郑绵平院士:创新开源,为全球锂电大产业发展提供资源保障

2020-08-27 11:21:29 作者: 郑绵平院士:

郑绵平院士

郑绵平,盐湖学家和矿床学家,中国工程院院士,中国盐湖科学研究及矿产开发的奠基人和开拓者之一。现任自然资源部盐湖资源与环境重点实验室主任,国际盐湖学会主席,主要研究方向为盐类矿产地质和盐湖综合资源。

随着世界范围引发的能源危机和环境污染加剧,新能源电动车乃至电动航空和移动储能设备等的迅速发展,锂在电池行业消费量从21世纪开始快速上升,尤其 2015年以来,电动车产业迅猛发展,大力促进了锂的消费,至2018年,全球电池行业锂消费占比已增长至65%,达到了32万 t碳酸锂当量(LCE),其余行业锂消费量占35%,仅有11.9万 tLCE。

预计全球锂资源需求量将保持15%~20%快速增长,锂资源的供给将是锂电产业持续发展的关键之一。

相关研究团队依据采用物质分析方法,预测了未来全球总的锂资源(自然锂矿产资源和城市锂矿产资源)的增长态势。

若按照目前已知锂自然矿产储量1700万 t(以下锂储量、资源量均以金属锂计算),假定无新增且锂的回收利用率可达100%,则锂自然矿产储量至少需要提高1倍,即增长至3300万 t才能满足全球2080年以来对锂资源的需求。

从中长期来看,二次资源(锂城市矿产利用)将发挥越来越重要作用。

全球锂自然资源,除已知锂储量3000万 t外,资源量可达8000万 t,后者为前者2.7倍。此外,全球还有待查明的巨量锂潜在资源,包括含锂盐湖、伟晶岩和含锂深部卤水、油田水、地热水和黏土等,以及待开拓的其他类型锂矿产。

上述全球锂资源量和潜在资源,随着市场需求和科技发展,只要投入调查和工程量,将可能成为可开发的锂储量。

如阿根廷广布的盐湖等,由于当地政府采取对外开放的探矿政策,2006年锂储量仅有20万 t,至2018年猛增到640万 t,增长了32倍。

又如美国,曾经是伟晶岩和盐湖锂资源储量较少的国家,经多年调研,相继开发出锂蒙脱石(黏土型)、地热水、油田水等锂资源,而使美国在2005年锂储量3.8万 t,资源量76万 t,至2017年锂资源量达690万 t,而2020年公布的锂储量达63万 t。

经多年地质调查,中国已在青藏高原盐湖和新疆、四川等地伟晶岩型发现和评价一批锂资源和储量,截至2015年,已获锂储量约350万 t,资源量约600万 t,近年来由于中国地矿科技的进展,特别是近十余年来,相继在柴达木油田水、川东深部卤水、青藏高原-川东伟晶岩、西藏地热水及黔滇黏土等有大批锂资源的发现,经过多年科技攻关,破解了柴达木盐湖卤水Mg/Li特高的世界性难题,在2017年达到了年产3.5万 t规模LCE。

以上说明,全球自然锂资源具有巨大远景,加之氢电池也是未来新能源汽车和储能另一潜力巨大资源,从而构成“三类资源”(全球自然锂资源、城市锂资源和氢能资源),支持未来全球新能源汽车和储能等发展所需资源是可以期待的。

为了实现经济开发利用,无论是自然锂资源、城市锂资源,还是氢能资源,都存在其各自需要解决的关键科学技术难题和某些管理体制的制约。

锂资源发展的每一次进步既同相关国家管理与政策有关,更同科技进步密不可分。

为了攻克上述盐类新能资源关键科技瓶颈,使中国在新能源锂电资源领域进入世界前列,亟需进一步完善相关管理机制政策,实行产学研政有效联合,推进跨部门多学科结合,协同创新,开源节流,以期为中国和全球锂电产业大发展提供资源保障。

本文发表于《科技导报》第15期,欢迎订阅查看。