Угольная зола — меловые остатки угля, который сжигался в качестве топлива, — накапливалась по всей территории Соединенных Штатов на протяжении десятилетий. Но новое исследование, проведенное Техасским университетом в Остине, показало, что национальный запас угольной золы содержит достаточно редкоземельных элементов, чтобы значительно увеличить национальные запасы без какой-либо новой добычи.
Результаты были опубликованы в International Journal of Coal Science & Technology. Министерство энергетики США также применяет методологию исследования для проведения собственной национальной оценки ресурсов угольной золы https://link.springer.com/article/10.1007/s40789-024-00710-z
Исследователи обнаружили, что около 70% угольной золы, произведенной с 1985 по 2021 год, — в общей сложности около 11 млн тонн — потенциально может быть извлечено, поскольку материал хранится на свалках, в прудах и удаленных складских площадках. Остальная часть угольной золы продается и используется в других отраслях промышленности, таких как производство цемента и дорожное строительство.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301479725013878
Оценка 11 млн т редкоземельных элементов (REE) в угольной золе США опирается на исследования Univ. of Texas at Austin: анализ зольных отвалов показал суммарный ресурс до 11 млн т REE, что в ~8 раз превышает текущие доказанные запасы США в традиционных рудах.
Оценка 1,5 млн т для Гренландии соответствует оценке USGS: доказанные запасы REE на острове около 1,5 млн т, что даёт ~2% мировых запасов.
Эти 11 млн т в США – не новые «рудники», а вторичный ресурс из уже произведённой и складированной золы уноса ТЭЦ: примерно 70% золы 1985–2025 годов физически доступно для переработки.
По масштабу ресурс в золе реально больше и физически ближе к инфраструктуре, чем арктические проекты Гренландии, но это пока «геологический» потенциал, а не промышленная «резервная база» в классическом смысле JORC/NI 43‑101.
Сроки освоения: 18 месяцев против 29 лет
Формула «18 месяцев против 29 лет» идёт из аналитики по критическим минералам и описывает:
- Установки по переработке отходов для добычи РЗМ- подобные объекты могут выйти в эксплуатацию ~за 1,5–3 года, то есть ≈18 месяцев в оптимистичном сценарии.
- Новые горнодобывающие проекты по редкоземам (пример – Гренландия, арктические районы):
полный цикл: геологоразведка → ТЭО → лицензирование → инфраструктура (порт, дороги, ЛЭП) → строительство ГОКа → запуск;
по международной статистике критических минералов «геология → первая продукция» по крупным REE‑проектам часто занимает 15–30 лет, отдельные оценки по арктическим проектам и экологически чувствительным территориям доходят до ≈25–30 лет.
То есть 29 лет – не норматив, а оценка средней «инерции» крупных новых месторождений критических минералов (особенно в Арктике) с учётом экологии, разрешений и капиталоёмкости; 18 месяцев – оптимистичный горизонт для редкоземных УПП на базе уже существующих золоотвалов.
Технологическая и экономическая сопоставимость
Содержание и себестоимость
- Среднее содержание REE в угольной золе относительно невысокое, но часто сравнимо с бедными природными рудами: порядка десятков–сотен ppm, при этом зола уже измельчена и не требует рудников, что снижает горную составляющую затрат.
- Экономика в исследованиях показывает, что при правильной селекции зол (выбор наиболее «богатых» участков) и масштабировании технологий возможно достижение рентабельности, особенно если учитывать двойной эффект:
снижение экологических обязательств по золоотвалам;
производство REE и сопутствующих металлов (скандий и др.). - В Гренландии содержание в рудах выше, но CAPEX и OPEX существенно больше из‑за климата, логистики, инфраструктуры и экологических требований; проекты нередко упираются в общественное сопротивление (радиоактивность, влияние на экосистемы).
«на тонну руды» Гренландия выглядит лучше, но «на доллар капитальных затрат» угольная зола может быть конкурентоспособной, особенно в США, где зола лежит рядом с инфраструктурой.
Технологические риски
- Для золы:
ключевая проблема – сложный минеральный состав, разнородность и наличие токсичных примесей;
сейчас активно отрабатываются гидрометаллургические, ионообменные, био‑ и «nature‑based» решения (биовыщелачивание, сорбенты), но промышленных REE‑кластеров «из золы» ещё нет в крупном масштабе. - Для руд Гренландии:
технологии обогащения и гидрометаллургии для REE известны, но дорогие и экологически чувствительные;
требуется строительство полного цикла – от карьера до хвостохранилища в арктических условиях.
То есть технологическая неопределённость есть по обоим направлениям: у золы – экспериментальная стадия промышленных схем; у Гренландии – отработанные подходы, но сверхсложная реализация и общественный/экополитический риск.
Геополитический и логистический контекст
- США сейчас зависят от импорта РЗМ (основной поставщик – Китай), и стратегия DOE включает поиск внутренних источников: традиционные месторождения (как Mountain Pass) + вторичные ресурсы (зола, хвосты, e‑waste).
- РЗМ из золы и прочих отходов дают:
политическую независимость (ресурс на собственной территории, без территориальных конфликтов, как в случае с Гренландией и Данией);
возможность выстроить более «зелёный» имидж (urban mining, циркулярная экономика);
распределённую инфраструктуру (много УПП вместо одного мега‑ГОКа). - Гренландия – геополитически чувствительный регион, с пересечением интересов США, ЕС, Китая, а также сложной внутренней политикой автономии; крупные проекты там автоматически становятся объектом высокого политического риска и долгих согласований.
Выводы для анализа
- Ресурсная база:
11 млн т REE в золе США – крупный потенциальный вторичный ресурс, превосходящий по объёму отдельные традиционные месторождения (включая Гренландию), но требующий уточнения категорий запасов и экономической извлекаемости. - Скорость реализации:
УПП на золоотвалах реально можно запускать в горизонте 1,5–3 лет при благоприятных условиях; новые арктические REE‑ГОКи нередко растягиваются на десятилетия, что делает тезис «18 месяцев vs 29 лет» логически правдоподобным как контраст типичных горизонтов. - Экономика и экология:
Urban mining золы совмещает управление отходами с получением РЗМ и потенциально снижает объём «грязных» отходов на тонну РЗМ по сравнению с классическим рудным горнодобывающим циклом, хотя полная оценка LCA и экологических рисков по новым технологиям ещё не завершена.
Идея извлечения редкоземельных элементов из хвостов (побочных продуктов горнодобывающей промышленности) имеет большой смысл. Это подход, основанный на здравом смысле. Задача состоит в том, чтобы преобразовать этот подход, основанный на здравом смысле, в экономический подход.