鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年10月25日
鋰離子電池成儲能主流 鋰原料能否支撐未來產(chǎn)量
特斯拉(Tesla)推出Powerwall、PowerPack兩款鋰離子電池能源儲存設(shè)備首周預(yù)售訂單總額突破8億美元,掀起一陣能源儲存熱潮,過去產(chǎn)業(yè)界從未有人擔(dān)心過鋰原料不足,但隨著特斯拉Gigafactory規(guī)模量產(chǎn)逐漸成形,以及其他公司跟進(jìn)鋰離子電池,在電動汽車與能源儲存兩大應(yīng)用需求下,產(chǎn)業(yè)界開始有未雨綢繆的聲音:鋰原料是否足以支撐未來產(chǎn)量?不過,澳洲公司CobreMontana的新開采技術(shù)或許可解除此一疑慮。
回顧2011年時,在能源儲存協(xié)會大會上,還有創(chuàng)投對鋰離子電池嗤之以鼻,認(rèn)為是不可能大規(guī)模設(shè)置的“玩具”,如今光是特斯拉本身的鋰離子電池及能源儲存產(chǎn)品就帶動不少應(yīng)用,客戶包括電力公司如Oncor與南加州愛迪生(SouthernCaliforniaEdison)、云端服務(wù)巨人亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AmazonWebServices)、需求反應(yīng)服務(wù)商EnerNOC,以及全美最大電網(wǎng)能源儲存計劃開發(fā)商AESEnergyStorage。除了大公司客戶,連同新創(chuàng)事業(yè)也磨刀霍霍,由于PowerPack以充放電循環(huán)5,000次計算,經(jīng)過PowerPack儲能后每度電所新增的成本約僅為0.05美元,新創(chuàng)事業(yè)“先進(jìn)微電網(wǎng)解決方法”(AdvancedMicrogridSolutions)就計劃買進(jìn)總儲能容量50萬度的特斯拉PowerPack儲能系統(tǒng),供應(yīng)電網(wǎng)穩(wěn)定服務(wù)。
在特斯拉推波助瀾下,鋰離子電池成為能源儲存主流電池技術(shù)的趨勢越來越明顯,如奇異(GE)拋棄了自家的獨拉松電池,改投鋰離子電池懷抱;奔馳制造商戴姆勒(DaimlerAG)也宣布要推出鋰離子電池能源儲存產(chǎn)品,進(jìn)入電網(wǎng)能源儲存市場。在澳洲,能源儲存市場蠢蠢欲動,一方面因為近年來澳洲的太陽能滲透率快速提升,開啟能源儲存需求,一方面澳洲人傳統(tǒng)上對電網(wǎng)不信任,渴望有自有能源,而在鋰離子電池能源儲存價格持續(xù)下降下,業(yè)界認(rèn)為澳洲能源儲存市場可望飛躍式成長,澳洲電力公司計劃親自推出能源儲存產(chǎn)品,即使這樣做會傷害售電營收也在所不惜,因為“我們不做,別人也會做”。而特斯拉在鋰離子電池上的合作伙伴,也是數(shù)家澳洲電力公司的能源儲存產(chǎn)品的鋰離子電池供應(yīng)商Panasonic,計劃將同樣的合作模式推展到歐洲,自德國開始發(fā)展。
而這些快速發(fā)展,也讓人開始注意到過去不認(rèn)為是問題的鋰原料供應(yīng)問題,特斯拉本身預(yù)期其鋰離子電池廠產(chǎn)量全開的狀況下,2020年將消耗8,000公噸的鋰原料,而若電動汽車與能源儲存市場如樂觀的預(yù)期一飛沖天,至2040年,全球有可能一年要80萬噸的鋰原料才能滿足產(chǎn)業(yè)總體需求。
美國地理調(diào)查于2015年初估計,全球鋰資源約為3,950萬公噸,而具備商業(yè)開采價值的鋰儲備量則僅為1,351.9萬公噸,在目前的產(chǎn)業(yè)狀況下,這樣的鋰資源可用上超過300年不成問題,但若是需求爆炸性成長,在一年80萬噸的情況下,不到17年就會用盡。
冶金法可將礦物廢料變成鋰原料
那么,我們是否該擔(dān)心人類未來過度依賴鋰離子電池,終有一天會因為鋰用盡而陷入能源危機?或許不必太杞人憂天,因為2040年還很遠(yuǎn),屆時可能已經(jīng)有替代產(chǎn)品,就算沒有替代產(chǎn)品,鋰離子電池也可回收再制,而創(chuàng)新采礦技術(shù)也可望徹底解決鋰不足的問題。
提煉鋰礦要高溫淋溶,是相當(dāng)耗費能源的過程,因此只有選用氧化鋰含量較高的礦石,才有開采價值,包括鋰輝石、透鋰長石等,即使使用氧化鋰含量6%的礦石,每噸生產(chǎn)成本仍可能高達(dá)3,000到5,000美元,因此,過去若是礦石氧化鋰含量低于5%,就毫無開采價值。鋰在大自然中含量其實相當(dāng)豐富,光是海水中就高達(dá)2,300億噸,只是高含量的優(yōu)質(zhì)礦石相當(dāng)稀少。
澳洲礦業(yè)公司CobreMontana提出改以濕法冶金學(xué)提煉的想法,將礦石磨碎后,于攝氏90度下加入硫酸,溶出礦石中所有的金屬,過程中出現(xiàn)二氧化硫,可再導(dǎo)回系統(tǒng)中與水結(jié)合重新出現(xiàn)硫酸,而溶化的金屬除了鋰,還會包括鎂、鋁、銣、鍶、鎵等金屬,可另外出售,還有大量的硫酸鉀,可做為肥料,出售所得可回收2成的成本,而整個冶金過程所需能量都由硫氧化而來,無須額外能源,硫占了冶金過程3成的成本,而硫是石油開采的副產(chǎn)品,相當(dāng)容易取得。
使用這種方式,即使鋰礦含量低的礦石也可利用,CobreMontana表示,以此冶金法,使用氧化鋰含量僅2%的云母石,每噸成品冶煉成本只需1,800美元,甚至比南美洲各國如阿根廷、玻利維亞、智利的鹵化物沉積優(yōu)質(zhì)礦冶煉成本每噸2,000到2,500美元更低。這開啟了大量新的鋰資源,云母在全球可說遍地都是,經(jīng)常是采礦時拋棄的廢料,取得成本相當(dāng)?shù)土?,光是捷克的Cinovec礦區(qū),就可望供應(yīng)1,000萬噸鋰原料。
CobreMontana目前已在Cinovec礦區(qū)進(jìn)行小規(guī)模測試生產(chǎn),每小時可產(chǎn)出1到3公斤鋰原料,CobreMontana計劃將與合作伙伴進(jìn)行規(guī)模商業(yè)生產(chǎn),若能順利量產(chǎn),看來人類就不用擔(dān)心鋰會用完的問題了。
原標(biāo)題:鋰離子電池成儲能主流鋰原料能否支撐未來產(chǎn)量
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