加利福尼亚的萨尔顿海可能含有用于电动汽车电池的锂 - 彭博社
David R Baker
加利福尼亚的萨尔顿海区可能每年产出60万吨锂。
摄影师:黛比·本特利带有毒素的尘暴横扫加利福尼亚的帝国县,泥火山在缓缓干涸的萨尔顿海湖岸附近喷吐着热气。该县是加利福尼亚最贫困的地区之一,大部分工作与被沙漠环绕的一小片灌溉土地有关。圣地亚哥和加利福尼亚繁荣的海岸仅相隔100英里,穿过一片连绵起伏的山脉,但它可能就像是另一个世界。
然而,这个被忽视的月球表面可能是美国清洁汽车未来的关键。埋藏在沙漠地下的热卤水含有潜在的世界上最大的锂矿床之一。随着全球汽车制造商转向由锂离子电池供电的电动汽车,对这种金属的需求正在飙升。目前大部分锂来自澳大利亚、中国和南美。美国迫切希望拥有自己的供应。
波密海滩在萨尔顿海旁辉煌。即使在大流行之前,帝国县的失业率通常达到15%。摄影师:黛比·本特利毫无疑问,那里有锂。含锂的卤水已经通过一系列位于萨尔顿海东南边缘的11座地热发电厂昼夜不停地涌出地表。这些发电厂已经运行几十年,将摄氏500度的水转化为蒸汽发电。唯一需要的是一种方法来在将其余的卤水抽回地下之前提取锂。研究机构SRI International的一份2020年3月报告估计,萨尔顿海区每年可生产60万吨锂,几乎是去年全球产量的八倍。
但从该地区的卤水中提取锂作为测试是一回事,以合理成本大规模进行提取是另一回事。伯克希尔哈撒韦能源公司的政府关系副总裁乔纳森·韦斯加尔表示:“这不是炼金术。”该公司拥有该地区10座地热发电厂。“锂在那里,我们已经在实验室中提取出来了。问题是,能否以商业方式进行?”
资金雄厚的伯克希尔是三家开发从卤水中提取锂设施的公司之一。在加利福尼亚的其他地方,采矿巨头力拓集团一直在从旧矿渣中提取金属。特斯拉公司宣布计划从内华达的黏土中生产自己的锂—这在商业规模上从未实现过。六年前,初创公司Simbol Materials LLC声称已经在其Salton Sea示范工厂破解了代码,吸引了$3.25亿的收购要约,据《沙漠太阳报》报道。交易没有完成,Simbol在2015年倒闭,关闭了其工厂。
Salton Sea旁的Mecca Beach露营地。摄影师:黛比·本特利加利福尼亚官员们花了多年时间研究这个想法,他们并不仅仅把伊姆皮里尔县视为一个被吹捧的矿山。他们表示,锂可能成为一个本地市场的基础,这个市场可以使美国在中国主导的电池行业中成为一股力量。他们希望尽可能多的未来工作机会聚集在加利福尼亚。他们甚至开始使用“锂谷”这个名字来推广这个想法。因为那里有锂,他们认为,为什么不在那里制造电池,而且还是由清洁地热能源供电的工厂?如果电池在那里制造,为什么不整个电动汽车也在那里制造呢?“基础设施已经在那里,劳动力也在那里,”控制热资源有限公司首席执行官罗德·科尔韦尔说,该公司计划在湖边建造一个新的地热发电厂,包括锂提取。“如果我们设法吸引一个电池工厂,你就谈到了3,000个工作岗位。对南加利福尼亚来说,这是一件大事。”
对于伊姆皮里尔县来说,这将是一件更大的事情,即使在冠状病毒大流行之前,失业率经常达到15%或20%。这个占85%的拉丁裔的县在今年夏天遭受了加州最严重的新冠疫情之一。它的两家医院被压得不堪重负,一些患者被空运500英里到旧金山。“这场大流行只是揭露了许多人不知道的事实,”州议员爱德华多·加西亚说,他在这个地区长大,现在在萨克拉门托代表这个地区。“我们这里生活的人,一直在面对经济挑战,多年来一直在敲响警钟。”
加州州长加文·纽森(Governor Gavin Newsom)在九月份签署了由加西亚(Garcia)起草的一项法案,成立了一个委员会,探讨如何最好地开发该县的锂资源。加西亚称这个机会为“韦恩·格雷茨基时刻”,引用了这位曾经的冰球巨星的著名方法,即滑冰到他认为冰球将要到达的地方。“你可以说这就是冰球即将到达的地方,就我们对锂电池的需求和我们国家的电气化而言,”加西亚说。
长达52英里的阿拉莫河(Alamo River)从下加利福尼亚州(Baja California)流经萨尔顿海(Salton Sea)旁的红山地区(Red Hill)。摄影师:黛比·本特利(Debbie Bentley)帝国谷(Imperial Valley)横跨美墨边境。1905年,一条从科罗拉多河(Colordo River)东部约60英里处引水灌溉的水渠的堤坝决口。水涌入沙漠中的一个洼地,萨尔顿水池(Salton Sink)形成了一个湖泊,其水面比海平面低200多英尺。它正在缓慢干涸和萎缩,每年变得更加咸。附近灌溉田地的农药沉积在湖床上,现在暴露在风中,会在尘暴期间被风卷起。
在湖下,一团岩浆泡—部分熔融的岩石—加热着地热发电厂使用的水。那水远非纯净,其中包含着相当一部分周期表。1980年代建造发电厂时,没有人太在意锂;商用锂离子电池直到1991年才进入市场。
曾经是红山湾码头的地方,在海的东南部,必须定期清除沙子。摄影师:黛比·本特利萨尔顿海的植物从数千英尺深的井中抽取超热盐水,让其在工厂内变成蒸汽,利用蒸汽驱动涡轮发电,然后将其再次泵入地下重新加热。在重新注入盐水之前提取锂将为现有循环增加几个步骤,使工厂获得一种远远价值高于它们出售的电力的新产品。
从盐水中提取商业数量的锂并不容易,因为其中充满了钾、铁、锰和钠。部分原因是锂和钠原子的行为相似,Lilac Solutions的创始人兼首席执行官大卫·斯尼达克说。这家位于加利福尼亚奥克兰的初创公司已经开发出自己的离子交换技术版本——与软化水背后的相同概念——使用基于陶瓷的珠子收集锂,而不带有杂质。Lilac在二月份从包括比尔·盖茨的突破能源风投在内的投资者那里赢得了2000万美元的资金(迈克尔·布隆伯格,彭博有限合伙公司的创始人兼大多数所有者,拥有彭博商业周刊,是突破能源的投资者),Controlled Thermal Resources计划在萨尔顿海使用Lilac的技术。
“从中分离锂特别困难,”斯尼达克说。“如果你尝试使用传统的交换技术,最终只会得到大量的钠。”
每家在湖边有项目的公司——Controlled Thermal Resources、Berkshire Hathaway和EnergySource Minerals LLC——都有自己的技术方法,每家都坚称要实现全面生产不需要进一步突破。疫情来得很不是时候,当时这些公司本打算着手完成工厂设计并筹集资金。
红山在远处。一项计划,从阿拉莫河抽水灌入该地区以抑制栖息地尘埃正在缓慢推进。摄影师:黛比·本特利EnergySource,其姊妹公司经营着该地区现有的地热发电厂之一,需要大约4亿美元用于其设施,首席运营官德里克·本森说。该公司预计将在一年左右开始建设,并于2023年底投产。他说,该公司已经在其工厂进行了大约四年的试点项目。全面规模的设施每年将产出略少于2万吨锂。
如果按计划开放并按广告宣传的那样运作,加利福尼亚官员预计将把它们发展成更大的事业。由于其生态意识强烈和积极的气候变化政策,加利福尼亚已成为美国销售的所有电动汽车的一半的市场。尽管被认为是一个昂贵的建设地点,但该州拥有越来越多的电动汽车制造商,包括特斯拉和潜在的竞争对手Lucid Motors、Zero Motorcycles和巴士制造商Proterra。在以伊梅里尔县为基地创建一个电池制造集群将有助于电动汽车制造商蓬勃发展,吸引底特律的投资,因为美国汽车制造商正在转向电动交通,并为急需就业机会的州的一个角落带来良好的工作机会。“加利福尼亚有着最高标准的劳工关系和环境法规,”加州众议员加西亚说,“所以我们真的希望宣传这个想法,我们将会做到,并且会做得正确。”