宁德时代董事长曾毓群在世界动力电池大会上称,“但实际上,矿产资源并不是产业发展的瓶颈。”曾毓群同时表示,已探明的锂资源储量已可以生产160 TWh的锂电池,完全足够生产全球需要的动力电池和储能电池。同时,随着锂资源探明量增加,潜在产能还会进一步提升。
特斯拉的马斯克说,锂矿实际上相当常见,“几乎无处不在”,锂价飙升是因为锂供应受限,而这背后的原因并非是原材料稀缺,,而是因为精炼超高纯度电池级氢氧化锂和碳酸锂的能力有限。
两位大佬虽然认为锂矿上涨的原因各不相同,曾毓群认为是炒作,马斯克认为是冶炼能力不足,但是两人都认为,锂资源并不缺,甚至是无处不在。
他们说的是对的,锂资源并不存在物理上的绝对短缺,而且也可以说是“无处不在”。
2021年全球已探明的锂资源量达到8900万金属吨,合计2.2亿吨碳酸锂,今年碳酸锂消耗量70多万吨,2025年不超过200万吨,2030年估计在350万吨左右,现在的探明储量可以支撑70年。
这个储量是会继续增加的,不用70年,30年之后,回收锂资源估计也能满足大部分需求了。
但这2.2亿吨碳酸锂并不是地球上的全部锂金属储量,这大概率只包含了已经探明在物理性质上适合用来提取锂矿的资源。
有些资源可能并不在这个方位,比如墨西哥和云南的黏土矿,可能就不在这个范围,包括一些江西的锂云母矿,因为锂品位低,可能就不在这个范围。但是现在,这些矿准备开发了。
这还不止。
这些加起来也不过是陆地上的锂资源储量(包括 盐湖),海水里的锂资源储量估计可能是陆地锂资源储量的一千倍以上。
海水有132亿亿吨,0.17mg/L计算,合计储量2244亿吨锂金属,合5456亿吨碳酸锂。
够不够用呢?
不要说海里,就陆地上现在探明的2.2亿吨碳酸锂,就够了。
1GWh电池需要700吨左右的碳酸锂。
全球现在汽车保有量是15亿辆,22年6月,全球新能源汽车保有量将突破2000万大关。
我们说可见未来的终极情况,比如2040年,假设汽车保有量还是15亿辆,其中乘用车12亿辆,电动车保有量6亿辆,年电动车销售量4500万辆。
2022年,电动车全球销量约为650万辆,假设每车带电55度,325GWh电池,消耗碳酸锂25万吨,其它用途约22万吨。合计47万吨。
2022年,电动车全球销量约为1000万辆,假设每车带电57度,560GWh电池,消耗碳酸锂40万吨,其它用途约24万吨。合计64万吨。
中性终极情况,年电动车销售量4500万辆,意味着年碳酸锂消耗量180万吨,加上其它需求34万吨,合计214万吨。
电动车保有量6亿辆,需要2400万吨碳酸锂,加上其它需求400万吨,需要2800万吨碳酸锂。对应电池39200GWh,40T。
曾毓群说的没错,已探明的锂资源储量,完全足够生产全球需要的动力电池和储能电池。
已探明2.2亿吨碳酸锂,已可以生产300TWh的锂电池,超过了曾毓群说的160T,达到了马斯克曾经说的300T。
没错,只需要把已探明的陆地锂矿采完就可以了,我们就可以实现一个电动化的世界。
如果真的还不够,那可以海水提锂啊!
海水提锂并不是天方夜谭,甚至也不是锂矿涨价后的几年,才开始有人提出的。
海水提锂至少从2003年就还是有论文,而且至少在2015年以前就有了一些工艺进展,至少,在实验室里,是可行的。
在海水提锂研究中主要应用溶剂萃取法和吸附剂法。由于海水中锂浓度仅为0.17mg/L,因此从低锂浓度海水中提锂,吸附剂法被认为是最有前途的海水提锂方法 。
虽然现在还只是在实验室,但是将来未必。
海水提锂方面,上市公司东方集团、鲁北化工都已经贴上海水提锂概念标签了。
东方集团说,已经建成海水提钾中试车间,生产能力为氯化钾铵50公斤/天或氯化钾25公斤/天,公司从海水中提取的氯化钾样本所检项目符合GB/T37918—2019《肥料级氯化钾》要求,达到粉末结晶状I型级别。公司正在积极推进一期年产20万吨氯化钾项目,已初步选址为福建省泉州市石狮市鸿山镇。项目一期计划2022年下半年开始建设,2023年年中将实现达产。
东方集团说,拟在海水提钾项目基础上,积极推进海水提锂、溴技术及产业化研究。目前公司海水提锂、提溴技术尚未进行中试,产业化存在较大不确定性。
可以说,只要价格够高,海水提锂终究会有人干出来。
还有,沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的团队,采用了固态电解质膜,提炼出纯度为99.94%的磷酸锂,初步的经济分析表明,当与氯碱工业结合时该工艺可以盈利。
海水提锂不但技术可行,还可能盈利!
这么说,锂矿不缺,甚至过剩了?
不是这样的,任何矿产资源,缺不缺,不是取决于储量,而是取决于大量取得的经济性。
地球上不缺锂,缺的是可经济性获得的锂。
其实地球上不缺任何矿产资源,缺的是可经济性获得的矿产资源。
你随便抓一把土,里面就包含了组成全宇宙的几乎所有94种自然元素,只是含量多少的问题罢了。
如果你用任一元素的丰度乘以地壳质量,所计算出来的任一矿产资源总量都会多得取之不竭,用之不尽。
当任何人告诉你某一元素并不稀缺之时,那多半就是个语义模糊的,抛开经济性谈稀缺性的假命题。
随便抓上一把泥土都会含有少量铀元素,但这个量不是能给人带来任何影响和伤害的量。
普通人最容易接触到的资源案例就是生产玻璃、芯片、光伏电池所用的硅元素。该元素含量太多了,普通沙子就含有90%+的二氧化硅,其282000PPM的地壳元素丰度,也意味着你随便拿起一块石头,抓上一把泥土,平均就会有占比28.2%的单质硅原子,所以如果不谈经济性,那硅资源一点也不稀缺。但具备经济性的沙子(即:优质石英沙)却是很稀缺的战略性资源。稀缺得全世界早就把地表所有优质石英沙全部开采完了(这种含有高纯度二氧化硅的石英沙是生产石英坩埚的原材料,且石英坩埚的工业用途广泛,用量很大),所以多年来,石英沙价格一直在上涨,这是石英股份上涨的逻辑,也是硅料价格持续上涨的逻辑。
占地壳成分5.63%的铁元素也同样如此,南方最常见的土质就是因含铁量太高而带有红黄色的红壤土,并且在江西、湖南等长江以南省份的很多红壤土里,含铁量可达15%~30%。但这种品味的“铁矿”是没有任何经济性的,其炼出来的钢铁都是大炼钢运动时搞出来的那种没法用的铁土疙瘩。需要付出很高的成本,才能在实验室里分离出大量的杂质,把铁土疙瘩进一步精炼成可用的钢铁,并且在处理铁土疙瘩的问题上,至今还没有出现可以走出实验室的工业化量产技术,所以中国才成了一直以来的全球最大铁矿石进口国,每年都要从国外进口大量铁矿石。
任一矿产资源的价值,主要取决于经济性(即:生产成本),然后才是特定经济性下的储量。
中国最具开采潜力的二个锂盐湖,青海察尔汗盐湖和西藏扎布耶盐湖,就是由我国盐湖学及盐湖矿产开发的奠基人郑绵平院士分别于1950年代和1980年代发现的。此后中国社会各界就这二个盐湖的锂、钾等多种矿产资源的开发问题,不停的呼吁、规划、筹建了几十年。但一直到现在,还是因缺乏经济性而无法大规模开采。只能象业界说的那样,现在的中国锂开采看察尔汗盐湖,未来的中国锂开采看扎布耶盐湖。
再举个例子,比锂矿值钱得多的金矿。仅应该是很值钱的贵金属了,375元一克,一公斤37.5万,一吨37500万,比锂矿值钱1000倍。
海水中溶解有约77种元素,海水里是有金的,大概400万吨的黄金。
可能一般人没有概念。2018年全球的黄金产量约3503吨。全球黄金储量大约5.677万吨,探明量则为12.946万吨,总计也就18.623万吨。
为什么没有人提取呢?因为成本实在太高了。
海水中金的浓度极低,一般仅为0.001-0.5mg/t,平均为0.0112mg/t,而锂含量是0.17mg/L,170mg/t。
金含量比锂矿还低,只有海水中锂含量的万分之一,所以尽管金比锂矿值钱1000倍,也没有人去海里提金。
技术上是可行的,曾研究过的海水提金方法主要有吸附法、离子交换法及沉淀法等。
其实不光海里,地球上的黄金简直太多了。
据科学家概略地测量与估算,地球上黄金的总储量大约为48亿吨。乍听起来,这真是一个天文数字。每人可以分到一吨黄金了。
《自然》杂志上的一篇文章指出,地球上大约有4亿亿吨黄金,如果全部开采出来平铺在地球表面,厚度可以达到4米。如果将这些黄金平分给全球大约75亿人,每人可以分得超过530吨黄金
但实际上,以48亿吨为例,其分布于地核内的约47亿吨,地幔内的约8600万吨,地壳内的约960万吨,海水中的约440万吨。也就是说,99.7083%的黄金,深藏于地核与地幔中。而地核与地幔中的黄金,人类在相当长的时期是无法得到的。目前人类探测和开采黄金的深度一般都在1000米以内,少数国家能达4000多米,而地幔的深度平均是35公里以下。就是蕴藏在地壳中和海水中的黄金,也有90%是可望而不可及的。
从古至今人类所开发的黄金都在陆地的地壳,即地球的最外圈层。地壳中的金主要包含在岩石里,这是岩金。因岩石风化后自然金等含金矿物被分离出来后被流水带到河流中并沉积下来,隐藏在砂和卵石中,这是砂金。但目前我们一般所能开发利用的仅是品位大于3克/吨的岩金矿(科技发达国家和易选的金矿石可降低到1克/吨左右)和品位高于0.1克/吨的砂金矿,其余数量巨大的含金岩石中的金都没有开采价值,只有经过复杂的地质作用使岩石中的金富集1000倍以上,我们才能开采并将其中的金提取出来。
所以,即使贵如黄金,品位和开采成本,决定了,每年只有4000吨的产量,其它几十亿吨的储量,按照现在的黄金价格,都是不值得开采的。
甚至,黄金还能人工合成呢,真正的金。在上世纪八十年代初,就有美国科学家想到了利用了原子对撞机的原理,通过对撞的方式制造出"人造黄金"。在1997年的时候,日本科学家松本已经用水银通过照射方式变成一个新的原子,最后提炼出了七百克左右的黄金。
对于人工造黄金这个问题,科学家表示:人工造黄金的成本是非常昂贵的,而且制造出来的一克黄金需要花费很长时间。拿日本造黄金这项实验技术来说,投入的人力物力的成本已经高出黄金本身价值很多倍,由此可见人工造黄金的成本已经超过了商品的实际价值,而且人工造黄金对实验条件非常苛刻,建设这种高端实验室需要巨额投资,还包括特殊设备的引进,所以说人工造黄金是不可能投入大量生产的。
这只是以黄金作为例子,黄金如此,其它矿产资源莫不如此。
云母可提锂,黏土可提锂,气田水可提锂,海水也可提锂,甚至从理论计算,地球上的锂矿非常多。
但锂矿储量没有用,可经济性获得的锂矿储量才是有用的。
这个经济性上的成本,不只是纯粹的生产成本,人力和设备、资源的投入,还有软性的环境环保成本。
但是,即使解决了成本问题,比如锂辉石生产锂盐可能5万成本,云母可能6万一吨成本,盐湖可能3万一吨的成本,黏土提锂可能10万一吨成本,海水提锂可能200万一吨成本,那么锂矿锂盐的价格就是在成本上加个几千或几万的利润吗?
这是另外一个问题:价格是由成本决定的吗?