической точки зрения справиться с дефицитом меди поможет исключение торговых посредников и изменение самой модели ценообразования. Сейчас цена металла определяется при торговле фьючерсами, которая, что греха таить, не позволяет правильно определять соотношение спроса и предложения, поскольку трейдеры работают с большим кредитным плечом.

В конце прошедшего лета стало известно, что китайский медный гигант Maike понёс большие убытки и испытывает острый дефицит средств. Крупнейший импортёр меди в стране стал задерживать оплату уже прибывшего товара, а поставщики металла, раньше работавшие с Maike, начали перенаправлять ценный груз в другие регионы.

Кредитное плечо, используемое при биржевой торговле, умножает как прибыли, так и убытки. В попытках избежать крупных потерь трейдеры нередко начинают манипулировать рынком, искажая ценовые сигналы. Подобные игры с «бумажной медью» (фьючерсами и опционами) оплачиваются реальными производителями и потребителями. Если биржи сократят объёмы азартной фьючерской торговли, производство металла станет более выгодным и его предложение на рынке увеличится.