中國粉體網(wǎng)訊 新能源快速發(fā)展的背景下,鋰產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注。全球鋰產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期,業(yè)內(nèi)的投資逐年增加、企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大、科技創(chuàng)新持續(xù)推進(jìn)、生產(chǎn)工藝逐步完善。隨著產(chǎn)業(yè)的不斷深化,圍繞鋰資源這一關(guān)鍵要素,鋰產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成包括鋰資源開發(fā)、鋰鹽提取、鋰及鋰合金、鋰電材料、鋰電池、新能源汽車、廢舊鋰電池回收等完整的產(chǎn)業(yè)鏈以及現(xiàn)代鋰工業(yè)生產(chǎn)體系。
鋰產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出日新月異、蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì),鋰資源冶煉加工及回收利用也在發(fā)生新的變化。鋰加工與鋰回收是鋰產(chǎn)業(yè)鏈中兩個(gè)重要環(huán)節(jié),目前這兩大領(lǐng)域呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢(shì),方向如何?
1、鋰資源冶煉加工發(fā)展趨勢(shì)分析
新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下,目前鋰資源冶煉加工企業(yè)正通過優(yōu)化工藝流程、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用節(jié)能降碳技術(shù)等手段提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。一是提鋰方式朝節(jié)能、降碳、環(huán)保方向轉(zhuǎn)變;二是冶煉加工企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),朝低碳化、一體化、可持續(xù)發(fā)展方案方向發(fā)展。
(1)提鋰方式朝節(jié)能、環(huán)保等方向變化
近年來,新能源背景對(duì)初級(jí)鋰產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)生較大影響,傳統(tǒng)提鋰方式發(fā)生變革,對(duì)具體的提鋰方式影響有所差別。
一是礦石提鋰朝著節(jié)能減排、降低水資源利用等方向改進(jìn)。礦石提鋰廢渣中沒有云母提鋰那么多的雜質(zhì),只有氫在里面,但是在能耗(天然氣和煤氣)、尾氣排放、廢水排放方面有些影響,當(dāng)前技術(shù)主攻方向?yàn)檫M(jìn)一步減少能源消耗和廢物排放。
二是鹽湖提鋰技術(shù)得到政策受益,蓬勃發(fā)展。鹽湖提鋰相對(duì)環(huán)保,如吸附劑法,吸附完以后鹵水排放到鹽田中,因?yàn)闆]有增加有機(jī)物,也沒有增加其他雜質(zhì),所以從環(huán)保角度來看對(duì)鹽田及周邊影響很小。鹽湖提鋰技術(shù)在近3-5年來加速變革、加快升級(jí)迭代,形成了電化學(xué)脫嵌法、新型萃取法、離子篩吸附法、耦合膜法等一系列新技術(shù),總體趨勢(shì)從依靠“鹽田蒸發(fā)”轉(zhuǎn)向“工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)”。鹽湖提鋰突破或?qū)⒊蔀槲磥礓囐Y源供給主要增長極。根據(jù)USGS數(shù)據(jù),2020年澳大利亞產(chǎn)出鋰礦23.1萬噸LCE,占全球總產(chǎn)量的51%,而全球近60%鋰資源以鹽湖鹵水形式存在(USGS,2022),大量鹽湖鋰產(chǎn)能未被釋放,鹽湖提鋰技術(shù)的突破有望改變?nèi)蜾囐Y源供應(yīng)格局。
三是云母提鋰與新能源背景下技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)兼容性較差,有待技術(shù)突破。云母中含有氟,需要加固氟工藝,否則氟的釋放會(huì)污染環(huán)境;云母提鋰主要用硫酸法,廢渣中含有鈉、鉀、鈣等。廢渣依靠水泥行業(yè)消化,但消化成本較高,影響消化能力提升,剩下的礦渣仍然需要處理。
(2)鋰礦企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型加速
一是鋰礦企業(yè)制定可持續(xù)發(fā)展方案。粗放式的開采與冶煉時(shí)代已成為歷史,無論鹽湖提鋰還是礦石提鋰都在轉(zhuǎn)向精細(xì)化,在過去單純追求經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上,更注重給環(huán)境、社會(huì)和公司治理(ESG)等方面要求,未來鋰的提取和加工需要更加符合全球發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的“綠色初心”,同時(shí)減碳環(huán)保承諾還將逐步影響工藝的設(shè)計(jì)理念。
二是企業(yè)結(jié)構(gòu)向上下游蔓延,嘗試產(chǎn)業(yè)鏈一體化整合。新能源背景下全球鋰資源需求持續(xù)增長。企業(yè)為提高利潤、國家為提升鋰這一關(guān)鍵性礦產(chǎn)資源供給安全,均在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),打造一體化自身供應(yīng)鏈閉環(huán)。當(dāng)前,鋰資源開發(fā)企業(yè)、冶煉加工企業(yè)、電池生產(chǎn)企業(yè)等業(yè)務(wù)均向上下游延伸,實(shí)施縱向一體化戰(zhàn)略。一方面,為保障鋰資源安全穩(wěn)定供應(yīng),冶煉加工和下游企業(yè)布局上游鋰礦資源,另一方面為掌握核心技術(shù)和占據(jù)市場(chǎng)份額,礦山自建加工產(chǎn)能或與下游企業(yè)合作建廠。
三是碳稅政策將進(jìn)一步提高冶煉端成本,促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。2022年3月,歐盟通過“碳關(guān)稅”(碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制,CBAM)政策,該法案主要針對(duì)能源和高耗能企業(yè),“過渡期”從2023年開始,2026年全面實(shí)施。環(huán)保組織Sandbag和E3G的研究表明碳邊界調(diào)整機(jī)制(CBAM)對(duì)歐盟貿(mào)易進(jìn)口國的影響將會(huì)非常小,而商品出口大國將會(huì)受到影響。該政策全面實(shí)施將會(huì)進(jìn)一步提高冶煉端成本,但能夠促進(jìn)全球鋰資源產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化,重塑產(chǎn)品出口低碳競(jìng)爭(zhēng)力。
2、鋰資源回收利用發(fā)展趨勢(shì)分析
新能源背景和歐盟碳關(guān)稅等貿(mào)易制度下,加強(qiáng)動(dòng)力電池循環(huán)利用體系建設(shè),對(duì)于保障國家鋰資源安全具有重要意義。一是當(dāng)前鋰資源回收利用體系仍不完備,全球回收利用未形成規(guī)模,但規(guī)模逐年擴(kuò)大,潛力巨大。二是嚴(yán)苛的碳排放政策疊加成本壓力不斷推動(dòng)鋰資源回收發(fā)展。三是我國作為全球最大的鋰資源國,鋰資源回收利用仍存在缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政策引導(dǎo)不足、技術(shù)不達(dá)標(biāo)等問題。
(1)鋰資源回收市場(chǎng)規(guī)?焖贁U(kuò)大
一是當(dāng)前鋰資源回收比例較低,但市場(chǎng)規(guī)模正快速擴(kuò)大。2014年之前,鋰離子電池主要應(yīng)用消費(fèi)類電子產(chǎn)品,鋰資源回收量非常小。2014年后,新能源汽車產(chǎn)銷量大幅上升,受此需求拉動(dòng),動(dòng)力鋰電池在2016年已成為鋰離子電池中消費(fèi)占比最高的產(chǎn)品,未來其占比還將持續(xù)保持高速提升的趨勢(shì)。因技術(shù)路線和使用場(chǎng)景的不同,在動(dòng)力電池5-8年壽命限制下,2013-2015年批次的動(dòng)力電池已經(jīng)達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn),并在2019年釋放出一波體量,隨后每年將會(huì)有更多電池報(bào)廢,從而給鋰電回收市場(chǎng)帶來源源不斷的增量。我國作為全球最大的鋰資源消費(fèi)國,動(dòng)力鋰離子電池回收市場(chǎng)剛起步,根據(jù)工信部《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年我國我國鐵鋰電池與三元鋰電池回收量分別為16.38GWh、8.89GWh,預(yù)計(jì)到2025年將增長到37.66GWh、93.01GWh。
二是鋰資源價(jià)格問題為鋰回收利用創(chuàng)造了成本空間,回收利用將成為鋰資源供應(yīng)重要組成部分。當(dāng)前新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的需求繼續(xù)高上升,動(dòng)力電池廠商的行業(yè)聚集度繼續(xù)提升,受原材料價(jià)格影響,成本壓力向全產(chǎn)業(yè)鏈傳導(dǎo)的背景下,鋰離子電池回收具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和資源再生意義,回收價(jià)值和規(guī)模繼續(xù)加大。根據(jù)全球新能源汽車銷售預(yù)測(cè)分析,預(yù)計(jì)2025年全球累計(jì)退役動(dòng)力電池約281萬噸(327GWh),2025年通過回收全球動(dòng)力電池可再生的鋰資源量分別約占當(dāng)年需求量的28%;2030年全球累計(jì)退役動(dòng)力電池可達(dá)2029萬噸(2123GWh),2030年通過回收全球動(dòng)力電池可再生的鋰資源量分別約占當(dāng)年需求量的107%。
(2)鋰資源回收政策引導(dǎo)越來越明顯
一是歐盟新能源汽車嚴(yán)苛的碳排放政策向上游傳導(dǎo),促進(jìn)了鋰資源回收循壞利用。近年來,歐盟的碳排放要求越來越嚴(yán)格,如2022年1月起實(shí)施的歐盟新電池法規(guī),首先要求碳足跡信息披露,接著分級(jí)管理,最后設(shè)定了強(qiáng)制性限值。汽車企業(yè)應(yīng)法規(guī)要求,紛紛公布了降碳計(jì)劃,如寶馬宣布2030年計(jì)劃降低碳排放40%(以2019年為基準(zhǔn)),大眾提出2030年將推出最后一款燃油車,全面朝電動(dòng)車邁進(jìn),爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)零碳排。終端企業(yè)對(duì)動(dòng)力電池提出格外嚴(yán)格的要求向上傳導(dǎo)至原材料端。全球各國一系列碳排放規(guī)定都極大促進(jìn)了全球鋰資源的循環(huán)再生利用。此外,我國實(shí)施的加工者責(zé)任制要求動(dòng)力鋰電池廠商應(yīng)建立有效率且環(huán)境友好的回收體系,使得鋰電回收具有必要性和強(qiáng)制性。
二是鋰資源開采也會(huì)產(chǎn)生碳排放,新能源背景推動(dòng)全球?qū)Α傲闾间嚹堋毙枨笤鲩L。鋰資源在開采利用過程中會(huì)產(chǎn)生一定量碳排放,如硬巖型鋰礦每生產(chǎn)1噸鋰會(huì)釋放15噸二氧化碳,而鹽湖鋰提取依賴大量的水資源。因此,新能源需求背景下全球?qū)Νh(huán)境足跡較低的鋰需求正在增長,鋰資源回收利用成為重要實(shí)現(xiàn)途徑。部分政府或公共組織認(rèn)識(shí)到比起開采更多的鋰,使用已經(jīng)循環(huán)使用的鋰電池和電子產(chǎn)品更加可取。
(3)我國鋰資源回收利用可發(fā)揮空間巨大
我國作為全球第一大鋰資源消費(fèi)國,新能源汽車數(shù)量占全球近50%,當(dāng)前我國鋰資源回收仍存在工業(yè)化部門不成熟、回收技術(shù)體系不完善、技術(shù)和成本限制等問題,未來可發(fā)揮的空間巨大。
一是當(dāng)前對(duì)鋰資源梯次利用的重視程度不足,缺乏具體規(guī)范和鼓勵(lì)措施。目前動(dòng)力電池回收利用相關(guān)的法規(guī)政策中普遍規(guī)定應(yīng)遵循先梯次利用后再生利用的原則。但目前各項(xiàng)政策中除了提出這一原則外,沒有規(guī)定適用于梯級(jí)利用或再生利用的具體標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致企業(yè)缺乏實(shí)施依據(jù)和執(zhí)行要求。
據(jù)了解,目前動(dòng)力電池回收利用市場(chǎng)中采用濕法冶煉回收金屬的再生利用企業(yè)大量存在,而梯次利用企業(yè)卻為數(shù)不多。造成這一現(xiàn)象的主要原因是隨著新能源汽車的高速發(fā)展,上游的動(dòng)力電池原料價(jià)格增長迅速,尤其是正極材料中所需的鋰鈷鎳金屬,所以在市場(chǎng)利益的驅(qū)動(dòng)下,濕法冶煉回收金屬的企業(yè)越來越多,而且該技術(shù)實(shí)施難度較低。現(xiàn)有政策中缺乏對(duì)梯次利用企業(yè)有針對(duì)性的鼓勵(lì)政策。
二是回收過程缺乏對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制,對(duì)其他環(huán)境效益高的技術(shù)支持不足。目前已發(fā)布的國家相關(guān)政策中,除了在《電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策》中具體規(guī)定了“濕法冶煉中鎳、鈷、錳的綜合回收率應(yīng)不低于98%”,其他政策中大多提出的是宏觀要求,缺乏對(duì)回收過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)和主要因子的具體控制要求。同時(shí)也缺乏對(duì)除濕法回收技術(shù)以外其他回收利用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,沒有對(duì)其他技術(shù)的政策支持,一些環(huán)境效益高的技術(shù)目前已在國外應(yīng)用較為成熟,而由于初始投資成本過高在國內(nèi)鮮少應(yīng)用。
三是磷酸鐵鋰電池回收利用技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的關(guān)注程度不夠,沒有足夠重視三元鋰電池生產(chǎn)過程的環(huán)境影響。目前應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力電池為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,二者的再生利用技術(shù)有所差異。三元鋰電池由于正極材料中有價(jià)金屬含量高,存在較多回收利用企業(yè),但磷酸鐵鋰電池正極材料中除了鋰以外的其它金屬市場(chǎng)價(jià)格不高,導(dǎo)致回收利用企業(yè)較少,而且相關(guān)政策對(duì)磷酸鐵鋰電池回收利用技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的支持和關(guān)注程度有所不足。
小結(jié)
鋰資源冶煉加工及回收利用是鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著整個(gè)產(chǎn)業(yè)的不斷演進(jìn),相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)規(guī)范、政策引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等會(huì)越來越完善,促使整個(gè)鋰產(chǎn)業(yè)鏈爆發(fā)出更大的力量。
參考來源:
邢凱,等.新能源背景下鋰資源產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研究
朱逸慧.從跟跑到領(lǐng)跑,中國鋰產(chǎn)業(yè)仍有漫漫長路
邢佳韻,等.我國鋰及其下游動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展探討
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正)
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