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鄭綿平院士：電動(dòng)中國(guó)“鋰”從何來(lái)

點(diǎn)擊：作者：鄭綿平來(lái)源：“學(xué)習(xí)時(shí)報(bào)”微信公眾號(hào) 發(fā)布時(shí)間:2023-11-03 09:39:36

鄭綿平，中國(guó)工程院院士、國(guó)際鹽湖學(xué)會(huì)主席、自然資源部鹽湖資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。他是我國(guó)鹽湖學(xué)的奠基人和開(kāi)拓者之一，對(duì)我國(guó)各類鹽湖區(qū)和鹽類礦產(chǎn)資源勘查評(píng)價(jià)進(jìn)行了系統(tǒng)性、創(chuàng)新性研究，取得了一系列重大科研成果。他扎根青藏高原多年，為我國(guó)鉀鹽、硼礦、鹵水鋰礦的發(fā)現(xiàn)與開(kāi)發(fā)利用作出了突出貢獻(xiàn)。他最早估算了察爾汗鋰資源遠(yuǎn)景。在他的主持下，經(jīng)過(guò)26年實(shí)踐，在西藏扎布耶鹽湖找到了適合高原環(huán)境下鹽湖提鋰技術(shù)的創(chuàng)新方法，首次成功實(shí)現(xiàn)了我國(guó)鹽湖提鋰產(chǎn)業(yè)化，打破了國(guó)內(nèi)鹽湖鋰市場(chǎng)被國(guó)外壟斷的格局。

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)動(dòng)力電池的需求量將不斷攀升，再加上儲(chǔ)能、航空航天、核工業(yè)等領(lǐng)域?qū)︿囯姵氐男枨螅磥?lái)對(duì)鋰等核心原材料的需求量將越來(lái)越大。龐大的市場(chǎng)前景，讓鋰資源成為繼石油、稀土之后又一種重要戰(zhàn)略資源，鋰資源也是眾多國(guó)家在新能源領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，一些主要產(chǎn)鋰國(guó)逐漸開(kāi)始對(duì)鋰資源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行控制。鋰資源的安全供給將成為制約我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

鋰的作用神通廣大

鋰在生活中用途很多，可謂是“神通廣大”。比如，在新材料應(yīng)用方面，玻璃陶瓷加入碳酸鋰后，膨脹系數(shù)就會(huì)降低，甚至可以做高級(jí)透鏡。溴化鋰可以代替氟利昂，減少臭氧層破壞。鋰基劑在零下60℃到200℃的環(huán)境中都不凝結(jié)，利用這一特點(diǎn)，把它摻加到機(jī)油里，就不容易凝結(jié)。在藥物治療方面，鋰可以鎮(zhèn)靜神經(jīng)、治療狂躁癥等精神疾病。還有鋰合金、紡織工業(yè)等領(lǐng)域，都需要用到鋰。2017年以后，鋰電池在新能源汽車的應(yīng)用方面有很大的增長(zhǎng)。航空航天領(lǐng)域也開(kāi)始使用碳酸鋰，因?yàn)樾枰囯姵亍Ｔ趦?chǔ)能方面，利用儲(chǔ)能技術(shù)可以助力太陽(yáng)能、風(fēng)電等削峰填谷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。鋰電池單位占比小又輕，是最理想的一種儲(chǔ)能工具，包括像今后要發(fā)展氫能源，也要考慮用鋰電池來(lái)做儲(chǔ)能工具。

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者、鋰電池之父古迪納夫認(rèn)為，從資源端來(lái)說(shuō)，鋰不亞于石油，它是一種“白色的石油”。美國(guó)也把鋰列為戰(zhàn)略資源，把它排在石油前面。

最近十幾年，鋰的價(jià)格上漲很快，供不應(yīng)求，從2021年年初的5.3萬(wàn)元／噸漲至2022年的50萬(wàn)元／噸。鋰的價(jià)格走勢(shì)為什么直線上升？新能源汽車的發(fā)展影響很大，2022年全球新能源汽車銷量達(dá)到1082.4萬(wàn)輛，消費(fèi)了40余萬(wàn)噸的碳酸鋰。加上包括儲(chǔ)能等其他用途，原料的需求量太大了。

鋰資源價(jià)格的快速上漲，引發(fā)了相關(guān)企業(yè)對(duì)資源供應(yīng)的擔(dān)憂。一些企業(yè)為了確保資源供應(yīng)，提前布局上游原料市場(chǎng)，并開(kāi)啟了海外尋礦的模式。國(guó)內(nèi)的一些知名企業(yè)都把目光投向了海外。國(guó)際能源署的預(yù)測(cè)顯示，到2030年僅靠現(xiàn)有和在建的鋰礦生產(chǎn)項(xiàng)目，全球?qū)⒊霈F(xiàn)約50%的鋰需求缺口。那么，地球上到底有多少鋰？它們都分布在哪里？能否滿足發(fā)展的需求？在供應(yīng)日益趨緊的情況下，我們?nèi)绾问睾觅Y源的安全底線？

鋰從哪里來(lái)

鋰的用途這么大，那么鋰是從哪里來(lái)的？鋰是怎么聚集成礦的？天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上在宇宙大爆炸時(shí)，鋰-7就散發(fā)到宇宙空間去了。后期又有新的雙星爆炸，鋰-7就大量地釋放出來(lái)，散發(fā)到了地球及其巖漿中。我們常見(jiàn)的鋰礦有兩類，一類是內(nèi)生礦，另一類是外生礦。內(nèi)生礦通常被稱作“硬巖型鋰礦”，像偉晶巖、鋰輝石、鋰云母都屬于內(nèi)生礦。外生礦分六類：第一類是鹽湖的鋰礦，像國(guó)外著名的鋰三角；第二類是油田水的鋰礦，油田水含鋰，這在我國(guó)四川和美洲都有發(fā)現(xiàn)；第三類是古代鹽鹵的礦；第四類是地?zé)嵝偷牡V；第五類是賈達(dá)爾石，它是火山碰到地表以后，在湖里沉淀下來(lái)，由鋰、硼、硅等一起形成的固體礦；第六類是黏土礦。

我們?cè)摰侥睦锶フ忆嚕績(jī)?nèi)生類的鋰礦全世界各個(gè)大洲都有。外生類的鋰礦，重點(diǎn)是鹽湖的鋰礦，主要是在南北帶、東西帶分布。南美的鋰三角，就是玻利維亞、阿根廷、智利等地，集中了2億噸的碳酸鋰。還有北美洲的南邊，主要是美國(guó)的南部，這里就屬于南北帶。南北帶的礦集中在兩個(gè)板塊的縫合線處，因?yàn)閮蓚€(gè)板塊互相擠壓比較脆弱，容易發(fā)生巖漿活動(dòng)，然后巖漿就流到整個(gè)安第斯山脈的前沿，變成火山湖，火山湖出來(lái)的水在湖里頭就形成礦，這是一種形成規(guī)律。還有一個(gè)東西帶，主要在塞爾維亞，還有伊朗、克什米爾及青藏高原。在這條帶里成型的最大的礦位于青藏高原，也是在縫合線周圍形成的礦，體現(xiàn)出較強(qiáng)的規(guī)律性。

中國(guó)鋰資源的家底有多少？中國(guó)的鋰資源主要儲(chǔ)存在兩個(gè)大盆地，一個(gè)深盆，一個(gè)淺盆。深盆就是柴達(dá)木盆地，海拔是2700米到3200米。它的鋰鹽湖有對(duì)稱性，我們叫它對(duì)稱成礦。再說(shuō)一下淺盆，我們叫它淺盆多級(jí)成礦。淺盆是從雅魯藏布江往北，大量地分布了一些小一點(diǎn)的湖、淺一點(diǎn)的湖。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大概有70多個(gè)含鋰的鹽湖，從南到北都有。中國(guó)的鋰資源還是比較豐富的，資源量有3000多萬(wàn)噸，儲(chǔ)量有790多萬(wàn)噸。資源量大概占世界第三位，儲(chǔ)量占世界第四位。全世界的鋰資源量大概是將近4億噸，因?yàn)閮?chǔ)量控制程度不夠，所以儲(chǔ)量較少。

如何守好鋰資源的安全底線

據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2025年全球新能源汽車銷售量將超過(guò)2000萬(wàn)輛，到2030年，這個(gè)數(shù)字將突破5000萬(wàn)輛，這將會(huì)對(duì)碳酸鋰產(chǎn)生巨大需求。從預(yù)測(cè)來(lái)看，2025年我國(guó)自產(chǎn)再加上進(jìn)口，基本上能滿足需求。但從2025年到2030年，差距將會(huì)拉開(kāi)，除了我國(guó)自己能夠供給的，還將有幾十萬(wàn)噸的缺口。如果不采取措施，這個(gè)缺口在2030年前后還可能再擴(kuò)大。2022年，我國(guó)進(jìn)口鋰精礦約284萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)約42%。凈進(jìn)口碳酸鋰12.57萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)約72%，對(duì)外依存度超過(guò)60%，加之鋰的價(jià)格猛漲，這種狀況值得引起警惕。

如何守好鋰礦資源的安全底線？地球上已探明的鋰資源中有超過(guò)60%蘊(yùn)藏在鹽湖中，結(jié)合我國(guó)實(shí)際，鹽湖鋰資源更是占到全國(guó)鋰資源的70%以上，主要分布在柴達(dá)木盆地和青藏高原。一直以來(lái)，受到提取技術(shù)的限制，我國(guó)鹽湖鋰的產(chǎn)量較少，大量依賴進(jìn)口。伴隨著鋰資源價(jià)格快速上漲，全球主要產(chǎn)鋰國(guó)逐步收緊出口政策，我國(guó)企業(yè)海外買鋰接連受阻。在此背景下，加大國(guó)內(nèi)鹽湖的開(kāi)發(fā)，對(duì)保障我國(guó)鋰資源的供給安全具有重要戰(zhàn)略意義。所以在當(dāng)前形勢(shì)下，要繼續(xù)用好國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源。同時(shí)，我們要居安思危，用極限思維應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，立足國(guó)內(nèi)資源的開(kāi)發(fā)和技術(shù)研發(fā)，這樣才能在關(guān)鍵時(shí)刻保住鋰資源供給的安全底線。與鋰礦石相比，我國(guó)鋰鹽湖的開(kāi)發(fā)具有哪些優(yōu)勢(shì)？我國(guó)鋰鹽湖資源稟賦各有不同，如何因地制宜、開(kāi)發(fā)利用好鹽湖這個(gè)寶藏？

保障鋰資源需求，要將重點(diǎn)放在鋰鹽湖上，因?yàn)槲覈?guó)與國(guó)際相比較有兩大不同之處：國(guó)外是以鹽湖為主來(lái)解決鋰資源的需求，而我們國(guó)內(nèi)是以鋰礦石為主，占84%。國(guó)內(nèi)鹽湖資源雖然占75%，但是開(kāi)發(fā)的只占16%，大部分還是用礦石。所以，今后我們要逐漸加強(qiáng)對(duì)鹽湖鋰的開(kāi)發(fā)。鹽湖的鋰資源有三大優(yōu)勢(shì)：一是總量大；二是成本低，與加工硬巖以及運(yùn)輸成本相比，鹽湖提鋰成本要低很多，而且可以深加工進(jìn)行綜合利用，這是國(guó)際趨勢(shì)；三是環(huán)保優(yōu)勢(shì)，加工硬巖需要燒，要加酸加堿，最后才能生產(chǎn)出碳酸鋰，對(duì)環(huán)境是有一定破壞的，而鹽湖對(duì)環(huán)境比較友好。我國(guó)鋰鹽湖資源稟賦各有不同。青藏高原鹽湖的鋰資源集中了全國(guó)75%的鋰資源，但青海和西藏的鹽湖又各有特點(diǎn)。青海的鹽湖規(guī)模比較大，鎂鋰比比較高。國(guó)外的鹽湖鎂鋰比能達(dá)到8，而柴達(dá)木鹽湖鎂鋰比高達(dá)幾十，甚至超過(guò)1500，雖然我們解決了提鋰技術(shù)，但回收率比較低，才到30%左右，所以需要進(jìn)一步加強(qiáng)綜合利用和深加工發(fā)展，提高回收率。

西藏的鹽湖跟柴達(dá)木的鹽湖不一樣，柴達(dá)木的鹽湖很大，鹽灘就很大，鹽灘底下有黏土。這種鹽田，草場(chǎng)一般在邊緣，稀稀拉拉有一點(diǎn)，所以它對(duì)生態(tài)影響不大。而西藏鹽湖比較小，最大的就二三百平方公里，周圍都是草場(chǎng)。這樣就需要做到“一次提鋰”，少做鹽田或者是不做鹽田，可以少破壞草場(chǎng)。這就給我們提出了挑戰(zhàn)，不過(guò)現(xiàn)在的技術(shù)，可以只用鹽鹵提鋰了，可以提到500毫克每升了。所以我們要重視超前提鋰、鹽鹵提鋰等技術(shù)的推進(jìn)，盡量少破壞草場(chǎng)，對(duì)5000多年的鹽田來(lái)一次革命。現(xiàn)在國(guó)外也認(rèn)識(shí)到，盡量少用、不用鹽田，這樣對(duì)環(huán)境比較友好。所以要加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，大力支持創(chuàng)新，解決西藏鋰鹽湖開(kāi)發(fā)瓶頸，同時(shí)發(fā)揚(yáng)老西藏精神，這就是我們對(duì)開(kāi)發(fā)中國(guó)鋰鹽湖的一個(gè)建議。如果技術(shù)攻關(guān)成功，那么西藏鋰鹽湖在2025年、2030年能為國(guó)家保障鋰資源需求作出更大貢獻(xiàn)是非常有希望的。

如何保障我國(guó)鋰資源的安全

我國(guó)是全球重要的鋰電產(chǎn)品消費(fèi)和生產(chǎn)大國(guó)。習(xí)近平總書(shū)記提出加快建設(shè)世界級(jí)鹽湖產(chǎn)業(yè)基地，我們?cè)趺礃觼?lái)建好世界級(jí)的鹽湖產(chǎn)業(yè)基地，來(lái)保障我國(guó)的鋰資源安全呢？建議從以下五方面著手。

一是強(qiáng)化政策引領(lǐng)，加強(qiáng)理論基礎(chǔ)研究與技術(shù)攻關(guān)。國(guó)家統(tǒng)一規(guī)劃，能夠明確重點(diǎn)，包括建立國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、工程中心，把平臺(tái)建立起來(lái)。加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)科技創(chuàng)新，解決一些“卡脖子”的問(wèn)題。根據(jù)西藏、青海等地不同情況因地制宜采用“一湖一策”，做到不破壞草場(chǎng)，盡量減少鹽田的鋪設(shè)，多用太陽(yáng)能、風(fēng)電、光電的辦法，來(lái)幫助解決鹽鹵濃縮、提取和提高回收率的問(wèn)題。

碳酸鋰容易在熱的地方沉淀，它是一片一片、一層一層的。這一層一層的產(chǎn)量低，為了增加它的產(chǎn)量，我們的科技人員就根據(jù)碳酸鋰的生產(chǎn)集聚規(guī)律，研制出了“鋼絲”等一些發(fā)明，使本來(lái)生產(chǎn)很慢很少的碳酸鋰產(chǎn)量增加了25%。所以要加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)、加強(qiáng)創(chuàng)新。關(guān)于技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)在有一些項(xiàng)目還沒(méi)有做過(guò)小試、中試，就貿(mào)然要搞大的工程開(kāi)發(fā)，這是不可取的。真正要開(kāi)發(fā)，還是要遵循科學(xué)的規(guī)律，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，小試、中試，逐漸放大，這樣才行。

二是廣泛開(kāi)源，加大鋰資源勘查力度。我國(guó)還有一些待開(kāi)發(fā)的鋰資源處女地，需要做進(jìn)一步的地質(zhì)調(diào)查。因?yàn)槌虽圎}湖，還有地下鹵水型、黏土型以及地?zé)嵝偷匿嚨龋@是我們獨(dú)有的資源基礎(chǔ)，所以從地質(zhì)勘查到研發(fā)都要加強(qiáng)。特別是要利用好地?zé)嵝偷匿嚨V，地?zé)崃鞯窖鹏敳夭冀倭鞒鋈ィ磕甏蠹s有2萬(wàn)噸左右碳酸鋰的當(dāng)量。另外就是繼續(xù)做好內(nèi)生硬巖的勘查、利用和開(kāi)發(fā)，特別是川西，應(yīng)該把它大力推動(dòng)起來(lái)。

三是要規(guī)范鋰電池回收，建設(shè)綠色城市礦山。除了開(kāi)源，還要考慮節(jié)流。進(jìn)一步規(guī)范鋰電生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)鋰電的回收，這也是很重要一個(gè)開(kāi)源措施。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局曾作出過(guò)預(yù)測(cè)，2080年全球的鋰資源可能會(huì)用完，當(dāng)然這個(gè)統(tǒng)計(jì)是基于靜態(tài)的資源量，隨著時(shí)間推移，我們還可以再找礦。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)大概回收了3萬(wàn)噸的碳酸鋰，預(yù)計(jì)到2030年城市礦山碳酸鋰回收利用將會(huì)達(dá)到15到16萬(wàn)噸，這個(gè)完全有可能做到。因?yàn)殇囯姵仉妱?dòng)車要發(fā)展到兩三千萬(wàn)輛，時(shí)隔5到8年就會(huì)淘汰一批鋰電池出來(lái)，不單是鋰，還有鈷、鎳、銅，這都是一大筆財(cái)富和寶藏。做到這一點(diǎn)，需要采取多種措施，特別是要統(tǒng)一回收標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，加大對(duì)回收技術(shù)的研發(fā)，推動(dòng)鋰礦行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

四是用好國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源，實(shí)現(xiàn)互利共贏。中國(guó)的硬巖生產(chǎn)技術(shù)在全世界領(lǐng)先，但我們要協(xié)調(diào)一致，避免陷入無(wú)序的競(jìng)爭(zhēng)，除了注重自力更生，守好資源安全底線外，還要樹(shù)立全球視野，鼓勵(lì)境外開(kāi)發(fā)并購(gòu)，學(xué)會(huì)與當(dāng)?shù)毓糙A，這樣既能滿足國(guó)內(nèi)需求又能造福世界。

五是加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)。鋰礦、鹽湖大多分布在邊遠(yuǎn)地區(qū)、深山地區(qū)，我們要發(fā)揚(yáng)艱苦奮斗、自力更生的傳統(tǒng)。同時(shí)也要重視當(dāng)?shù)厝瞬诺呐囵B(yǎng)，包括建立一些關(guān)于鹽湖、鋰礦、提鋰等方面的專業(yè)、學(xué)科和院系，通過(guò)政、產(chǎn)、學(xué)、研通力合作，做好人才梯隊(duì)建設(shè)，共同守護(hù)好我國(guó)的鋰資源，守好安全底線。

（來(lái)源：昆侖策網(wǎng)，轉(zhuǎn)編自“學(xué)習(xí)時(shí)報(bào)”，原載《學(xué)習(xí)時(shí)報(bào)》2023年11月1日第6版）

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