天下缺锂久矣,盐湖能挺身而出吗-电动汽车观察家

天下缺锂久矣,盐湖能挺身而出吗

汽车人在追芯,电池人在追锂。

电池核心原材料——碳酸锂,价格从5万元/吨一路狂飙10倍,涨至50万元/吨。

“有锂走遍天下。”碳酸锂企业腰杆从未这么硬。

50万价格是贵,你还不一定买得到。

为了保障供应,连国家都出手了。

今年3月中旬,部分锂盐企业被国家相关部门约谈,要求保供应。同时,下游厂商抱团抵制,拒采50万元以上的碳酸锂产品。市场有所降温,碳酸锂成交价稳定在45万元/吨上下,依然是天价。

怎么会这么贵?需求暴涨是一方面,供给瓶颈是另一方面——中国碳酸锂的原料主要来自澳大利亚的锂辉石、南美及中国盐湖。尤其是澳大利亚和南美进口的锂资源占据大头。

中国的盐湖呢?为什么不能在需求高涨时扩产,保证电池厂的供应呢?

本文可看到四条核心结论:

(1)当前价格下,盐湖提锂利润空间非常高,是个好生意。但是,2021年中国盐湖提锂实际产量约6万吨碳酸锂当量,2022年产量约8万吨,保守估计2025年产量为12万吨,产量增速远不及动力电池需求增速。

(2)青海盐湖禀赋较差,生产的碳酸锂多为工业级或准电池级,还没有在动力电池上商业化广泛应用,未来还需要认可的过程或加强开发禀赋较好的西藏盐湖。

(3)国内盐湖提锂技术成熟度较高,主流技术是吸附加膜法,运行成本较低,可适用于青海、西藏大多数盐湖。一些新技术出现,进一步提升了提锂的效率。

(4)西藏政府对企业开发盐湖的态度并不积极,受制于基础设施条件恶劣,电力能源一次投入成本大,且存在地方民族问题,投资开发盐湖困难重重。

01

碳酸锂价格1年涨10倍

一艘艘大型货轮载着“白色石油”运往上海、广州港口;一个个巨头:赣锋锂业、天齐锂业、宁德时代积极收购海外锂矿、盐湖资源,依然难以满足动力电池的高速增长需求。

2021年,我国碳酸锂需求约33万吨LCE,国内供给量约23万吨,缺口约10万吨,其中8万吨靠国外进口。2025年,我国碳酸锂需求量将达60万吨LCE,缺口或达16万吨。

碳酸锂需求主要来自新能源汽车及储能领域的高速增长。业内专家预测,2022年新能源汽车销量将达550万辆,2025年将达900万辆。

据中关村储能联盟预测,2025年电化学储能装机总量将达35GWh,“十四五”行业复合增长率达60%以上。

2021年,新能源汽车磷酸铁锂电池装机量反超三元电池,占比越来越大。而储能主要增量也主要是磷酸铁锂电池。

无论磷酸铁锂还是三元(NCM)材料都要用到碳酸锂,磷酸铁锂对碳酸锂的需求还要高。个别日韩电池企业使用三元(NCA)材料,会用到氢氧化锂,相对小众。

中国缺碳酸锂,但不是缺产能,而是缺锂资源。

锂资源供应有多方面。其中最多来自进口,我国对外依存度超过70%。国内供给23万吨LCE产量中,原材料主要来自澳洲锂矿及南美盐湖等地。随着国外锂辉石不断开采,锂含量未来呈降低趋势,提锂成本越来越高。

澳大利亚Orocobre锂矿区

国内有四个来源:锂云母矿、锂辉石矿、电池回收和盐湖提锂。

中国的锂云母主要分布在江西宜春,资源相对有限。

四川锂辉石矿处于高海拔地区,前期基础建设投入大且时间长,开采规模暂时不足。

去年电池回收供给碳酸锂当量约2万吨,相对还很少。3年后电池将大规模退役,国轩高科董事长李缜认为,到2040年,制造电池对原材料电池的总需求和回收电池提供材料的总供给达到平衡。短期指望不上。

如此看来,中国的盐湖似乎是尽快补充碳酸锂产量的一大途径。

02

盐湖提锂技术:成熟度高,新技术涌现

全球64%锂资源来自盐湖,是碳酸锂的重要来源。

盐湖从何而来呢?

要追溯到大约10万年前。

那时,地壳运动形成湖泊,但是,后续因为干旱气候,外部水源供给不足,湖水大量被蒸发,周围出现盐滩,形成盐湖。

盐湖是个宝藏。它沉积的盐类矿物约达200种。人类已经从盐湖中大量开采石盐、碱、芒硝和钾、锂、镁、硼等重要原料。

锂只是盐湖矿藏中的一种,而且含量高低不同,镁锂比不同,提锂技术也不一样。

国内外的主要盐湖,可总结三点特性:

(1)国外盐湖储量大,镁锂比低,禀赋好。

(2)青海盐湖锂浓度低、镁锂比高,禀赋差。

(3)西藏盐湖锂浓度高、多数盐湖镁锂比低,禀赋好。

盐湖提锂技术目前有盐田富集法、膜分离法、离子交换吸附法、溶剂萃取法四大技术方法,需要根据盐湖类型、特性选择与之相匹配的技术方法。

“冬天捞碱,夏天晒盐。”这是高中化学老师说的最多的一句话,说的就是古老的盐田富集法。这种方法需要修建盐田,挖渠引卤,是目前产量最大的盐湖提锂工艺。技术成熟、生产成本低,在南美大规模应用。但对卤水品位要求高,无法有效处理高镁锂比的卤水,不适用于青海盐湖。当然,修建盐田对生态环境产生威胁,西藏已明令禁止,故此法在国内难以推广

膜分离法包括电渗析膜和纳滤膜等,需要锂浓度比较高的老卤,通常先要晒到锂浓度4-5g/L的老卤才可以用,总收率也很低,受制于电力成本较高等因素影响,膜法很少单独使用,一般会与吸附法连用。

离子交换吸附法选择性高、可以原卤直接提锂,简单环保,但是淡水用量大,需增加水淡化装置,吸附材料溶损率也比较高。

一位资深盐湖提锂科研工作者说道:“吸附法是国内盐湖的主流技术,但铝吸附后,突出浓度比较低,所以后续必须加膜再浓缩,蓝科锂业在青海察尔汗盐湖就用的吸附加膜法,年产约2万吨碳酸锂。”由于循环过程中生成的碳酸锂会堵住分子筛导致失效,所以这个方法不适用于碳酸型盐湖。

总的来说,盐湖提锂技术主流是吸附法加膜工艺提锂,原理和水处理行业类似,技术比较成熟,也有成本优势。

一位盐湖提锂企业投资人说道:“以生产1万吨碳酸锂为例,主流吸附加膜工艺运行成本普遍控制在3-4万元,再提纯生产电池级碳酸锂成本再上升8000-15000元。成本不是问题,技术也不是问题,能源才是真正的问题。”

除此之外,传统的溶剂萃取法使用高酸,设备损耗,萃取剂损坏等无法避免,且萃取剂回流污染湖水,口碑也不太好。

不过,现在出现了更加环保的新萃取技术,未来应用或许会大幅提升。中科院过程所就提供了一个新技术——碳酸盐型盐湖多官能团螯合萃取-三相反应提锂技术。这一技术在西藏盐湖已经完成中试,产品综合收率达90%以上。

据这一技术的合作方上海意定新材料科技有限公司总经理林道勇介绍:“生产1万吨碳酸锂,固定投资2个多亿,运行成本1-2万元/吨,用电量6000多度,相比吸附法都具有很大优势。”

这一萃取技术,适用于碳酸型盐湖,仅西藏扎布耶盐湖等合适。

中科院过程所另一项新技术是多组分协同溶剂萃取-水反萃清洁提锂技术,已在青海盐湖完成中试。同样也参与这一技术推广应用的林道勇说到:“该技术对环境友好,唯一劣势要求锂浓度高,要1g/L,南美盐湖比较适用。扎布耶和纳木错盐湖锂浓度比较高,将近1g/L,其他盐湖锂浓度过低,至少要晒到0.5g/L以上才能用,以后再升级迭代甚至0.3g/L也可以用。”

新萃取技术最大的优势是淡水用量少,其次是提锂成本较吸附法还低,对环境同样友好。如果新技术跑通量产,有助于产能扩张。

03

产能扩张有限

这么好的生意,国内盐湖提锂产出现状如何呢?

在几个盐湖提锂企业之中,蓝科锂业在青海察尔汗盐湖产量最大,从去年7月1日开始,二期产能释放,每天产量100吨,去年总产量约2万吨碳酸锂。今年,蓝科锂业有望达产3万吨碳酸锂,但近期暂无扩张计划。

蓝科锂业的吸附法产线

五矿的青海一里坪盐湖先做钾肥再提锂,年产碳酸锂近1万吨。其他企业的产能和产出,相对较小。

总体而言,我国盐湖锂资源储量丰富,提锂成本较低,虽有很大施展空间,但目前总体产量并不高。

一位盐湖提锂企业的投资人表示:“2021年国内盐湖提锂产量约6万吨碳酸锂当量,预计2022年产量约8万吨碳酸锂当量,保守估计2025年产量约为12万吨碳酸锂当量。”多数被访者对此数据也表示认可,盐湖提锂产量确实不高,而且增长有限。

原因之一是,目前虽然青海盐湖贡献最大,但由于禀赋较差,不能做成严格意义上的电池级碳酸锂,不是未来开发的主力。2021年底,青海政府和工信部印发了《青海建设世界级盐湖产业基地行动方案》(2021-2035年),方案中提到:“2025年,青海碳酸锂产能达到15万吨”。但此行动方案没有公开发布,似乎支持力度不强。

原因之二是,虽然资本对西藏盐湖开发意愿更强,但受制于西藏基础设施条件差、能源电力供给不足、政府意愿不强及民族问题等多方面,未来大规模开发还存在很多不确定性。

“去年我曾到西藏盐湖考察,道路不通、没有电力,还发现一些复杂的民族问题,也在影响扩产,个人不太看好盐湖提锂。”《电动汽车观察家》特约作者朱玉龙提到。

04

不可期望太高

从市场端来看,青海盐湖贡献主要是工业级碳酸锂。虽然大多数企业再次加工做电池级碳酸锂,但严格说是达到了准电池级,产品可应用于储能、低速车等低端场景,两年内很难应用到动力电池上面。客户认可需要有个过程,需要有动力电池企业肯做第一个吃螃蟹的人。

江特电机利用云母矿生产的锂精矿

从地方政府来看,西藏政府没有经济任务压力,主要态度还是维稳,不要激起民族冲突。当然还有能源电力问题,虽说风光储可以解决,但储能锂电池成本很高,为了在盐湖里提锂,还要用掉大量碳酸锂做成储能电池,看起来有些顾此失彼。

西藏,几乎是每个中国人都向往的一方净土,郑钧的《回到拉萨》唱出了我们的心声,我相信大多数人也不希望看到五彩缤纷的盐湖因大规模开发而遭到破坏。

与此同时,国内锂业巨头加速海外布局扩张,进口锂资源依旧保持快速增长。国内的江西锂云母矿、四川锂辉石矿产也在加速开发。而且,锂、钴、镍价格高位运行,助力电池回收产业加速发展,都将逐渐填补碳酸锂供需缺口。

盐湖提锂,虽然对于碳酸锂供需矛盾有所补益,但不能把供需平衡的期望压在盐湖上。近几年看,盐湖提锂还是美而小的生意。

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