锂电创业公司押注电池驱动未来的高需求 - 彭博社
Michelle Ma
一名工人手持氢氧化锂。这种材料将是能源转型的关键，许多初创公司正在研究生产它的新技术。
摄影师：Cristobal Olivares/Bloomberg随着世界向电气化倾斜，它将需要更多锂。锂是电池的关键成分，电池为从电动车到手机等各种设备提供动力，预计未来十年的需求将加速增长。
为了满足这一需求，一批新的初创公司正在研究生产这种贵金属的新方法，并承诺开发未开发的锂资源。他们还在与严重的经济逆风作斗争，在当前市场低迷的情况下推动他们的技术向前发展。
直接锂提取（DLE）是一种创新的方法，从地球表面或地下抽取的盐水中回收这种材料。有多种技术，范围从使用吸引锂的珠子到使用选择性过滤金属的膜。尽管初创公司多年来一直在追求DLE，但直到最近，这项技术才成熟到有可能与现有的锂提取方法竞争。
彭博社绿色通用汽车看到电动车压力，因为加拿大用截止日期取代补贴SSE获得30亿英镑的可持续发展贷款以实现净零排放布隆迪计划从2025年起以14亿美元的资金扩展电网联合国表示世界现在正朝着高达3.1摄氏度的变暖方向发展“现在技术正处于商业化的边缘，”彭博新能源财经的金属和矿业专家宋崔说。
即便如此，大多数初创公司仍在实验室或试点阶段运营，反映出在行业中发挥重要作用的漫长道路。锂传统上是从开放式蒸发池中的盐水中提取的，或者直接从岩石中开采。阿根廷和智利等国一直是锂生产的强国，负责大部分进口到美国的锂，因为它们拥有更集中来源的金属。（澳大利亚是世界上最大的锂生产国。）
虽然目前锂的需求约为每年100万吨，BNEF预测到2030年将达到300万吨，到2050年在其经济转型情景下将超过600万吨，该情景假设不会实施新的政策来加速清洁能源转型。由于电动车销售放缓等原因，锂目前供过于求，这意味着通过传统方法生产的锂足以满足近期到中期的需求。但宋崔表示，需要创新来满足能源转型驱动的长期需求。
直到最近，大多数DLE技术主要依赖于能够吸引氯化锂的固体材料，这些氯化锂经过提炼用于电池。这些方法只能回收少量金属，并且一些材料还吸引了化学结构非常相似的不需要的物质，例如镁。
一些新的初创公司表示，他们已经克服了这些技术挑战，采用新颖的DLE方法，仅捕获锂。尽管仍然昂贵，这些公司认为他们可以在锂市场中竞争，因为他们使用的水和资源比传统生产方法少，并且可以处理锂浓度较低的低质量卤水。DLE初创公司认为他们的技术可以开辟新市场，丰富锂供应链。
SpecifX就是其中一家初创公司。由加利福尼亚大学洛杉矶分校教授David Jassby共同创立，该公司开发了一种膜材料，利用电场移动离子，同时仅允许锂通过“门”。尽管北美的卤水在提取锂方面通常“更具挑战性”，但Jassby表示，SpecifX的方法可以使用这些卤水。
除了能够从低浓度卤水中提取锂外，DLE还相对于传统生产方法（如硬岩采矿和大规模蒸发池）具有另一个潜在优势：环境影响。膜分离技术是“锂提取的圣杯”，因为它消除了对水和化学品的需求，里约热内卢矿业公司支持的ElectraLith首席执行官Charles McGill表示。这家总部位于墨尔本的公司也在开发基于膜的DLE方法。
相比之下，传统的采矿技术非常耗水，每吨锂的生产使用多达五十万加仑的水。像智利这样的干旱国家开始限制锂矿开采中的水使用，鼓励矿工采用DLE。一些矿业公司已经承诺减少水的使用，并减少对传统卤水提取方法的依赖。例如，全球最大的锂生产商Albemarle Corp.已承诺到2030年将淡水使用强度减少25%，而SQM，全球第二大，正在选择要部署的DLE技术。
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不仅仅是基于膜的DLE方法在试图解决锂生产的环境影响。另一家位于普林斯顿的初创公司PureLi依赖于蒸发，但其方法避免了将卤水的水分损失到大气中。该初创公司通过一根涂有特殊涂层的绳索运行液体，使其能够将锂与卤水中的其他部分区分开，同时收集水分。氯化锂在绳索的一端移动得更快更远，而其他物质则停留或结晶。普林斯顿的研究员Zhiyong Jason Ren领导这一努力，称之为“摇滚糖方法”。
除了技术挑战之外，启动DLE在经济上也证明是困难的。如今，锂便宜且广泛可得，2023年价格崩溃后更是如此。在其巅峰时期，电池级氢氧化锂达到了每公吨80,000美元，但在2024年4月在美国和欧洲降至14,000美元。
锂价的崩溃让投资者感到不安，为该领域的初创企业创造了一个具有挑战性的融资环境。更进一步的是，使用DLE生产锂的成本仍然高于传统的蒸发池技术，尽管在某些情况下，DLE与硬岩采矿相当。但行业倡导者表示，关注当前的过剩供应是目光短浅的，生产商需要现在就投资并扩大新方法，以准备满足未来的需求。
“聪明的投资是在资源相对便宜时进行投资，并建立将在三到五年内投入使用的产能，”DLE公司Lilac Solutions Inc.的首席执行官Raef Sully说，该公司得到了比尔·盖茨的突破能源风险投资的支持，是该领域最大的公司之一。（彭博新闻母公司彭博社的创始人和主要所有者迈克尔·布隆伯格是突破能源风险投资的投资者。）
Lilac已经完成了四个试点和两个示范工厂，筹集了超过$3亿来商业化其依赖陶瓷珠吸收锂的DLE技术。它目前正在乌塔州的大盐湖建设一个5,000吨的工厂，预计将在2026年底完成。Sully表示，建成后，它将成为北美最大的DLE生产设施。
一些人对Lilac——以及整个DLE——能否提供具有成本效益的锂持怀疑态度。这家初创公司的技术曾是一个做空者报告的主题，该报告于2022年发布，称其方法不起作用，这一说法被公司驳斥。
“投资者仍然没有证据表明Lilac DLE技术在规模上有效，以及如果有效，成本是多少，”J Capital Research在其报告中写道。“如果DLE技术有效，那么提取介质可以使用的‘循环’次数将是一个关键成本驱动因素。如果介质只能使用几百个循环，那么成本可能会高得令人无法承受。”
苏利表示，锂的回收率在实验室测试、试点和大规模演示中始终保持高水平，而用于提取锂的陶瓷珠子已经持续了数千个循环。
他希望犹他州工厂的完成能增强对DLE的信心。“人们的怀疑是有道理的，”他说。“我认为大公司在没有亲自看到之前，有些犹豫不决，不愿意直接使用我们的技术。”