鋰(Lithium)是一種金屬元素,元素符號為Li,對應(yīng)的單質(zhì)為銀白色質(zhì)軟金屬,也是密度較小的金屬。
在自然界中,主要以鋰輝石、鋰云母及磷鋁石礦的形式存在。
鋰的應(yīng)用
在傳統(tǒng)領(lǐng)域,鋰可以用于生產(chǎn)新型合成橡膠、新型工程材料、陶瓷和稀土冶煉等,被譽(yù)為“工業(yè)味精”;而今,鋰又被稱為“白色石油”,因?yàn)槠湓谛履茉搭I(lǐng)域,是鋰離子電池主要的原材料,是電池和電源領(lǐng)域無可爭議的較佳元素,被稱為“能源金屬”;在醫(yī)藥領(lǐng)域,鋰是生產(chǎn)他汀類降脂藥和新型抗病毒藥等新藥品的關(guān)鍵中間體。
如今全球電動化浪潮為鋰撐起巨大空間,鋰產(chǎn)業(yè)已成為各國爭相發(fā)展的新興朝陽產(chǎn)業(yè)。
鋰的儲量分布
全球鋰資源極其豐富,現(xiàn)有儲量410萬噸,儲量基數(shù)1100萬噸。
世界上鋰儲量和儲備基地較多的國家有智利、中國、巴西和玻利維亞。
鋰資源主要賦存于鹽湖鹵水(地表和地下)和花崗巖偉晶巖礦床中。
鹽湖占世界鋰儲量的66%,占世界鋰儲量的80%以上。它們通常與鉀和鈉鹽以及鹵素(Br、I等)共存。)礦物質(zhì)。已知的重要含鋰鹽湖有玻利維亞的烏尤尼鹽湖、智利的阿塔卡馬鹽湖、中國的扎布耶鹽湖和察爾汗鹽湖、美國的銀峰鹽湖、塞爾鹽湖、大鹽湖、阿根廷的霍姆布雷埃爾托鹽湖和中東的死海。
花崗巖型鋰礦分布廣泛。比較有名的是偉晶巖礦床,位于加拿大的Banica湖、澳大利亞的Greenbushes、Kings Mountain、Bessemer、北卡羅來納、津巴布韋、Bikita、Kalibibu、納米比亞、諾諾-基托托羅、剛果、葡萄牙、前蘇聯(lián)和中國。主要礦石礦物為鋰輝石、透鋰長石、鋰云母和薄水鋁石。
全球鋰資源分布:
據(jù)美國地質(zhì)局2021年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,全球已探明鋰儲量為2240萬噸金屬量,其中智利占比較大,已探明資源儲量為920萬噸,占比達(dá)43.7%,其次為澳大利亞和阿根廷,儲量分別為 570萬噸、220萬噸,占比為22.3%、10%。
2021年全球資源供給主力仍為澳洲鋰礦。據(jù)USGS統(tǒng)計(jì),2021年澳大利亞產(chǎn)量約 29.3 萬噸 LCE,占全球總產(chǎn)量的 52%,其次為智利、中國、阿根廷,分別占比 25%、13%、 6%。
2021年較新數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前世界已探明的鋰礦資源中,智利、澳大利亞、阿根廷、中國、美國5個國家儲量占比達(dá)到85.73%。
我國鋰資源分布:
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2020年發(fā)布的數(shù)據(jù),我國已探明的鋰資源儲量約為540萬噸,約占全球總探明儲量的13%。
我國的鋰資源雖然豐富,但80%左右存在于鹽湖中,主要分布在青藏高原地區(qū),其中青海的鹽湖鋰儲量占全國鹽湖鋰儲量的約80%。
礦石鋰資源分布于四川、江西、湖南、新疆等省份,存儲量約為全國鋰資源存儲量的20%左右,其中四川省的儲量較大,占全國礦石鋰資源儲量的60%左右。
鋰資源供給現(xiàn)狀
鋰供給主體是鹽湖提鋰和礦石提鋰。
由于鹽湖提鋰成本較低,即便是以往鋰價(jià)低迷時(shí)期,南美鹽湖依然可以維持盈利,歷來都是保持滿產(chǎn)。再者,鹽湖生產(chǎn)周期長,產(chǎn)能爬坡緩慢,也決定鹽湖通常不會減產(chǎn)停產(chǎn)。鹽湖提鋰以南美鹽湖 為代表,鹽水被濃縮成鹵水,然后運(yùn)輸至當(dāng)?shù)劁圎}廠制成碳酸鋰,如有需要, 則利用碳酸鋰為原料再加工制成氫氧化鋰。
礦石提鋰是鋰供給的必要補(bǔ)充。相比鹽湖提鋰,礦石提鋰成本較高,優(yōu)點(diǎn)是礦石開采可以靈活調(diào)節(jié),以適應(yīng)市場變化,即在鋰價(jià)高漲時(shí)增產(chǎn),在鋰價(jià)低迷時(shí)減產(chǎn)停產(chǎn)。
鋰礦石主要是指鋰輝石,澳大利亞是較重要的鋰輝石產(chǎn)地,礦山開采出來的原礦經(jīng)過簡單加工制成鋰精礦,銷往中國各地鋰鹽廠制成碳酸鋰、氫氧化鋰等鋰產(chǎn)品。最后,每當(dāng)鋰價(jià)高漲時(shí),更高成本的江西宜春鋰云母礦山也會復(fù)產(chǎn)用來補(bǔ)充供給、保障供應(yīng)。
除此之外,隨著非洲綠地礦項(xiàng)目(Manono、Goulamina、Arcadia 等)陸續(xù)投產(chǎn),非洲鋰礦產(chǎn)量在全球的占比將呈明顯上升趨勢,鋰供應(yīng)集中度將從高度集中向相對分散化演變。
從供應(yīng)量上看,2021年全球鋰礦石產(chǎn)量約為10萬噸(不包括美國),較2020年的8.25萬噸增長21%。2021年全球鋰資源消費(fèi)量估計(jì)為9.3萬噸,較2020年的7萬噸增長33%。
當(dāng)前復(fù)雜多變的國際政治經(jīng)濟(jì)局勢下,多國政府表示將加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)保護(hù),建立自主產(chǎn)業(yè)鏈。目前全球鋰產(chǎn)業(yè)受限于澳洲過高的資源供給集中度,隨著鋰需求日益膨脹,預(yù)計(jì)鹽湖鹵水型鋰資源在種類多元和供給保障的戰(zhàn)略需求下將受到重點(diǎn)開發(fā)。
鋰的提取工藝
目前有2種提鋰技術(shù),分別是礦石提鋰和鹽湖提鋰。
礦石提鋰技術(shù)
自然界中,含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和透鋰長石等。以鋰礦石為原料提取鋰、銣、銫等有價(jià)金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、氯化物法和壓煮法等。
自然界中,含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和透鋰長石等。以鋰礦石為原料提取鋰、銣、銫等有價(jià)金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、氯化物法和壓煮法等。
通過技術(shù)創(chuàng)新和改造,進(jìn)一步降低成本是礦石提鋰技術(shù)的發(fā)展趨勢。與石灰石焙燒法相比,硫酸法、氯化焙燒法以及壓煮法能耗低、鋰的浸出率高,具有取代石灰石法的趨勢。
鹽湖提鋰技術(shù)
(1)沉淀法
將鹵水在太陽下晾曬使其自然蒸發(fā)濃縮,經(jīng)去除硼、鈣、鎂等雜質(zhì)后,在母液中加入沉淀劑或鹽析劑使鋰以沉淀物的形式分離。沉淀法在工業(yè)上應(yīng)用較早,工藝成熟可靠、生產(chǎn)成本低,但不適用高鎂鋰比的鹽湖。
(2)太陽池法
利用地區(qū)低溫氣候得到高鋰混鹽鹵水(鋰接近飽和點(diǎn)),再經(jīng)太陽池技術(shù)蒸發(fā)、升溫得到富鋰混鹽和芒硝等沉淀。目前該方法已被西藏扎布耶鋰業(yè)高科技有限公司于扎布耶鹽湖使用。
雖然該方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),但對資源賦存和當(dāng)?shù)刈匀粭l件要求苛刻,目前在中國藏北阿里地區(qū)和阿根廷部分地區(qū)已經(jīng)沿用此方法。
(3)吸附法
通過對鋰有選擇性的吸附劑吸附鹵水中的鋰,再用淡水解吸與其他雜質(zhì)分離并富集,再通過小型鹽田濃縮后化學(xué)沉淀鋰。
吸附法是一種從環(huán)境和適用性角度具有較大優(yōu)勢的鋰提取技術(shù),尤其是針對低品位的高鎂鋰比鹵水和海水提鋰。該方法的難點(diǎn)在于開發(fā)。
性能優(yōu)異的吸附劑,現(xiàn)階段吸附劑主要分錳系、鈦系離子篩和鋁系吸附劑。
(4)膜法
多在工業(yè)試驗(yàn)階段,利用多種類型的濾膜,逐步將鹵水中雜質(zhì)成分分離, 并富集濃縮鋰后化學(xué)沉淀鋰。優(yōu)點(diǎn)是對鹵水的適應(yīng)性強(qiáng),工藝簡單、鋰的回收率高、選擇性好,對環(huán)境的影響小;難點(diǎn)在于研發(fā)高選擇性、低能耗和良好循環(huán)性能的濾膜。
(5)萃取法
通過有機(jī)溶劑萃取鋰實(shí)現(xiàn)鋰與其他雜質(zhì)成分的分離和濃縮,高濃度反萃液進(jìn)一步生產(chǎn)各種鋰鹽。優(yōu)點(diǎn)是可以處理高鎂鋰比鹵水,且易于工業(yè)化,但對萃取設(shè)備的較高要求,研究投入大導(dǎo)致該技術(shù)尚未成熟。萃取法使用的萃取劑包括有機(jī)溶劑和離子液體,有機(jī)溶劑萃取選擇性高但易腐蝕、污染環(huán)境;離子液體綠色環(huán)保但是萃取劑制取復(fù)雜。
(6)煅燒法
通過對提硼后的鹵水濃縮干燥、煅燒分解為氧化鎂,接著用水溶出氧化鎂中的可溶性鋰鹽,再沉淀出碳酸鋰產(chǎn)品。煅燒浸取法生產(chǎn)工藝是青海中信國安科技發(fā)展有限公司自行開發(fā)的鹽田老鹵工藝,主要針對高鋰含量、高鎂鋰比鹽湖,易于工業(yè)化,但能耗大、腐蝕性強(qiáng)、環(huán)境影響大、成本高。
(7)電滲析法
在外加直流電場的作用下,固態(tài)或液態(tài)離子交換膜對水中離子具有選擇性,使水中的一部分離子透過交換膜轉(zhuǎn)移到另一部分水中,從而達(dá)到分離鎂、濃縮鋰的目的。其優(yōu)勢在于可處理高鎂鋰比鹽湖、效率高;難點(diǎn)在于開發(fā)具有優(yōu)選擇性、高鋰容量和高穩(wěn)定性的鋰捕獲材料。
(8)黏土提鋰技術(shù)
黏土提鋰具有綜合優(yōu)勢,開發(fā)前景良好。黏土提鋰在速度上類似礦石提鋰所需時(shí)間短,而成本又類似于鹵水提鋰處于較低范圍。此前由于下游需求規(guī)模較小,鋰輝石及鹽湖率先產(chǎn)業(yè)化滿足供給而輕視了品位較低的鋰黏土。在新能源汽車的帶動下鋰需求快速爆發(fā),鋰黏土因?yàn)樽陨硖徜嚰夹g(shù)的進(jìn)步及較大的資源儲量受到重視,具備良好的開發(fā)前景。
鋰資源需求現(xiàn)狀
鋰終端消費(fèi)主要可分為傳統(tǒng)領(lǐng)域消費(fèi)及鋰電池兩部分,其中傳統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用主要包括玻璃陶瓷、潤滑脂及制冷液等,鋰電終端主要包括動力電池、儲能鋰電池及 3C 消費(fèi)電池等。
具體來看,2021年鋰終端消費(fèi)仍以新能源汽車為主,整體占比超 60%,儲能占比約 4%,傳統(tǒng)行業(yè)占比約17%,隨著鋰電池應(yīng)用增速進(jìn)一步提升,預(yù)計(jì)鋰傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用占比將進(jìn)一步縮小,新能源汽車及儲能應(yīng)用逐步提升。
細(xì)分下游需求看:
1、新能源汽車:電動化鋰消費(fèi)主力
2020年是全球電動化元年,新能源汽車發(fā)展核心驅(qū)動力來自于政策疊加優(yōu)質(zhì)供給帶動需求的雙重推動。
中汽協(xié)統(tǒng)計(jì),2021年國內(nèi)新能源汽車銷量 350.7 萬輛,同比高增 174.6%;歐盟地區(qū)2021年1-10月新能源汽車銷量 160 萬輛,同比高增74.4%。
綜合考慮各國新能源汽車發(fā)展目標(biāo)、當(dāng)前滲透率、市場增速、單車帶電量等因素,預(yù)計(jì)2023 年世界新能源汽車銷量可達(dá)1143.8萬輛,帶動鋰資源消耗量達(dá) 52.1萬噸LCE, 2020-2023年CAGR達(dá)到 59.0%。
2、儲能電池:能源革命正當(dāng)時(shí),電化學(xué)儲能大有可為
碳中和背景下,儲能是實(shí)現(xiàn)能源革新的重要路徑之一,近年來各國紛紛出臺相關(guān)政策加速儲能行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。
據(jù)CNESA,截止2021年底,全球已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模 209.4GW,新型儲能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá) 25.4GW,同比增長 67.7%,占比提升至12.2%,主要以電化學(xué)儲能方式為主。相對于傳統(tǒng)抽水儲能方式,電化學(xué)儲能具有容量大,靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢,其中鋰離子電池由于能量密度高,循環(huán)性能好,倍率性能強(qiáng)等優(yōu)勢發(fā)展迅猛,成為較具潛力的電化學(xué)儲能方式之一,2021年市場份額已超 90%。
根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》規(guī)劃,2025年我國將實(shí)現(xiàn)新型儲能裝機(jī)規(guī)模 30GW 以上,據(jù) CNESA 保守估測,2026年我國新型儲能裝機(jī)累計(jì)規(guī)模將達(dá)到48.5GW,對應(yīng)2022-2026CAGR為 53.5%。
鋰離子電池憑借其優(yōu)越性能,或?qū)⒊掷m(xù)作為增長引擎推動新型儲能的快速增長。
據(jù)SPIR預(yù)測,2020-2025 年全球儲能鋰電池出貨量 CAGR 約為 54.5%??紤]到新能源發(fā)電并網(wǎng)配套儲能、5G 基站備用電源等需求,預(yù)計(jì)2023年全球儲能電池出貨量將達(dá)到 99.7GWh,帶動鋰消耗量達(dá)到 6.8 萬噸 LCE, 2020-2023 年 CAGR 達(dá)到 54.5%。
3、消費(fèi)電子:市場飽和,增長緩慢
消費(fèi)電子目前處于市場飽和狀態(tài),市場增長緩慢。隨著智能手機(jī)以及智能家居的 普及,預(yù)計(jì)全球消費(fèi)類鋰離子電池行業(yè)規(guī)模未來持續(xù)穩(wěn)定增長。
據(jù) Modor Intelligence 預(yù)測,全球消費(fèi)類鋰離子電池出貨量2020 年-2025 年的 CAGR 或超 6%。預(yù)計(jì)2023年消費(fèi)電子鋰電池出貨量將達(dá)到 124.2GWh, 鋰消費(fèi)量有望達(dá) 7.1 萬噸 LCE,2020-2023 年 CAGR 為 6.0%。
4、傳統(tǒng)需求:與宏觀經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)
鋰的傳統(tǒng)應(yīng)用包括:潤滑劑、鋁冶煉、空氣處理、藥物、玻璃、陶瓷、專業(yè)應(yīng)用(包括電磁爐灶面和炊具)、鑄鋼件及鑄鐵件。
根據(jù)世界銀行較新發(fā)布的《全球經(jīng)濟(jì)展望》,隨著疫情緩解通脹高企,各國財(cái)政和貨幣支持相繼退出,全球增長正進(jìn)入一個明顯放緩的時(shí)期,預(yù)計(jì)2021/2022/2023年增速分別為的5.5%/4.1%/3.2%。
鑒于傳統(tǒng)工業(yè)增速與全球經(jīng)濟(jì)增速基本同步,預(yù)計(jì)2023年傳統(tǒng)工業(yè)鋰用量 有望達(dá)到 17.2 萬噸 LCE,2020-2023 年 CAGR 為 4.3%。
全球十大鋰礦企業(yè)
按市值劃分,世界上較大的鋰生產(chǎn)商是美國Albemarle(雅寶),市值達(dá)339億美元。Albemarle Corporation與智利第二大生產(chǎn)商Sociedad Químicay Minera de Chile (SQM)合作,在智利的Salar de Atacama開展鋰礦開采業(yè)務(wù)。Salar de Atacama自1980年代以來便一直從事鋰礦的開采生產(chǎn),目前占據(jù)了全球近四分之一的鋰礦產(chǎn)量。
雖然澳大利亞和智利向全球輸送了很大比例的鋰礦石,但中國基于先進(jìn)的精煉生產(chǎn)技術(shù),在直供電池用的鋰礦精加工領(lǐng)域占據(jù)了全球50%的產(chǎn)能。這也使得我國在新能源金屬供應(yīng)鏈中占據(jù)重要話語權(quán),為未來我國的國家能源安全提供了重要保證。
得益于上述技術(shù)優(yōu)勢,我國有3家公司躋身世界前10大鋰礦生產(chǎn)商,分別為天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè)、四川雅化實(shí)業(yè)。其中,作為我國較大鋰礦生產(chǎn)商,天齊鋰業(yè)在位于澳大利亞的全球較大硬巖鋰礦Greenbushes擁有大量股份。
我國鋰礦企業(yè)
受鹽湖提鋰企業(yè)冬季減產(chǎn)、新能源需求旺盛等影響,鋰鹽銷售端依舊保持活躍。
從業(yè)績上看,2022年前三季度,“鋰礦雙雄”贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)均創(chuàng)造了歷史較好成績。
其中,天齊鋰業(yè)營收246.46億元,同比增長5倍多;凈利潤159.82億元,同比增長近30倍。
同期,贛鋒鋰業(yè)營收276.12億元,同比增長近3倍;凈利潤147.95億元,同比增長近5倍。
盛新鋰能、永興材料、藏格礦業(yè)、雅化集團(tuán)、中礦資源、江特電機(jī)、天華超凈等鋰礦公司,都實(shí)現(xiàn)了4倍以上的凈利潤增幅。
鋰的政策
我國的碳酸鋰行業(yè)政策主要由國家發(fā)改委等部位通過鼓勵地方、外資和相關(guān)行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)投資及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。例如,在《西部地區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄(2020年本)》中,國家發(fā)改委鼓勵云南、青海等地發(fā)展碳酸鋰產(chǎn)業(yè)。同時(shí),由于碳酸鋰目前的主要應(yīng)用方向在動力電池領(lǐng)域,相關(guān)產(chǎn)業(yè)的政策也會對其找出一定程度的影響。
鋰的價(jià)格
今年年初,電池級碳酸鋰價(jià)格約28萬元/噸,今年3月份快速上升至50萬元/噸,且在隨后幾個月里基本保持在46萬元/噸以上的價(jià)格高位運(yùn)行。
9月中旬,電池級碳酸鋰價(jià)格再次突破50萬元/噸,并在11月一度突破60萬元/噸關(guān)口,年內(nèi)價(jià)格已翻倍。
上海有色網(wǎng)12月21日發(fā)布的較新數(shù)據(jù)顯示,電池級碳酸鋰報(bào)價(jià)當(dāng)周再降1000元,已由11月上旬的60萬元/噸降至55萬元/噸,呈現(xiàn)穩(wěn)步回落態(tài)勢。
鋰的項(xiàng)目
在2025年前有望生產(chǎn)的資源稟賦優(yōu)異的礦山項(xiàng)目主要包括:Greenbushes、Manono、Pilgangoora、ThackerPass、Wodgina和Sonora。
鹽湖項(xiàng)目分布較為集中,主要在中國和南美的“鋰三角”地區(qū)。項(xiàng)目繁多,但資源稟賦優(yōu)異的很少。
在2025年前有望生產(chǎn)的資源稟賦優(yōu)異的鹽湖項(xiàng)目主要包括:Atacama-SQM、Atacama-ALB、Uyuni、Cauchari-Olaroz和察爾汗鹽湖。
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