加利福尼亞的薩爾頓海可能含有用於電動汽車電池的鋰 - 彭博社
David R Baker
加利福尼亞的薩爾頓海區可能每年產出60萬噸鋰。
攝影師:黛比·本特利帶有毒素的塵暴橫掃加利福尼亞的帝國縣,泥火山在緩緩乾涸的薩爾頓海湖岸附近噴吐着熱氣。該縣是加利福尼亞最貧困的地區之一,大部分工作與被沙漠環繞的一小片灌溉土地有關。聖地亞哥和加利福尼亞繁榮的海岸僅相隔100英里,穿過一片連綿起伏的山脈,但它可能就像是另一個世界。
然而,這個被忽視的月球表面可能是美國清潔汽車未來的關鍵。埋藏在沙漠地下的熱滷水含有潛在的世界上最大的鋰礦牀之一。隨着全球汽車製造商轉向由鋰離子電池供電的電動汽車,對這種金屬的需求正在飆升。目前大部分鋰來自澳大利亞、中國和南美。美國迫切希望擁有自己的供應。
波密海灘在薩爾頓海旁輝煌。即使在大流行之前,帝國縣的失業率通常達到15%。攝影師:黛比·本特利毫無疑問,那裏有鋰。含鋰的滷水已經通過一系列位於薩爾頓海東南邊緣的11座地熱發電廠晝夜不停地湧出地表。這些發電廠已經運行幾十年,將攝氏500度的水轉化為蒸汽發電。唯一需要的是一種方法來在將其餘的滷水抽回地下之前提取鋰。研究機構SRI International的一份2020年3月報告估計,薩爾頓海區每年可生產60萬噸鋰,幾乎是去年全球產量的八倍。
但從該地區的滷水中提取鋰作為測試是一回事,以合理成本大規模進行提取是另一回事。伯克希爾哈撒韋能源公司的政府關係副總裁喬納森·韋斯加爾表示:“這不是鍊金術。”該公司擁有該地區10座地熱發電廠。“鋰在那裏,我們已經在實驗室中提取出來了。問題是,能否以商業方式進行?”
資金雄厚的伯克希爾是三家開發從滷水中提取鋰設施的公司之一。在加利福尼亞的其他地方,採礦巨頭力拓集團一直在從舊礦渣中提取金屬。特斯拉公司宣佈計劃從內華達的黏土中生產自己的鋰—這在商業規模上從未實現過。六年前,初創公司Simbol Materials LLC聲稱已經在其Salton Sea示範工廠破解了代碼,吸引了$3.25億的收購要約,據《沙漠太陽報》報道。交易沒有完成,Simbol在2015年倒閉,關閉了其工廠。
Salton Sea旁的Mecca Beach露營地。攝影師:黛比·本特利加利福尼亞官員們花了多年時間研究這個想法,他們並不僅僅把伊姆皮里爾縣視為一個被吹捧的礦山。他們表示,鋰可能成為一個本地市場的基礎,這個市場可以使美國在中國主導的電池行業中成為一股力量。他們希望儘可能多的未來工作機會聚集在加利福尼亞。他們甚至開始使用“鋰谷”這個名字來推廣這個想法。因為那裏有鋰,他們認為,為什麼不在那裏製造電池,而且還是由清潔地熱能源供電的工廠?如果電池在那裏製造,為什麼不整個電動汽車也在那裏製造呢?“基礎設施已經在那裏,勞動力也在那裏,”控制熱資源有限公司首席執行官羅德·科爾韋爾説,該公司計劃在湖邊建造一個新的地熱發電廠,包括鋰提取。“如果我們設法吸引一個電池工廠,你就談到了3,000個工作崗位。對南加利福尼亞來説,這是一件大事。”
對於伊姆皮里爾縣來説,這將是一件更大的事情,即使在冠狀病毒大流行之前,失業率經常達到15%或20%。這個佔85%的拉丁裔的縣在今年夏天遭受了加州最嚴重的新冠疫情之一。它的兩家醫院被壓得不堪重負,一些患者被空運500英里到舊金山。“這場大流行只是揭露了許多人不知道的事實,”州議員愛德華多·加西亞説,他在這個地區長大,現在在薩克拉門託代表這個地區。“我們這裏生活的人,一直在面對經濟挑戰,多年來一直在敲響警鐘。”
加州州長加文·紐森(Governor Gavin Newsom)在九月份簽署了由加西亞(Garcia)起草的一項法案,成立了一個委員會,探討如何最好地開發該縣的鋰資源。加西亞稱這個機會為“韋恩·格雷茨基時刻”,引用了這位曾經的冰球巨星的著名方法,即滑冰到他認為冰球將要到達的地方。“你可以説這就是冰球即將到達的地方,就我們對鋰電池的需求和我們國家的電氣化而言,”加西亞説。
長達52英里的阿拉莫河(Alamo River)從下加利福尼亞州(Baja California)流經薩爾頓海(Salton Sea)旁的紅山地區(Red Hill)。攝影師:黛比·本特利(Debbie Bentley)帝國谷(Imperial Valley)橫跨美墨邊境。1905年,一條從科羅拉多河(Colordo River)東部約60英里處引水灌溉的水渠的堤壩決口。水湧入沙漠中的一個窪地,薩爾頓水池(Salton Sink)形成了一個湖泊,其水面比海平面低200多英尺。它正在緩慢乾涸和萎縮,每年變得更加鹹。附近灌溉田地的農藥沉積在湖牀上,現在暴露在風中,會在塵暴期間被風捲起。
在湖下,一團岩漿泡—部分熔融的岩石—加熱着地熱發電廠使用的水。那水遠非純淨,其中包含着相當一部分週期表。1980年代建造發電廠時,沒有人太在意鋰;商用鋰離子電池直到1991年才進入市場。
曾經是紅山灣碼頭的地方,在海的東南部,必須定期清除沙子。攝影師:黛比·本特利薩爾頓海的植物從數千英尺深的井中抽取超熱鹽水,讓其在工廠內變成蒸汽,利用蒸汽驅動渦輪發電,然後將其再次泵入地下重新加熱。在重新注入鹽水之前提取鋰將為現有循環增加幾個步驟,使工廠獲得一種遠遠價值高於它們出售的電力的新產品。
從鹽水中提取商業數量的鋰並不容易,因為其中充滿了鉀、鐵、錳和鈉。部分原因是鋰和鈉原子的行為相似,Lilac Solutions的創始人兼首席執行官大衞·斯尼達克説。這家位於加利福尼亞奧克蘭的初創公司已經開發出自己的離子交換技術版本——與軟化水背後的相同概念——使用基於陶瓷的珠子收集鋰,而不帶有雜質。Lilac在二月份從包括比爾·蓋茨的突破能源風投在內的投資者那裏贏得了2000萬美元的資金(邁克爾·布隆伯格,彭博有限合夥公司的創始人兼大多數所有者,擁有彭博商業週刊,是突破能源的投資者),Controlled Thermal Resources計劃在薩爾頓海使用Lilac的技術。
“從中分離鋰特別困難,”斯尼達克説。“如果你嘗試使用傳統的交換技術,最終只會得到大量的鈉。”
每家在湖邊有項目的公司——Controlled Thermal Resources、Berkshire Hathaway和EnergySource Minerals LLC——都有自己的技術方法,每家都堅稱要實現全面生產不需要進一步突破。疫情來得很不是時候,當時這些公司本打算着手完成工廠設計並籌集資金。
紅山在遠處。一項計劃,從阿拉莫河抽水灌入該地區以抑制棲息地塵埃正在緩慢推進。攝影師:黛比·本特利EnergySource,其姊妹公司經營着該地區現有的地熱發電廠之一,需要大約4億美元用於其設施,首席運營官德里克·本森説。該公司預計將在一年左右開始建設,並於2023年底投產。他説,該公司已經在其工廠進行了大約四年的試點項目。全面規模的設施每年將產出略少於2萬噸鋰。
如果按計劃開放並按廣告宣傳的那樣運作,加利福尼亞官員預計將把它們發展成更大的事業。由於其生態意識強烈和積極的氣候變化政策,加利福尼亞已成為美國銷售的所有電動汽車的一半的市場。儘管被認為是一個昂貴的建設地點,但該州擁有越來越多的電動汽車製造商,包括特斯拉和潛在的競爭對手Lucid Motors、Zero Motorcycles和巴士製造商Proterra。在以伊梅里爾縣為基地創建一個電池製造集羣將有助於電動汽車製造商蓬勃發展,吸引底特律的投資,因為美國汽車製造商正在轉向電動交通,併為急需就業機會的州的一個角落帶來良好的工作機會。“加利福尼亞有着最高標準的勞工關係和環境法規,”加州眾議員加西亞説,“所以我們真的希望宣傳這個想法,我們將會做到,並且會做得正確。”