鋰：從稀有金屬到戰(zhàn)略資源，元素周期表中的第一個金屬元素
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就在五年前，鋰還是一種小到不能再小的稀有金屬，主要鋰大多用在陶瓷和醫(yī)藥上。直到新能源汽車產(chǎn)業(yè)起飛，鋰礦才開始成為各國競相爭奪的戰(zhàn)略資源！
可治狂躁癥，還可制造核彈！
鋰是元素周期表中第一個金屬元素，自被發(fā)現(xiàn)之日起就獨一無二。1818年1月27日，礦產(chǎn)勘探愛好者雅各布·貝采利烏斯在私人日記中這樣記錄：它是最輕的，密度低至每立方厘米0.534克；它是最小的，相對原子質(zhì)量只有6.941；它是最活潑的，極易與外界發(fā)生反應。雅各布·貝采利烏斯從希臘語中石頭、鵝卵石的意思中獲得靈感，將這種新金屬命名為Li。
作為迄今為止已知的最輕的金屬，鋰在水或煤油中會漂浮并燃燒，以至于化學家不得不將其強行放入凡士林或液體石蠟中。當它剛被發(fā)現(xiàn)時，人們對這種閃亮、白色、易燃的金屬敬而遠之，直到幾十年后，鋰的價值才逐漸顯現(xiàn)出來。
1882年，肖特（H?）發(fā)現(xiàn)在玻璃工業(yè)中使用鋰，可以提高產(chǎn)量，延長玻璃窯爐的壽命，避免硼、氟對空氣的污染。添加了鋰的玻璃有很多好處。比如，可以阻擋X射線的輻射，在陰極射線管時代，電視機中就廣泛使用含鋰玻璃，以減少對觀眾的輻射；再比如，它大大降低了水的溶解度。研究表明，用普通玻璃制成的一杯熱水中，約含萬分之一克的玻璃，而鋰玻璃的溶解度約為普通玻璃的百分之一，鋰玻璃基本達到“永不溶解”的程度。如果在陶瓷中加入鋰，可以降低熱膨脹系數(shù)，即含鋰陶瓷制品可以耐受溫度的急劇變化、機械洗滌的摩擦、洗滌劑的侵蝕。
鋰是治療躁狂癥的關鍵藥物。1948 年，澳大利亞精神病學家約翰·凱德在 10 名躁狂癥患者身上試用鋰，取得了顯著效果。如果不進行治療，患者的情緒會不斷波動。未經(jīng)治療的躁狂患者的自殺率是普通人群的 10-20 倍。幸運的是，由鋰制成的碳酸鋰可以將自殺率降低 10 倍。鋰化合物現(xiàn)在是這種精神?*謀曜賈瘟品椒�，也仕N癲⊙飛獻鈑行У囊┪鎦�，但锂灾q夥矯嫻淖饔沒迫勻皇歉雒鍘?/p>
鋰還可以用來制造核彈。1公斤鋰燃燒可釋放42998千焦耳的熱量，1公斤鋰通過熱核反應釋放的能量相當于2萬噸優(yōu)質(zhì)煤燃燒。在中國新疆準噶爾盆地，有一片被列為國家高度機密的區(qū)域——可可托海礦。因為這里提供了中國制造氫彈所需的鋰，所以被稱為“英雄礦”、“功勛礦”。
鋰電池正在顛覆百年產(chǎn)業(yè)
鋰最為人熟知的用途是在電池領域。自從發(fā)明了“萊頓瓶”（一種儲存靜電的裝置）以來，儲存電能一直是人類不懈的追求。1860年，普蘭特（G.）發(fā)明了鉛酸電池。經(jīng)過150多年的發(fā)展，鉛酸電池逐漸成為技術成熟、性能穩(wěn)定、價格低廉的儲能電池，廣泛應用于汽車啟動、應急照明、備用電源等領域。
但鉛酸電池在重量、體積、壽命等方面的缺點也十分明顯，這也決定了其很難成為小型電子設備的理想電池。此外，鉛酸電池使用帶來的環(huán)保問題也十分明顯。至今為止，廢舊鉛酸電池回收行業(yè)仍處于無序狀態(tài)，正規(guī)回收率不足30%。大量廢舊鉛酸電池也被隨意拆解處置，每年產(chǎn)生廢鉛260多萬噸。廢酸的隨意傾倒對水質(zhì)、土壤造成嚴重污染，還可能造成鉛中毒，引發(fā)兒童貧血、智力低下等重大疾病。
為了滿足電子設備的需求，體積更小、壽命更長的鎳鎘、鎳氫電池被發(fā)明出來。鎳鎘、鎳氫電池大大改善了鉛酸電池笨重的問題，容量也得到了很大的提高，但它們的缺點也同樣致命——鎳鎘電池有致命的“記憶效應”，即如果電池電量沒有完全放完就充電，電池壽命就會迅速縮短。此外，鎳鎘電池還有嚴重的環(huán)境危害。鎘及其化合物具有毒性，鎘中毒可引起咽喉痛、咳嗽、胸悶、氣短、頭暈、惡心、全身酸痛、乏力、發(fā)熱等癥狀，嚴重者可引起中毒性肺水腫或化學性肺炎，導致急性呼吸衰竭死亡。日本曾因使用受鎘污染的水源而引發(fā)“痛痛病”。
可以說，無論是鉛酸電池還是鎳鉻電池，都還未能徹底解決便攜式電子設備的電池痛點。
1990年2月14日，索尼正式發(fā)布了新型鋰離子充電電池，這款電池電壓為4.1V，質(zhì)量能量密度達到80Wh/kg，體積能量密度達到200Wh/L，比當時流行的鎳鎘電池有著壓倒性的優(yōu)勢。
1991年6月，全球第一款搭載鋰離子電池的手機上市金屬鋰，一時間鋰離子電池成為人們心目中“最有前途的化學電源”，甚至被稱為“最后一代電池”。鋰電池的商業(yè)化應用開始迅速改變整個電子產(chǎn)品行業(yè)。美國最大的個人電腦制造商戴爾推出了搭載“18650”鋰電池的筆記本電腦，并打出廣告語：“我們的筆記本電腦可以在從紐約飛往洛杉磯的飛機上使用。”
（圖片來源：科普中國）
20世紀90年代，日本消費電子產(chǎn)業(yè)迅速崛起并席卷全球，鋰電池是主要推動力之一�？恐囯姵匦沦F崛起的索尼也迅速崛起，成為全球消費電子巨頭。
北京時間2019年10月9日，來自美國、英國和日本的約翰·B·古迪納夫（John B. ）、M·斯坦利·惠廷漢姆（M. ）、吉野彰（Akira ）獲得2019年諾貝爾化學獎，以表彰他們在鋰電池研究方面做出的貢獻。
（10月9日，瑞典皇家科學院舉行2019年諾貝爾化學獎新聞發(fā)布會。來源：新華社）
目前鋰電池正在顛覆百年汽車產(chǎn)業(yè)。2017年，中國消耗了6億噸石油，其中一半是汽車用的汽油和柴油。2019年?*肽輳頤且丫?.5億輛汽車了。汽車越來越多，燃料消耗也越來越多，但是這些石油從哪里來？70%都是進口的，這涉及到能源安全。
更重要的是，鋰電池能推動中國汽車產(chǎn)業(yè)升級。在鋰電池汽車方面，中國幾乎與世界同步起步，過去幾年中國花費數(shù)千億補貼發(fā)展新能源汽車，其中一半以上用于采購和研發(fā)鋰電池。更大的優(yōu)勢在于中國龐大的汽車市場，這讓中國汽車業(yè)有了趕超的希望。
諾貝爾獎得主擔心鋰可能引發(fā)戰(zhàn)爭
內(nèi)燃機的發(fā)明讓石油成為全球第一大商品，引發(fā)了無數(shù)爭端。97歲的諾貝爾獎得主約翰·古迪納夫警告稱，鋰資源與石油等戰(zhàn)略資源同樣重要，一旦鋰資源開采出現(xiàn)瓶頸，可能像石油一樣成為戰(zhàn)爭的導火索。
從2018年開始，全球各國開始陸續(xù)推出燃油車禁售計劃：挪威計劃2025年限制燃油車銷售；荷蘭將在2030年后實現(xiàn)新車零排放；印度將在2030年后只銷售電動汽車；以色列將在2030年后禁售燃油車，并將加油站改為充電站；英國、法國、西班牙均計劃在2040年全面停止銷售汽油車和柴油車。而在中國，工信部也開始研究停止生產(chǎn)和銷售傳統(tǒng)能源汽車的時間表，這個時間節(jié)點可能在2040年左右，具體時間待定。這些國家之所以敢于放棄傳統(tǒng)燃油車，是因為他們覺得鋰電池驅(qū)動的汽車可以替代燃油車。每輛汽車大約需要9公斤鋰，根據(jù)德意志銀行的數(shù)據(jù)，未來幾年鋰的市場需求將增長60%-250%。誰控制了鋰資源供應鏈，誰就控制了鋰電池行業(yè)的未來。 于是，國際巨頭紛紛進入鋰礦，根據(jù)2018年美國地質(zhì)調(diào)查局最新報告，全球鋰資源儲量超過5300萬噸，其中阿根廷980萬噸，玻利維亞900萬噸，智利840萬噸，中國700萬噸，美國680萬噸，澳大利亞500萬噸。
當前，如何保證鋰資源的可靠供應，已經(jīng)變得和保證石油開采一樣重要。鋰注定會成為全球關注和競爭的焦點：歐盟將鋰列為14種關鍵原料之一；美國將鋰列為43種重要礦產(chǎn)資源之一；中國將鋰定位為24種國家戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源之一。目前，全球鋰礦主要產(chǎn)區(qū)為澳大利亞和南美洲，澳大利亞是全球最大的鋰供應國。全球鋰礦開采主要由SQM、天齊鋰業(yè)和FMC Corp.主導，這四家公司占據(jù)了全球80%以上的供應量。但新的競爭正在加劇，最新消息顯示，日本軟銀集團正大舉進軍鋰礦行業(yè)。
2018年4月，軟銀集團投資約80億日元，收購了 9.9%的股份。這是軟銀集團的首個礦業(yè)投資項目。此前，軟銀對此類資源型重資產(chǎn)投資機會不屑一顧。通過此次投資，軟銀集團收購的礦山預計年產(chǎn)鋰3.3萬噸，長期來看軟銀集團將直接購買最多20%的股份。
除了軟銀，對鋰資源有直接需求的全球知名汽車廠商，也紛紛將鋰電池的供應延伸至上游鋰資源。寶馬、豐田、特斯拉等全球知名汽車廠商，紛紛延伸原材料供應鏈，布局上游鋰礦資源。特斯拉也不甘落后，正與智利最大鋰礦生產(chǎn)商SQM洽談鋰電池原材料供應事宜，未來特斯拉或?qū)⒃诖私ㄔO加工廠，為其電池生產(chǎn)高品質(zhì)鋰。
國內(nèi)天齊鋰業(yè)和贛鋒鋰業(yè)分別收購了全球最大鋰礦供應國澳大利亞、鹽湖鋰資源最豐富的國家智利和阿根廷等全球熱點和優(yōu)質(zhì)資源區(qū)的部分權益。作為全球第三大鋰礦生產(chǎn)商，天齊鋰業(yè)持有泰利森鋰業(yè)51%的股權，泰利森鋰業(yè)擁有全球最大鋰輝石礦山，該礦曾供應全球65%的鋰礦石。
（天齊鋰業(yè)誕生地——射洪基地。圖片來源：新華網(wǎng)）
除了企業(yè)的市場化行動外，鋰資源之爭還具有更廣泛的政治影響。
前不久辭職的玻利維亞總統(tǒng)莫拉萊斯曾被西方國家描繪成環(huán)保主義的敵人。他自2006年上臺以來，就開始籌劃將嘉能可、金達爾鋼鐵電力、泛美能源和南方銀礦等幾家實力雄厚的礦業(yè)公司收歸國有。莫拉萊斯希望通過鋰礦開采讓國家富起來，但這顯然動了西方國家的奶酪。
中國鋰業(yè)的尷尬現(xiàn)實
作為全球第二大鋰資源國，中國本不該為鋰資源擔憂，但現(xiàn)實卻相當殘酷。中國鋰資源對外依存度較高，80%的鋰資源供應依賴進口，是全球最大的鋰資源進口國。另外，雖然中國鋰資源總量大，但鹽湖鋰資源整體品質(zhì)及外部開發(fā)條件較差，導致開發(fā)難度大、成本高、供應能力弱。
青海柴達木盆地是我國鋰資源最豐富的地區(qū)，但青海鹽湖鋰資源品位低、鎂鋰比高，分離難度大。青海察爾汗鹽湖鋰資源占我國鹽湖鋰資源的40%，但氯化鋰品位僅為96.4毫克/升，鎂鋰比高達500多。
南美阿塔卡馬等優(yōu)質(zhì)鹽湖氯化鋰平均品位在6000毫克/升以上，鎂鋰比僅為6.4。也就是說，我國青海鹽湖鋰資源的氯化鋰品位比南美優(yōu)質(zhì)鹽湖低60倍左右，而鎂鋰比卻高出近80倍。據(jù)專業(yè)人士測算，開發(fā)青海鹽湖鋰資源平均成本是南美優(yōu)質(zhì)鹽湖的兩倍。
（鹽湖城圖片來源：新華網(wǎng)）
西藏鹽湖鋰資源品質(zhì)優(yōu)良，但阿壩州、甘孜州主要為高海拔山區(qū)，當?shù)鼗A設施較差，受海拔高、交通運輸條件、企業(yè)管理不善等因素影響，開采需要耗費大量的人力、物力成本，尾礦處理難度也不斷增大。
在我國硬巖鋰資源中，鋰輝石礦主要分布在川西地區(qū)，該區(qū)域海拔高、基礎設施差，開發(fā)受到很大限制，目前僅進行了少量開采，大規(guī)模開發(fā)基本停滯。
業(yè)內(nèi)專家預計，到2025年，我國鋰資源需求量將達到43.38萬噸，而國內(nèi)供給能力僅為18萬噸，缺口將達到25.38萬噸，需求對外依存度將達到58.5%。若考慮到我國鋰鹽加工行業(yè)仍需一定資源進行加工出口，那么我國鋰資源供應形勢將更加嚴峻。
（鹽湖提鋰 圖片來源：新華網(wǎng)）
如前所述，我國鋰業(yè)企業(yè)參與全球鋰資源競爭，一定程度上保障了我國鋰資源的供給。但我國尚未掌握國際定價權，在鋰資源方面的話語權有待提升。另外，我國海外鋰資源投資布局和供給存在結構性失衡，過度集中在高成本地區(qū)。天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè)等十多家企業(yè)海外鋰礦投資過度集中在澳大利亞鋰輝石資源上。2017年，我國進口鋰資源中，從澳大利亞進口的鋰輝石礦及精礦占總進口量的80%，而從智利、阿根廷進口的鹽湖鋰產(chǎn)品僅占20%。鋰輝石礦的開發(fā)成本平均比鹽湖鋰高1.4倍，抵御市場價格波動風險的能力相對較差。 鋰資源價格一旦出現(xiàn)波動，將直接威脅到我國在澳大利亞鋰礦投資項目的運營，進而威脅到我國鋰資源的安全供應。
如何處理？
汲取稀土開發(fā)利用教訓，統(tǒng)籌規(guī)劃國內(nèi)鋰資源開發(fā)與保護，做好鋰資源戰(zhàn)略儲備規(guī)劃。在上游，設立鋰礦勘探區(qū)，加大投入，充分了解家族資產(chǎn)。在下游，制定鋰資源開采、選礦、電池生產(chǎn)、新能源汽車產(chǎn)業(yè)化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展規(guī)劃。加強高新技術研發(fā)，突破開采技術瓶頸。針對我國鹽湖鹵水型鋰資源鎂鋰比高、伴生元素多等特點，設立專項資金，加大鹽湖提鋰技術研究、引進和自主研發(fā)力度，盡快實現(xiàn)青藏高原鹽湖鋰資源規(guī)模化生產(chǎn)。
此外，要在全球重點資源集聚區(qū)建立海外資源基地，“走出去”參與全球資源配置，保障國內(nèi)資源供應和企業(yè)發(fā)展安全。在全球投資熱點地區(qū)和金融市場比較完善的地區(qū)，如加拿大魁北克、澳大利亞皮爾巴拉地區(qū)，可以股權投資或債權投資的方式進行礦業(yè)權收購，獲取優(yōu)質(zhì)項目。
參考
1、鋰夢的崛起、破滅與復興——從鋰電池到鋰離子電池|閆士齊；
2.中國鋰資源供應體系研究：現(xiàn)狀、問題及建議|馬哲，李建武；
3.鋰電池改變世界|韓小平；
4. 全球鋰電池原材料競爭|日經(jīng)新聞；
5200萬噸鋰儲量，小國必備！得罪西方企業(yè)，總統(tǒng)6天就下臺！|軍事新聞;
6、全球鋰資源爭奪戰(zhàn)：中國巨頭悄然布局海外重要鋰礦 | 王燦，澎湃新聞；
7、中國為何大力發(fā)展新能源汽車？中科院院士解釋原因...