锂,这种看似普通的金属,正悄然成为未来能源版图中的关键角色。随着全球对清洁能源需求的急剧攀升,锂的重要性日益凸显。

锂之所以备受瞩目,源于其独特的化学性质。锂原子始终渴望摆脱最外层的电子,而这一特性,在人类智慧的控制下,竟化身为可逆的能量转换器。这意味着,经过精心设计的锂,能在需要时释放能量,吸收能量,再适时释放,宛如一个灵活的能量储罐。正因如此,锂成为了电池技术的理想之选。



锂离子电池,这一科技结晶,在短短几十年间便实现了商业化,并迅速在便携式电子设备领域占据主导地位。其安全性与轻便性的完美结合,让智能手机、平板电脑等设备得以轻装上阵,续航无忧。然而,锂的潜力远不止于此。随着电动汽车市场的蓬勃兴起,锂的需求迎来了前所未有的爆发。

电动汽车,这个被誉为“未来交通”的代名词,正引领着汽车产业的变革。从硅谷的创新实验室到华尔街的金融殿堂,电动汽车都成为了众人瞩目的焦点。而在这场变革中,锂无疑是不可或缺的“幕后英雄”。以英国为例,该国已明确承诺,到2030年将全面禁止销售内燃机汽车。为了实现这一目标,英国需要替换其庞大的汽车保有量,而这一过程中,碳酸锂的需求量将高达23.6万吨。这相当于全球锂矿在九个月内的全部产量,而全球还有众多其他国家和领域对锂有着迫切的需求。

尽管锂的重要性不言而喻,但锂的生产过程却并不复杂。全球锂产业主要由四个国家主导:阿根廷、智利、澳大利亚和中国,它们合计占据了全球锂产量的92%。锂的开采通常始于地下,如西澳大利亚的格林布什矿,这里是全球最大的硬岩锂矿之一。矿区富含锂辉石,这种矿物中蕴藏着大量的锂。开采出的原料经过长途运输,最终抵达如奎纳纳锂工厂这样的提纯基地。在这里,锂被转化为氢氧化锂等化合物,再出售给电池制造商,如LG化学、宁德时代和松下等。



然而,锂的需求激增也带来了前所未有的挑战。随着全球多个国家纷纷宣布在未来十年内禁止销售内燃机乘用车,电动汽车的产量将迎来爆炸式增长。据估算,仅为了满足这些国家的市场需求,电动汽车的年产量就需要增长五倍。而这一增长,无疑将进一步加剧锂的供需矛盾。

锂价的飙升便是这一矛盾的直接体现。2021年,海运锂价格从每吨约8000美元飙升至超过30000美元,涨幅高达400%。而锂并非锂离子电池生产中唯一的“关键先生”,钴和镍同样扮演着举足轻重的角色。然而,这两种金属的供应状况同样不容乐观。2021年,钴价翻了一番,镍价也攀升至十年来的最高点。

面对如此严峻的形势,全球对锂等关键金属的需求愈发迫切。然而,锂的开采和加工却并非易事。以美国内华达州的塔克尔山口为例,这里蕴藏着美国最大的锂矿床。然而,要在这片荒凉之地建立矿山并投入运营,却面临着诸多难以逾越的障碍。

塔克尔山口位于美国人口最稀少的地区之一,周边鲜有人烟。最近的商店、超市和星巴克都远在数十甚至数百公里之外。这里的道路年久失修,车辆稀少,仿佛被世界遗忘的角落。然而,正是这片看似荒芜的土地,却蕴藏着巨大的锂资源。向南250英里处,便是银峰锂矿——美国目前唯一在运营的大型锂矿。

然而,塔克尔山口的锂矿开发之路却充满了荆棘。首先,锂的开采和加工需要大量的水资源。而塔克尔山口年降雨量不足10英寸,水资源极度匮乏。拟建的锂矿项目预计每分钟将需要3224加仑(约12204升)的水,这相当于一个后院游泳池的容量。这些水将用于抽取地下锂矿、提纯过程以及现场的扬尘控制。为了获取这些水,矿场必须从他人手中购买水权,而这无疑将加剧当地水资源的紧张局势。

更为棘手的是,塔克尔山口还是野生动物迁徙的重要通道。这里连接着双H山脉与蒙大拿山脉,是众多野生动物的栖息地。矿山的开发将破坏或退化数千英亩的栖息地,对叉角羚、沙丘鹤、金雕等特有物种构成威胁。此外,该项目还可能引发当地原住民部落的强烈反对。其中,Fort McDermitt派尤特和肖肖尼部落便表示,塔克尔山口是他们的神圣之地,历史上曾是他们躲避迫害的避难所。他们担心矿山的开发将破坏这一地区的生态和文化价值。

塔克尔山口的困境并非个例。在全球范围内,锂矿的开发都面临着类似的挑战。以锂三角地区(智利、阿根廷和玻利维亚交汇处)为例,这里拥有全球最富产的锂矿开采设施。然而,这些矿山的开发却给当地带来了严重的环境和文化破坏。经济繁荣的背后,是生态系统的退化和原住民文化的消逝。



除了锂之外,钴的开采也面临着严峻的道德和环保问题。全球约70%的钴来自刚果民主共和国,这个全球第八贫穷的国家。尽管大多数钴矿开采由大型矿业公司进行,但仍有相当一部分开采活动通过“手工开采”进行。这些非法、非正式的开采活动缺乏安全标准和监管,导致童工和致命矿难频发。长期接触钴矿还与严重的健康问题和致命出生缺陷密切相关。

面对如此严峻的形势,寻找可持续的锂和钴供应方案显得尤为迫切。一个可能的解决方案是改进电池技术,减少对原材料的需求。固态电池便是这一领域的佼佼者。与传统锂离子电池相比,固态电池使用固态金属化合物作为离子传输介质,具有更高的安全性能和能量密度。此外,固态电池还可完全避免使用钴或镍,从而消除当前电池技术中的两个问题且成本高昂的必要成分。

然而,固态电池的商业化之路仍充满挑战。电池生产必须达到绝对大规模才能实现成本竞争力。而目前很少有应用场景像电动汽车一样对电池重量有如此高的要求。因此,固态电池在电动汽车领域的广泛应用仍需时日。在此之前,行业必须等待固态电池在医疗设备、赛车和战斗机等利基应用中实现一定规模;随后等待消费电子产品意识到该技术带来的重量减轻或电池寿命延长优势;最后等待高端电动汽车采用该技术以提供超长续航里程。

即便固态电池技术取得突破,全球对锂的需求仍将保持高位。因此,寻找可持续的锂供应方案仍至关重要。在这方面,美国内华达州的索尔顿海地区提供了一种可能的解决方案。这里蕴藏着丰富的地热资源,而地热发电过程中产生的超高温水还含有锂。伯克希尔哈撒韦能源公司等企业正计划在这些地热发电厂中增加锂提取步骤,以实现锂的商业化生产。

当然,索尔顿海地区的锂提取项目也面临着诸多挑战。目前,要实现该地区锂的商业化生产仍面临重大技术挑战。尤其是锂在水中泥浆成分中的占比极小,提取难度较大。然而,随着技术的不断进步和成本的逐渐降低,这一方案有望成为未来锂供应的重要来源之一。



在探讨锂的可持续供应方案时,我们不得不面对一个更为根本的问题:为了环保,我们是否愿意承受局部环境的破坏?在塔克尔山口等地区,锂矿的开发无疑将对当地生态系统造成不可逆转的影响。而如果我们选择放弃这些地区的锂资源,又是否意味着在全球层面减缓气候变化的速度将受到影响?

这一困境并非锂产业所独有。在应对气候变化的道路上,我们面临着无数类似的权衡与抉择。为了减缓大流行病的传播,我们是否愿意压抑经济?为了防止恐怖组织扩散,我们是否愿意让青少年在战争中丧生?这些问题没有简单的答案,但它们却迫使我们深入思考:在追求更大利益的过程中,我们究竟能够容忍多少恶行?

回到锂的话题上,我们或许可以找到一种更为平衡的解决方案。一方面,我们可以通过改进电池技术、提高资源利用效率等方式减少对锂的需求;另一方面,我们也可以积极探索可持续的锂供应方案,如索尔顿海地区的地热锂提取项目等。同时,我们还需要加强国际合作与监管,确保锂等关键金属的开采和加工过程符合环保和道德标准。

在这个过程中,每个人的行动都至关重要。作为消费者,我们可以选择支持那些采用可持续锂供应方案的电动汽车品牌;作为投资者,我们可以关注那些在锂资源开发和利用方面具有创新能力的企业;作为政策制定者,我们可以出台相关政策鼓励和支持可持续锂产业的发展。

在追求清洁能源的道路上,锂无疑扮演着举足轻重的角色。然而,我们也必须清醒地认识到,锂的开采和加工过程中存在着诸多挑战和困境。只有通过技术创新、国际合作与每个人的共同努力,我们才能找到一条既满足能源需求又保护环境的可持续发展之路。

ad1 webp
ad2 webp
ad1 webp
ad2 webp