新的鋰礦採礦技術旨在顛覆金屬行業 - 彭博社
Jacob Lorinc, Robert Tuttle
E3鋰CEO克里斯·杜恩博斯在卡爾加里北部的勒杜克地層的一個活躍井口。
攝影師:Amber Bracken,彭博綠色克里斯·杜恩博斯開着一輛淡藍色的特斯拉Model Y來到阿爾伯塔省的基礎油田,這是對新世界秩序的一個不那麼微妙的暗示。在加拿大排放最嚴重的省份,一個寒冷的一月下午,氣温達到零下5攝氏度(23華氏度),這位40歲的礦業高管眯着眼睛看着一片曾經被20世紀的勘探者們搜尋石油的土地。他承認現在看起來不起眼,但地下的鋰才是最重要的。
勒杜克油田是在1940年代發現的,當時一羣帝國石油有限公司的工人偶然發現了一個含有大量石油的井口,第一次鑽探時,它噴出了一個近15米(49英尺)高的氣體火球。這一發現實際上開創了加拿大的石油和天然氣工業。不久之後,勘探者們開始在阿爾伯塔省各地鑽探成千上萬個井口,追求黑色油泥。僅在勒杜克油田,石油公司就鑽探了4000多個井口。
如今,許多井口已經枯竭並被廢棄。空腔已經被水泥填滿,一些可回收的區域現在被小麥種植者佔據。如今,石油消失後,這些廣闊區域下面剩下的是大量的含有鋰的鹽水,被稱為滷水。鋰,這種令人垂涎的成分在電動汽車電池中。像杜恩博斯經營的E3鋰公司這樣的初創礦業公司正在押注,他們有一天將能夠以商業規模從這些地下含水層中提取鋰。
E3鋰公司正在測試其提取技術的井。攝影師:Amber Bracken,彭博綠色Doornbos的公司於2018年租用了勒杜克油田的一部分,以測試旨在提煉和加工鋰的技術。這種銀白色礦物已經在艾伯塔省的油井地下水層中懸而未決了一個世紀,但將其精煉成合格等級的金屬並不簡單。這需要一種技術,這種技術目前還處於非常初級的階段,幾乎沒有被廣泛用於生產規模化的鋰。除了擔任E3的首席執行官和總裁外,Doornbos還是一名地質學家,如果他成功了,他將成為第一個從廢棄的油田中提取商業級鋰的人。
幾家新興礦商似乎在大約同一時間有了相同的想法。受到對電動汽車日益增長的全球需求的推動,像Prairie Lithium和LithiumBank Resources Corp.這樣的公司已經購買了附近廢棄油田的土地權,並開始開發自己的提取技術。在石油行業工作多年的Doornbos認為,這是大型石油企業的廢棄物有助於能源轉型的一種小方式。“我們必須擺脱石油,這將需要20或30年的時間。但我寧願站在轉型的一邊,而不是繼續現狀的一邊,”他説。
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絕大多數世界的鋰是從鹽灘和硬巖中開採出來的,這需要昂貴、漫長的過程,需要專門的設備和大量的淡水。這在向清潔能源轉變的過程中是一個悖論:擺脱化石燃料也會帶來自身的環境危害。儘管世界各大汽車製造商一直依賴這種開採方式來生產電動汽車電池,但為了滿足不斷增長的需求,可能還需要其他類型的開採。根據彭博新能源財經(BloombergNEF)的數據,電池用鋰的年需求預計將在2023年至2050年間增加九倍,達到近七百萬噸。
水在卡爾加里北部勒杜克地層仍在使用的井頭周圍彙集。攝影師:Amber Bracken for Bloomberg Green引入直接鋰提取,這是一種早期技術,旨在加快提取速度,同時減少用水量——成本只有傳統方法的一小部分。DLE由相對較小、模塊化的機器組成,從地下吸取滷水並分離鋰,有點像咖啡過濾器。支持者稱這項技術遠比傳統開採方式破壞性小得多;首先,它的規模要小得多,其次,它不需要礦工通常用來處理鋰的碳重蒸發池。根據麥肯錫公司(McKinsey & Co.)2022年的一份報告,DLE為增加供應同時減少鋰開採的環境影響提供了“重要的希望”。但這項技術仍然很年輕,目前只有一家公司在商業上使用它。
一大批小公司,包括E3在內,已經花費多年時間嘗試開發從滷水中分離鋰所需的化學吸附劑。然而,他們遇到的一個問題是,沒有一種一刀切的解決方案。基於不同的沉積物和地質形成,阿根廷滷水所需的吸附劑與艾伯塔省所需的吸附劑是不同的。因此,大多數提取商必須從頭開始構建自己的技術。
Doornbos的公司租用了勒杜克油田的一部分。攝影師:Amber Bracken for Bloomberg Green漫長而曲折的研發過程延遲了DLE公司的發展,並引發了投資者的不耐煩。在過去一年中,一些公司的股價下跌,對沖基金做空他們的股票,投資研究公司公開質疑它們的商業可行性。股市對E3也並不友好:儘管宣佈從帝國石油獲得約640萬加元(460萬美元)的投資和來自加拿大政府創新部門的2700萬加元的資金,但Doornbos看着公司的股價在2022年下跌了16.1%。
他承認規模是一個挑戰,但堅信DLE可以實現。當E3在2016年開始實驗時,“那時市場上沒有技術,這帶來了風險,”他説。“如今情況大不相同。許多公司已經成熟了他們的技術,因此幾年前存在的風險因素已經減少。”
阿爾伯塔省的兩所主要大學與初創公司一起致力於推動DLE技術的發展,因為這些初創公司正尋求從該省的油田中提取鋰。阿爾伯塔大學的化學家、另一家DLE初創公司Recion Technologies的聯合創始人丹尼爾·阿萊西表示,他相信突破很快就會到來。
“許多公司發現他們可以相當容易地從滷水中回收鋰,但由於這個階段還處於早期階段,運營成本太高了,”阿萊西説道。“他們現在還沒有盈利,但我認為你會看到他們在不久的將來運營商業工廠。”
多恩博斯在石油行業工作了多年。攝影師:Amber Bracken for Bloomberg Green從卡爾加里市中心到勒杜克野外需要大約45分鐘的車程,沿着城市郊區蜿蜒而出,進入加拿大草原的黃色牧場和草地。E3的潛力與其位置有很大關係。一些採礦公司花費多年研究偏遠地區的未開發地形,那裏的道路通行受限,許可也不確定。在阿爾伯塔省,石油鑽探已有一個多世紀的歷史,挖掘往往更容易。
加拿大中西部地理下的沉積物已經積累了幾十年的研究和數據;當多恩博斯創立E3時,他手頭上有大部分指向鋰的信息。“我們不必經歷昂貴和高風險的勘探階段,”他説。“我們已經瞭解到含水層中有什麼,以及我們是否可以鑽進去”,因為石油行業已經這樣做了。
Doornbos並不假裝這將是簡單的,但如果DLE技術得到發展,他表示這可能會成為鋰行業的一大顛覆者,併為阿爾伯塔提供一種有利可圖的替代石油的選擇。他説:“提取第一點鋰總是最困難的,但我認為接下來會變得更容易。”