锂离子电池成储能主流 锂原料能否支撑未来产量

特斯拉(Tesla)推出Powerwall、PowerPack两款锂离子电池能源储存设备首周预售订单总额突破8亿美元，掀起一阵能源储存热潮，过去产业界从未有人担心过锂原料不足，但随着特斯拉Gigafactory规模量产逐渐成形，以及其他公司跟进锂离子电池，在电动汽车与能源储存两大应用需求下，产业界开始有未雨绸缪的声音：锂原料是否足以支撑未来产量?不过，澳洲公司CobreMontana的新开采技术或许可解除此一疑虑。

回顾2011年时，在能源储存协会大会上，还有创投对锂离子电池嗤之以鼻，认为是不可能大规模设置的“玩具”，如今光是特斯拉本身的锂离子电池及能源储存产品就带动不少应用，客户包括电力公司如Oncor与南加州爱迪生(SouthernCaliforniaEdison)、云端服务巨人亚马逊网络服务(AmazonWebServices)、需求反应服务商EnerNOC，以及全美最大电网能源储存计划开发商AESEnergyStorage。除了大公司客户，连同新创事业也磨刀霍霍，由于PowerPack以充放电循环5，000次计算，经过PowerPack储能后每度电所新增的成本约仅为0.05美元，新创事业“先进微电网解决方法”(AdvancedMicrogridSolutions)就计划买进总储能容量50万度的特斯拉PowerPack储能系统，供应电网稳定服务。

在特斯拉推波助澜下，锂离子电池成为能源储存主流电池技术的趋势越来越明显，如奇异(GE)抛弃了自家的独拉松电池，改投锂离子电池怀抱;奔驰制造商戴姆勒(DaimlerAG)也宣布要推出锂离子电池能源储存产品，进入电网能源储存市场。在澳洲，能源储存市场蠢蠢欲动，一方面因为近年来澳洲的太阳能渗透率快速提升，开启能源储存需求，一方面澳洲人传统上对电网不信任，渴望有自有能源，而在锂离子电池能源储存价格持续下降下，业界认为澳洲能源储存市场可望飞跃式成长，澳洲电力公司计划亲自推出能源储存产品，即使这样做会伤害售电营收也在所不惜，因为“我们不做，别人也会做”。而特斯拉在锂离子电池上的合作伙伴，也是数家澳洲电力公司的能源储存产品的锂离子电池供应商Panasonic，计划将同样的合作模式推展到欧洲，自德国开始发展。

而这些快速发展，也让人开始注意到过去不认为是问题的锂原料供应问题，特斯拉本身预期其锂离子电池厂产量全开的状况下，2020年将消耗8，000公吨的锂原料，而若电动汽车与能源储存市场如乐观的预期一飞冲天，至2040年，全球有可能一年要80万吨的锂原料才能满足产业总体需求。

美国地理调查于2015年初估计，全球锂资源约为3，950万公吨，而具备商业开采价值的锂储备量则仅为1，351.9万公吨，在目前的产业状况下，这样的锂资源可用上超过300年不成问题，但若是需求爆炸性成长，在一年80万吨的情况下，不到17年就会用尽。

冶金法可将矿物废料变成锂原料

那么，我们是否该担心人类未来过度依赖锂离子电池，终有一天会因为锂用尽而陷入能源危机?或许不必太杞人忧天，因为2040年还很远，届时可能已经有替代产品，就算没有替代产品，锂离子电池也可回收再制，而创新采矿技术也可望彻底解决锂不足的问题。

提炼锂矿要高温淋溶，是相当耗费能源的过程，因此只有选用氧化锂含量较高的矿石，才有开采价值，包括锂辉石、透锂长石等，即使使用氧化锂含量6%的矿石，每吨生产成本仍可能高达3，000到5，000美元，因此，过去若是矿石氧化锂含量低于5%，就毫无开采价值。锂在大自然中含量其实相当丰富，光是海水中就高达2，300亿吨，只是高含量的优质矿石相当稀少。

澳洲矿业公司CobreMontana提出改以湿法冶金学提炼的想法，将矿石磨碎后，于摄氏90度下加入硫酸，溶出矿石中所有的金属，过程中出现二氧化硫，可再导回系统中与水结合重新出现硫酸，而溶化的金属除了锂，还会包括镁、铝、铷、锶、镓等金属，可另外出售，还有大量的硫酸钾，可做为肥料，出售所得可回收2成的成本，而整个冶金过程所需能量都由硫氧化而来，无须额外能源，硫占了冶金过程3成的成本，而硫是石油开采的副产品，相当容易取得。

使用这种方式，即使锂矿含量低的矿石也可利用，CobreMontana表示，以此冶金法，使用氧化锂含量仅2%的云母石，每吨成品冶炼成本只需1，800美元，甚至比南美洲各国如阿根廷、玻利维亚、智利的卤化物沉积优质矿冶炼成本每吨2，000到2，500美元更低。这开启了大量新的锂资源，云母在全球可说遍地都是，经常是采矿时抛弃的废料，取得成本相当低廉，光是捷克的Cinovec矿区，就可望供应1，000万吨锂原料。

CobreMontana目前已在Cinovec矿区进行小规模测试生产，每小时可产出1到3公斤锂原料，CobreMontana计划将与合作伙伴进行规模商业生产，若能顺利量产，看来人类就不用担心锂会用完的问题了。

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