“锂”成世界新能源希望 谁会成为下一个中东?

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导读:玻利维亚的乌尤尼盐湖,“世界上最大的镜子”。游客们徒步走在广阔而平静的湖面上,或者驾越野车穿越整个湖,看它反射着高原的白云、荒漠和火山。湖水只有几厘米深,水下都是厚厚的盐晶体。它是高原之国玻利维亚的自然奇迹,而另一方面,它也是这个南美最贫穷国家的宝库。   新知客报道,2008年5月,日本三菱汽车公司的高管敲开了玻利维亚的大门。据玻利维亚矿业部说,他们此行是为了获得乌尤尼盐湖的锂矿开采权。不料准备了大把钞票的三菱却吃了闭门羹。那位喜欢在正式场合穿着印第安原住民服饰的总统莫拉莱斯,毫不客气地对他们说,

玻利维亚的乌尤尼盐湖,“世界上最大的镜子”。游客们徒步走在广阔而平静的湖面上,或者驾越野车穿越整个湖,看它反射着高原的白云、荒漠和火山。湖水只有几厘米深,水下都是厚厚的盐晶体。它是高原之国玻利维亚的自然奇迹,而另一方面,它也是这个南美最贫穷国家的宝库。


新知客报道,2008年5月,日本三菱汽车公司的高管敲开了玻利维亚的大门。据玻利维亚矿业部说,他们此行是为了获得乌尤尼盐湖的锂矿开采权。不料准备了大把钞票的三菱却吃了闭门羹。那位喜欢在正式场合穿着印第安原住民服饰的总统莫拉莱斯,毫不客气地对他们说,不。“我们不会让15 世纪以来的历史重演,我们珍贵的矿产喂饱了西方的工业化,却让我们自己的国家变得贫穷。”他显然指的是,玻利维亚的白银和天然气资源曾经先后遭西班牙人英国人盘剥。莫拉莱斯总统就职于2006年,是玻利维亚自被西班牙占领以来第一位原住民领导人,他把切.格瓦拉的巨幅画像高悬在总统府大厅里。借着锂元素的新用途,这位总统也许能改变玻利维亚甚至世界能源的命运。



锂电池的大生意


美洲大陆的另一头。对于美国能源署署长的突然造访,麻省理工的切德尔(Gerbrand Ceder)教授似乎没有多少心理准备。锂电池汽车的大推广,或者世界能源的新格局,都不在他的考虑范围之内。他每天在思考的是:怎样让锂电池的充电速度更快,次数更多?而他也许并不清楚,他的材料学实验室里发生的一切,将对未来世界产生怎样的影响。


2009年1月,切德尔的发现刊登在《自然》杂志上。经过对锂阳极材料的表面处理:在表层上刨开一条条小沟槽,锂离子的运动就可以更快一些,就像为微观世界的电子们修开了一条高速公路,充放电速度提高了36倍!这意味着,锂电池完全有能力提供更多、更强劲的动力。没过多久,美国最大的锂电池生产厂商A123 公司负责人便找到他,从麻省理工获得了这项技术的应用授权。在这个公司的客户名单里,众多汽车巨头的身影赫然在列。2009年4月,另一个发现在《科学》上发表:美国麻省理工学院和韩国科学技术院共同研究,采用一种对人体无害的病毒制造出阳极材料,添加上碳纳米管研制出了大功率、快速充放电的锂电池。这似乎预示着,在汽车工业中锂的黄金时代即将降临。


在过去二十年里,石油和锂,已经在为世界上最重要的两大“移动系统”并肩提供着动力。石油装备了汽车,而锂则装备了从手机、笔记本到数码相机的各种电子产品。把两者结合起来,用电力驱动汽车一直是人类的梦想,但是这需要一种既有强大的功率,又能快速和反覆充电的锂电池,否则就会像“活化石”级的发明——电车一样,一旦头顶的电吸与电线脱节,就会像断了线的风筝一样,瞬间在大街上瘫痪下来。锂作为自然界中最轻的金属,具有相当高的能量密度。在过去十多年里,单体锂离子电池的容量还在以每年约50% 的速度提升。只是,能量越大,需要的充电时间就越长,车主们可忍受不了。而切德尔教授的发现向电动汽车打开了一扇大门。


然而,一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5 克左右的锂材料,而若要驱动一辆纯电动轿车,却需要约50千克,是一块手机电池的1 万倍!如果要驱动公共巴士的话,耗费还会更多。尽管锂电池不像汽油烧一次就没了,但是按照目前的循环充电次数峰值2000 次来算,每隔5 年也需更换一批。如此算来,电动汽车如果开始大批量商用,在不远的将来,对碳酸锂的需求仍将达百万甚至上千万吨级。上哪里去找这么多的锂?




下一个中东


锂在自然界有两种主要来源:一种是矿石,一种是盐湖。最早发现的是矿石。锂和硅、铝、氧等元素化合形成矿石,看起来和普通的岩石没什么区别,被称作锂辉石、锂云母、透锂长石等。1817年,瑞典人阿尔费德松就是在一座岛屿上的透锂长石里首先发现了锂元素。这之后,古老的矿石提锂法运行了长达一百多年之久。直到20 世纪50 年代,人们才发现,矿石中的锂不过占可开采总量的区区1/5,更多的锂藏身于内陆盐湖之中。据美国地质调查局(USGS)公布的报告,锂的全球总储量约为 1100万吨,其中有一半在玻利维亚的盐湖里。


乌尤尼盐湖里的锂其实来源于大海。2千多万年前,当安第斯山脉从大海里升起时,形成了许多装满海水的湖泊。在干燥炎热的安第斯山脉中,水慢慢蒸发掉了,各种无机盐便从湖水中结晶出来,里面就包括锂盐。当地人把盐挖出来堆成小盐丘来曝晒干燥,或者用斧头劈成数十厘米到1 米的盐块,再送往附近的精制厂加工。


移动数码时代的到来加速了盐湖中锂的开发。1997年,南美两个大盐湖矿相继投产。到 2003 年,世界上90% 的锂都改为从盐湖卤水中提取。这时的开采还仅仅为了小块的手机电池,盐湖的动静还不大。但是当锂在汽车工业的钱景展现出来的时候,情况就不同了。据纽约时报报道,继日本人之后,欧美的一些汽车厂商也在开始秘密和玻利维亚谈判。证券投资家们也开始设想,南美高原会变成下一个中东,玻利维亚这个南美最贫穷的国家,将会像沙特阿拉伯那样因为能源一夜暴富。


中国锂资源之谜


那么,中国有多少锂资源? USGS 的报告很让人失望:中国的锂储量只有110万吨,占全世界的1/10。这当然不是定论。2009年5月,华南锂电高层技术论坛上,中国工程院院士杨裕生推断中国有383万吨锂的储量;而国泰君安证券公司给出的报告则将这一数字刷新为523万吨;日本媒体更不知从哪里来的消息,宣称中国的锂储量才是真正的世界第一。这些扑朔迷离的数据之间,隐藏着鲜为人知的秘密:中国最大的锂宝库既不在素有“中国锂都”之称的江西宜春,也不在青海开采了数十年钾肥的察尔汗盐湖,而是在青藏高原最偏远的角落之一,盐湖扎布耶错。


要去扎布耶,至少要一周的时间。从拉萨到盐湖所在的仲巴县,比从上海到武汉还远,而且还要经过那种“走的车多了,也就成了路”的自然公路,最快也得在越野车上颠簸三天三夜,还不算雨季陷在泥泞道路里的时间。扎布耶错也叫做扎布耶茶卡。“错”在藏语里是“湖”,“茶卡”正是“盐湖”,上千年前藏族人就用牦牛驮运湖盐到拉萨和尼泊尔,当然是作为食盐来贩卖。藏在冈底斯山脉深处的神秘的扎布耶锂资源,其实已经发现了20 多年。


1982年,中国工程院院士、地质学家郑绵平带领一支小分队直入扎布耶。他在盐湖里发现了一种新矿物——天然原生碳酸锂,被国际矿物学会命名为“扎布耶石”。这是迄今为止最好的原生锂矿,无需冶炼,也无需费劲地和其他矿物质分离,只需将其他成分蒸干,使得碳酸锂沉淀下来,就是目前世界上最好的锂原料,“可以直接来车拖走”。扎布耶锂矿的发现,震动了国际盐湖学界。但在当时人们的兴趣在新矿物上,对于锂盐的储量和提取,似乎没有更多人去关心。这恐怕也是至今USGS 的全球报告里将中国的锂储量仍然判断为110 万吨的原因。


扎布耶究竟有多少锂?郑绵平没有准确告诉记者。这是保守了二十多年的秘密。但是锂资源越来越重要,碳酸锂的身价节节攀升,每吨价格已从5年前的1.8 万元人民币上涨到现在的6.5万。越来越多的人开始向郑绵平打听扎布耶的锂,关于中国锂储量的各种猜测也不断出炉。


而扎布耶所在的仲巴县政府,其愿望更为迫切,这里的地方官员一觉醒来发现自己竟坐在了“金矿 ”上。西藏矿业旗下已经建立了扎布耶锂业公司,是拥有西藏地区唯一采矿权的上市国企。但是已开采的锂盐仅是大海中的一滴,交通和水电的问题还没有解决。有调查发现,尽管扎布耶锂业早已具备年产5000吨的产能,但直到2008年,这里的实际产量据说也就几百吨。仲巴县政府已经下决心,要为盐湖修通一条公路,并在附近加快电站建设。然而,这一计划至少目前看起来仍进展缓慢。还没有任何证据表明扎布耶的锂矿已经被纳入国家西部开发战略的版图,大部分的视线仍然集中在已经高度集群化采矿的柴达木盆地,因为它不光有锂,主要还是能贡献钾和镁。而扎布耶盐湖里驱动未来车轮的钥匙,现在还是作为储备资源以等待时机。


但是电池技术的进展也许会瞬间改变资源的天平。人们已经在海水里发现了更多的锂,但其提取技术尚在襁褓之中。或许有一天,还等不到锂开采完,研究燃料电池的科学家们又获得了重大进展,那时或许已经不需要锂了。下一个中东将会在哪里?这个问题也许没有意义。更应该考虑的是,谁能掌握最新的技术,谁才能真正引领未来的方向。

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