汽车行业的人在追逐电池,锂电池行业的人也在追逐锂材料。电池的核心原料–碳酸锂,2022年碳酸锂的价格已经从5万元/吨飙升到最高峰60万元/吨,翻了12倍。
“有锂走遍天下”。碳酸锂企业的腰杆子从来没有这么硬过。50元人民币的价格很贵,你可能买不到。为了保证供应,甚至国家也采取了行动。
2022年3月中旬,一些锂盐企业被国家有关部门约谈,以确保供应。锂盐企业的具体内容请参考《中国锂盐企业TOP10》。与此同时,下游厂商抵制并拒绝采购50万元以上的碳酸锂产品。市场降温,碳酸锂的成交价稳定在45万元/吨左右,价格仍然很高。
然后,进入2023年,碳酸锂价格狂跌,从2022年将近60万元/吨的高位,暴跌到最低20万/吨以内,目前回升到30万元/吨左右。
它怎么会这么贵?需求激增是一个方面,供应瓶颈是另一个方面–中国碳酸锂的原料主要来自澳大利亚、南美的闪石和中国的盐湖。特别是,从澳大利亚和南美进口的锂资源占据了大部分。
那么中国的盐湖呢?为什么不在需求旺盛时扩大生产,以确保锂离子电池公司的供应?
碳酸锂价格一年内上涨10倍
大型货轮将 “白油 “运往上海和广州港口;巨头们: 赣锋锂业、天齐锂业、CATL都在积极收购海外锂矿和盐湖资源,但仍难以满足动力电池的快速增长。.
2021年,中国碳酸锂需求量约为33万吨LCE,中国的供应量约为23万吨,缺口约为10万吨,其中8万吨从国外进口。2025年,中国的碳酸锂需求量将达到60万吨LCE,缺口可能达到16万吨。
碳酸锂的需求主要来自于新能源汽车和储能的快速增长。行业专家预测,2023年新能源汽车的销量将达到600万辆,2025年将达到900万辆。
根据中关村储能联盟的预测,2025年电化学储能的总装机容量将达到35GWh,”十四五 “期间行业的复合增长率将达到60%以上。
2022年,新能源汽车用磷酸铁锂电池的装机容量超过三元电池,所占比重越来越大。储能的主要增量也以磷酸铁锂电池为主。
磷酸铁锂和三元(NCM)材料都使用碳酸锂,而磷酸铁锂对碳酸锂的需求量更大。一些日本和韩国的电池公司使用三元(NCA)材料和氢氧化锂,其数量相对较少。
中国缺乏碳酸锂,但不是缺乏生产能力,而是缺乏锂资源。
锂资源的供应是多方面的。其中大部分来自于进口,中国的对外依存度超过70%。在中国供应的23万吨LCE产量中,原材料主要来自澳大利亚的锂矿和南美的盐湖。随着其他国家不断地开采铲运石,未来锂的含量将呈现下降趋势,提锂的成本也会越来越高。
中国有四个来源:鳞片岩、闪锌矿、电池回收和盐湖提锂。
中国的鳞片岩主要分布在江西宜春,资源相对有限。
而四川的闪石矿位于高海拔地区,前期基建投资大,耗时长,开采规模暂时不足。
去年,电池回收所供应的碳酸锂当量约为2万吨,相对较少。3年后,电池将大规模退役。国轩高科董事长认为,到2040年,电池制造原材料的总需求和电池回收材料的总供应已经达到平衡。在短期内不能指望它。
这样一来,中国的盐湖似乎是尽快补充碳酸锂产量的一个好办法。
从盐湖中提取锂的新技术出现了
世界上64%的锂资源来自盐湖,盐湖是碳酸锂的重要来源。盐湖从何而来?可以追溯到大约10万年前。
在那个时候,地壳运动形成了湖泊。但由于气候干旱,外部水源不足,大量湖水被蒸发,周围出现盐碱地,形成盐湖。
盐湖是一个宝藏。它沉积了大约200种盐类矿物。人类从盐湖中开采了大量的重要原料,如光卤石、碱、镜泊石和钾、锂、镁、硼等。
锂只是盐湖矿藏中的一种,其含量不同,镁与锂的比例不同,提锂的技术也不同。
主要的盐湖可以归纳为三个特点:
(1) 中国的盐湖储量大,镁锂比低,禀赋好。
(2)青海盐湖的锂浓度低,镁锂比高,禀赋差。
(3)西藏盐湖的锂浓度高,大部分盐湖的镁锂比低,禀赋好。
盐湖提锂技术目前有四种技术方法:盐田富集法、膜分离法、离子交换吸附法、溶剂萃取法。要根据盐湖的类型和特点,选择相匹配的技术方法。
“冬天抽碱,夏天晒盐”。这是化学老师说得最多的一句话,指的是古代的盐田富集法。这种方法需要建造盐田,并开凿运河引流卤水。它是目前从盐湖中提取锂的最有成效的工艺。
该技术是成熟的,生产成本低,并在南美被广泛使用。然而,它对盐水质量的要求很高,不能有效处理镁锂比高的盐水,所以不适合青海盐湖。
当然,盐田的建设对生态环境构成威胁,西藏已经禁止,所以在中国很难推广此法。
膜分离方法包括电渗析膜和纳滤膜等,需要锂浓度比较高的老卤。通常情况下,锂浓度为4-5g/L的旧卤素才可以使用,总产量也很低。由于电费较高等因素,膜法很少单独使用,一般与吸附法结合使用。
离子交换吸附法选择性高,可直接从原卤化物中提取锂,操作简单,环境友好。
一位从盐湖中提取锂的高级科研人员说: “吸附法是中国盐湖的主流技术,但铝吸附后,突出的浓度比较低,所以后续必须用膜添加,然后浓缩。采用的吸附法和膜法每年可生产约2万吨碳酸锂”。
由于循环过程中产生的碳酸锂会堵塞分子筛而导致失败,因此这种方法不适合碳酸盐型盐湖。
一般来说,盐湖提锂技术的主流是吸附法加膜法提锂。其原理与水处理行业类似,技术相对成熟,也有成本优势。
一位盐湖提锂公司的投资者说: “以生产1万吨碳酸锂为例,主流的吸附和膜工艺的运行成本一般控制在3万-4万元人民币。再纯化和生产电池级碳酸锂的成本将增加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。”
此外,传统的溶剂萃取法使用高酸,设备损耗、萃取剂损坏等问题无法避免,而且萃取剂的回流污染了湖水,口碑也不是很好。
不过,现在有了更环保的新提取技术,未来的应用可能会大大增加。中国科学院过程研究所提供了一种新技术–碳酸盐型盐湖多功能螯合萃取–三相反应提锂技术。该技术已在西藏盐湖完成中试,产品综合收率达90%以上。
据这项技术的合作伙伴上海一鼎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,固定投资超过2亿元,运营成本为1-2万元/吨,耗电量超过6000千瓦时。与吸附法相比,它有很大的优势”。
这种提取技术适用于碳酸盐盐湖,只有西藏扎布耶盐湖适合。
中国科学院过程研究所的另一项新技术是多组分协同溶剂萃取-水剥离清洁提锂技术,该技术已在青海盐湖完成中试。
林道勇也参与了这项技术的推广和应用,他说: “这项技术是环保的,唯一的缺点是锂的浓度较高,为1g/L,比较适合南美的盐湖。扎布耶和纳木措盐湖的锂浓度比较高,接近1g/L,其他盐湖的锂浓度太低,至少要0.5g/L以上才可以使用,后期升级迭代甚至可以使用。”
新的提取技术最大的优点是淡水量少,其次是提取锂的成本比吸附法低,而且对环境友好。如果新技术投入大规模生产,将有助于产能扩张。
蓝科锂业原有的1万吨/年工业级碳酸锂产能和2万吨/年电池级碳酸锂项目已于2021年4月建成,将逐步释放部分产能。
五矿盐湖目前碳酸锂产能为1万吨/年,规划碳酸锂产能为2万吨/年。
国安锂业从事盐湖开发,碳酸锂产能为1万吨。
大华化工目前年产氧化锂10000吨,氢氧化锂2000吨,碳酸3000吨,硼酸25000吨。
东台锂资源公司现有20,000吨的锂盐生产能力和潜在的10,000吨产能扩张计划。该项目仍在规划中,正在积极推进。
西藏国能矿业将进行后续开发
扎布耶项目二期计划建设96万吨/年电池级碳酸锂和2400吨/年工业级碳酸锂。2023年落地后,将形成2.5万吨的锂电生产能力。
在几家盐湖提锂企业中,蓝科锂业在青海察尔汗盐湖的产量最大。从去年7月1日开始,二期产能释放,日产量为100吨,去年总产量约为2万吨碳酸锂。今年,蓝科锂业预计将生产30,000吨碳酸锂,但短期内没有扩张计划。
五矿集团的青海一里坪盐湖先做钾肥,再提炼锂,年产碳酸锂近1万吨。其他企业的生产能力和产量都相对较小。
总的来说,中国的盐湖有丰富的锂资源,而且提锂的成本很低。虽然有很大的发展空间,但目前的整体产量并不高。
一位盐湖提锂公司的投资者说: “2021年,中国盐湖提锂产量约为6万吨碳酸锂当量,2022年产量约为8万吨碳酸锂当量,保守估计2025年产量约为12万吨碳酸当量。锂当量”。
大部分受访者也认同这一数据,认为盐湖提锂的产量确实不高,增长有限。
其中一个原因是,虽然青海盐湖贡献最大,但由于其禀赋较差,无法制成严格意义上的电池级碳酸锂,也不是未来发展的主力。
2021年底,青海省政府和工业和信息化部发布了《青海省建设世界一流盐湖工业基地行动计划(2021-2035)》。但这个行动计划还没有公开发布,支持力度似乎不大。
第二个原因是,虽然资本更愿意在西藏开发盐湖,但由于西藏基础设施条件差,能源和电力供应不足,政府意愿不强,以及民族问题,未来大规模开发仍有很多不确定因素。.
“去年,我参观了西藏的盐湖。道路运输相对困难,电源也很远。我还发现了一些复杂的其他问题,这也影响了生产的扩大。我对从盐湖中提取锂的情况不是很乐观”。作者提到。
期望值不能太高
从市场角度来看,青海盐湖的贡献主要是工业级碳酸锂。虽然大多数公司将其再加工成电池级碳酸锂,但严格来说,它们已经达到了准电池的水平。这些产品可以用于低端场景,如储能和低速汽车。在两年内将它们应用于动力电池是很困难的。需要有一个客户认可的过程,需要有一个动力电池公司愿意做第一个吃螃蟹的人。
从地方政府的角度看,西藏政府没有经济任务压力,主要态度是维护稳定,不挑起民族矛盾。当然,还有一个能源和电力的问题。
虽然风能和太阳能储能可以得到解决,但储能锂电池的成本非常高。为了在盐湖中提取锂,必须使用大量的碳酸锂来制造储能电池。
西藏是一片几乎每个中国人都向往的净土。我相信大多数人都不希望看到五彩缤纷的盐湖被大规模开发所破坏。
与此同时,中国锂业巨头加快了海外扩张的步伐,进口锂资源也保持了快速增长。中国的江西鳞片岩矿和四川闪石矿也在加速开发。此外,锂、钴和镍的高价格有助于加速电池回收行业的发展,并将逐步填补碳酸锂的供需缺口。
从盐湖提锂虽然有利于解决碳酸锂的供需矛盾,但不能把供需平衡的预期放在盐湖上。近年来,从盐湖提锂仍然是一个美丽的小生意。
结语
从本文中可以得出四个核心结论:
(1)在目前的价格下,从盐湖中提取锂的利润率非常高,是一门好生意。然而,中国盐湖提锂的实际产量在2021年约为6万吨碳酸锂当量,2022年约为8万吨,2025年保守估计为12万吨。产量增长率远远低于动力电池需求的增长率。
(2) 青海盐湖禀赋较差,生产的碳酸锂大多是工业级或准电池级。它还没有被广泛地应用于商业动力电池。今后有必要对西藏盐湖的工艺进行核准,或加强对禀赋较好的盐湖进行开发。
(3) 中国盐湖提锂技术成熟度较高。主流技术是吸附法和膜法,运行成本低,可适用于青海和西藏的大部分盐湖。一些新技术的出现,进一步提高了提锂的效率。
(4)西藏政府对企业开发盐湖的态度并不积极。受基础设施条件差、电力能源成本高、当地存在民族问题等因素的制约,投资开发盐湖的难度很大。