锂:随着电动车电池需求激增,DLE技术可能提升产量 - 彭博社
Annie Lee
巴西米纳斯吉拉斯州的一座矿山中的锂矿石。摄影师:达多·加尔迪里/彭博社锂被视为绿色能源革命的关键物质,面临未来供应紧张的风险。
尽管最近该金属的过剩导致价格崩溃,但根据国际能源署的估计,在全球实现《巴黎协定》限制全球变暖目标的情况下,锂的需求预计将在未来15年内增长近九倍。
从岩石和盐水中提取锂的过程可能很慢,且往往会对环境造成伤害。因此,正在进行一场开发更高效、损害更小的生产方法的竞赛。
彭博社绿色纽约市的兰德提出在私人市场上进行化石燃料撤资太阳能晶圆制造商可以根据新规则获得25%的美国税收抵免新加坡清理与澳大利亚太阳能的200亿美元联系英国将制定战略计划以加快实现净零目标的路径一个有前景的创新领域是直接锂提取,这可以将从盐水中去除金属所需的时间从长达18个月缩短到几天,甚至几小时。
左侧是盐水和锂,在锂设施中分离后。摄影师:Rachel Boillot/BloombergDLE仍然是一项不确定的技术,在大规模推广之前需要克服巨大的技术挑战。
尽管如此,它对锂未来的重要性在十月份得到了强调,当时矿业巨头力拓公司 揭晓了一项计划中的67亿美元收购 Arcadium Lithium Plc,这是一家在阿根廷部署DLE技术的公司。
锂为什么如此重要?
锂是为电动车提供动力和储存风电和太阳能发电的电池的关键成分。锂原子的低质量和半径确保锂离子电池能够比同等重量的其他电池更快地吸收和存储更多电能。重量方面在电动车中至关重要,因为更轻的汽车在同样的电量下能行驶更远。
在兹维考的一家工厂中,电动汽车底盘上的锂离子汽车电池组。摄影师:Krisztian Bocsi/Bloomberg预计需求激增增加了未来供应瓶颈的风险,这可能会推高锂的价格,并可能减缓全球向电动车的转型。因此,寻找更高效的提取方法,以开辟新的、商业上可行的金属来源。
传统的锂生产方式是什么?
锂是一种柔软的银白色金属,纯净形式从岩石或高山地区常见的盐水湖中提取——主要在拉丁美洲或中国西部。它需要进一步加工成细粉——通常是碳酸锂或氢氧化锂——然后才能添加到电池中。
从岩石中提取锂需要多个处理阶段,以去除不需要的材料并获取矿物。这些包括一种称为浸出的方法,其中矿石浸泡在硫酸中以提取锂并将其转化为盐的形式。
在第二种方法中,地表或地下抽取的卤水被泵入一系列池塘中。随着水在阳光下蒸发,溶液中的锂浓度增加。处理原材料需要大量的淡水。
锂矿开采存在哪些问题?
这些技术耗时且能耗高,限制了商业上可行的锂储量。此外,通常对环境造成的损害正在玷污电动车的重要卖点——绿色形象。
电动车应该降低全球的二氧化碳排放。但开采锂辉石,锂的主要来源,是一个能耗密集的过程,通常由排放碳的化石燃料提供动力。而且,硫酸泄漏到当地水系统的风险也对野生动物构成威胁。
抗议者在2021年于贝尔格莱德示威,反对力拓集团在当地开设锂矿。摄影师:奥利弗·布尼克/彭博社在力拓提议在塞尔维亚的农田上建设欧洲最大的锂矿后,项目停滞不前,因为数千名因污染风险而感到担忧的抗议者 走上街头。
卤水锂提取通常发生在干旱地区,过度使用淡水可能对当地野生动物造成灾难性影响。
在智利的阿塔卡马盐滩,一个挖掘机在卤水池旁工作。摄影师:克里斯托瓦尔·奥利瓦雷斯/彭博社中国官员今年在锂资源丰富的江西省发现了环境违法行为,包括危险污染物的积累、污水的非法排放、非法用水以及草地保护不足和能源消费控制不力。该地区仍然是一个重要的锂生产中心。
什么是DLE?
DLE采用新方法利用工业设备从卤水中回收锂,而不是通过漫长缓慢的蒸发过程。例如,有些使用吸引锂的珠子,其他则使用选择性过滤金属的膜。初创公司多年来一直在追求DLE,但该技术最近才成熟到可以与现有方法竞争的程度。
谁在做这件事?
根据行业顾问Benchmark Mineral Intelligence,截至七月,有13个DLE项目在运营。
Eramet SA计划在11月开始在阿根廷的Centenario工厂生产。Rio正在开发其在该国的Rincon锂项目的DLE。Arcadium可以帮助它,因为它在阿根廷开发了一种DLE和其他蒸发技术的混合方案。
Eramet在阿根廷Salar Centenario Ratones的锂提取工厂。摄影师:Luis Robayo/AFP/Getty Images其他行业也在参与,包括看到DLE与他们在例如页岩压裂中使用的技术之间重叠的石油和天然气公司。燃料转化为肥料的强大企业Koch Industries Inc.已投资于Standard Lithium Ltd.,该公司计划在2025年初开始在阿肯色州建设商业DLE设施。
DLE将如何影响锂业务?
尽管近年来锂产量大幅增加,但根据BloombergNEF,锂“仍面临短缺风险”,因为对电池的需求飙升。
DLE不仅仅是提取锂的更快方式。它还使得商业化低品位卤水储备成为可能,或者那些在蒸发率过低以至于传统方法不可行的地方发现的储备。这可能会解锁新的潜在供应来源——例如来自油田的废水。
采用DLE可能是未来获取一些重要锂资源的唯一途径,因为玻利维亚和智利推动公司关注他们的锂财富以 采用 DLE技术——一种旨在节约稀缺水资源的方法。
DLE可能会在新地区打开供应。这在当前建立本地化和多样化的关键矿物供应链日益成为西方政治优先事项的时刻,具有重要意义。
一名技术人员在法国Rittershoffen的直接地热锂提取装置上工作。摄影师:Frederick Florin/AFP/Getty Images然而,技术挑战意味着DLE不太可能迅速取代传统方法。
BNEF预计到2030年,通过DLE的锂碳酸盐当量产量将从2024年的140,000吨增长到526,000吨。根据Benchmark Mineral Intelligence的数据,到2035年,DLE将占总锂供应的15%。
为什么DLE如此困难?
关于该技术仍然存在不确定性。
使用DLE的锂回收率可能较低,资本成本较高。每个卤水源都是不同的,这种独特的成分通常需要在过程中进行修改。每个DLE项目都需要特定地点的调整,这增加了复杂性和成本。
根据BNEF的说法,“大多数公司在其试点工厂中可以实现超过80%的锂回收率,因为环境是可控的。 然而,一旦工厂扩大到商业规模,这些数字就会下降。”
DLE 技术的可持续性资质各不相同,有些消耗的能源或淡水比其他技术更多。
在过去三年中,对某些技术声明持怀疑态度的投资者 对 DLE 公司的股票进行了空头押注, 期望其股价会下跌。
参考资料
- BNEF 关于直接锂提取的报告 即将商业化。
- 关于 更快锂生产的竞赛的更多信息。
- 国际锂协会关于 DLE 的 介绍。
- 咨询公司 Benchmark Mineral Intelligence 的 预测 DLE 的发展。