鋰:隨着電動車電池需求激增,DLE技術可能提升產量 - 彭博社
Annie Lee
巴西米納斯吉拉斯州的一座礦山中的鋰礦石。攝影師:達多·加爾迪裏/彭博社鋰被視為綠色能源革命的關鍵物質,面臨未來供應緊張的風險。
儘管最近該金屬的過剩導致價格崩潰,但根據國際能源署的估計,在全球實現《巴黎協定》限制全球變暖目標的情況下,鋰的需求預計將在未來15年內增長近九倍。
從岩石和鹽水中提取鋰的過程可能很慢,且往往會對環境造成傷害。因此,正在進行一場開發更高效、損害更小的生產方法的競賽。
彭博社綠色紐約市的蘭德提出在私人市場上進行化石燃料撤資太陽能晶圓製造商可以根據新規則獲得25%的美國税收抵免新加坡清理與澳大利亞太陽能的200億美元聯繫英國將制定戰略計劃以加快實現淨零目標的路徑一個有前景的創新領域是直接鋰提取,這可以將從鹽水中去除金屬所需的時間從長達18個月縮短到幾天,甚至幾小時。
左側是鹽水和鋰,在鋰設施中分離後。攝影師:Rachel Boillot/BloombergDLE仍然是一項不確定的技術,在大規模推廣之前需要克服巨大的技術挑戰。
儘管如此,它對鋰未來的重要性在十月份得到了強調,當時礦業巨頭力拓公司 揭曉了一項計劃中的67億美元收購 Arcadium Lithium Plc,這是一家在阿根廷部署DLE技術的公司。
鋰為什麼如此重要?
鋰是為電動車提供動力和儲存風電和太陽能發電的電池的關鍵成分。鋰原子的低質量和半徑確保鋰離子電池能夠比同等重量的其他電池更快地吸收和存儲更多電能。重量方面在電動車中至關重要,因為更輕的汽車在同樣的電量下能行駛更遠。
在茲維考的一家工廠中,電動汽車底盤上的鋰離子汽車電池組。攝影師:Krisztian Bocsi/Bloomberg預計需求激增增加了未來供應瓶頸的風險,這可能會推高鋰的價格,並可能減緩全球向電動車的轉型。因此,尋找更高效的提取方法,以開闢新的、商業上可行的金屬來源。
傳統的鋰生產方式是什麼?
鋰是一種柔軟的銀白色金屬,純淨形式從岩石或高山地區常見的鹽水湖中提取——主要在拉丁美洲或中國西部。它需要進一步加工成細粉——通常是碳酸鋰或氫氧化鋰——然後才能添加到電池中。
從岩石中提取鋰需要多個處理階段,以去除不需要的材料並獲取礦物。這些包括一種稱為浸出的方法,其中礦石浸泡在硫酸中以提取鋰並將其轉化為鹽的形式。
在第二種方法中,地表或地下抽取的滷水被泵入一系列池塘中。隨着水在陽光下蒸發,溶液中的鋰濃度增加。處理原材料需要大量的淡水。
鋰礦開採存在哪些問題?
這些技術耗時且能耗高,限制了商業上可行的鋰儲量。此外,通常對環境造成的損害正在玷污電動車的重要賣點——綠色形象。
電動車應該降低全球的二氧化碳排放。但開採鋰輝石,鋰的主要來源,是一個能耗密集的過程,通常由排放碳的化石燃料提供動力。而且,硫酸泄漏到當地水系統的風險也對野生動物構成威脅。
抗議者在2021年于貝爾格萊德示威,反對力拓集團在當地開設鋰礦。攝影師:奧利弗·布尼克/彭博社在力拓提議在塞爾維亞的農田上建設歐洲最大的鋰礦後,項目停滯不前,因為數千名因污染風險而感到擔憂的抗議者 走上街頭。
滷水鋰提取通常發生在乾旱地區,過度使用淡水可能對當地野生動物造成災難性影響。
在智利的阿塔卡馬鹽灘,一個挖掘機在滷水池旁工作。攝影師:克里斯托瓦爾·奧利瓦雷斯/彭博社中國官員今年在鋰資源豐富的江西省發現了環境違法行為,包括危險污染物的積累、污水的非法排放、非法用水以及草地保護不足和能源消費控制不力。該地區仍然是一個重要的鋰生產中心。
什麼是DLE?
DLE採用新方法利用工業設備從滷水中回收鋰,而不是通過漫長緩慢的蒸發過程。例如,有些使用吸引鋰的珠子,其他則使用選擇性過濾金屬的膜。初創公司多年來一直在追求DLE,但該技術最近才成熟到可以與現有方法競爭的程度。
誰在做這件事?
根據行業顧問Benchmark Mineral Intelligence,截至七月,有13個DLE項目在運營。
Eramet SA計劃在11月開始在阿根廷的Centenario工廠生產。Rio正在開發其在該國的Rincon鋰項目的DLE。Arcadium可以幫助它,因為它在阿根廷開發了一種DLE和其他蒸發技術的混合方案。
Eramet在阿根廷Salar Centenario Ratones的鋰提取工廠。攝影師:Luis Robayo/AFP/Getty Images其他行業也在參與,包括看到DLE與他們在例如頁岩壓裂中使用的技術之間重疊的石油和天然氣公司。燃料轉化為肥料的強大企業Koch Industries Inc.已投資於Standard Lithium Ltd.,該公司計劃在2025年初開始在阿肯色州建設商業DLE設施。
DLE將如何影響鋰業務?
儘管近年來鋰產量大幅增加,但根據BloombergNEF,鋰“仍面臨短缺風險”,因為對電池的需求飆升。
DLE不僅僅是提取鋰的更快方式。它還使得商業化低品位滷水儲備成為可能,或者那些在蒸發率過低以至於傳統方法不可行的地方發現的儲備。這可能會解鎖新的潛在供應來源——例如來自油田的廢水。
採用DLE可能是未來獲取一些重要鋰資源的唯一途徑,因為玻利維亞和智利推動公司關注他們的鋰財富以 採用 DLE技術——一種旨在節約稀缺水資源的方法。
DLE可能會在新地區打開供應。這在當前建立本地化和多樣化的關鍵礦物供應鏈日益成為西方政治優先事項的時刻,具有重要意義。
一名技術人員在法國Rittershoffen的直接地熱鋰提取裝置上工作。攝影師:Frederick Florin/AFP/Getty Images然而,技術挑戰意味着DLE不太可能迅速取代傳統方法。
BNEF預計到2030年,通過DLE的鋰碳酸鹽當量產量將從2024年的140,000噸增長到526,000噸。根據Benchmark Mineral Intelligence的數據,到2035年,DLE將佔總鋰供應的15%。
為什麼DLE如此困難?
關於該技術仍然存在不確定性。
使用DLE的鋰回收率可能較低,資本成本較高。每個滷水源都是不同的,這種獨特的成分通常需要在過程中進行修改。每個DLE項目都需要特定地點的調整,這增加了複雜性和成本。
根據BNEF的説法,“大多數公司在其試點工廠中可以實現超過80%的鋰回收率,因為環境是可控的。 然而,一旦工廠擴大到商業規模,這些數字就會下降。”
DLE 技術的可持續性資質各不相同,有些消耗的能源或淡水比其他技術更多。
在過去三年中,對某些技術聲明持懷疑態度的投資者 對 DLE 公司的股票進行了空頭押注, 期望其股價會下跌。
參考資料
- BNEF 關於直接鋰提取的報告 即將商業化。
- 關於 更快鋰生產的競賽的更多信息。
- 國際鋰協會關於 DLE 的 介紹。
- 諮詢公司 Benchmark Mineral Intelligence 的 預測 DLE 的發展。