地热卤水提锂,美国希望一劳永逸地解决锂供应难题

陕西地矿科技产业   2024-10-23 14:44:02

随着锂需求的急剧增长,美国决策者正着手重启久违的锂矿开采业。然而,好事多磨,新的锂矿开采提案一经提出,便引发了一场关于环境和文化影响的抗议浪潮。不过,值得庆幸的是,美国地质调查局带来了一线希望,他们预测,另一种锂供应或许就藏在我们脚下。

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美国地质调查局已经勘测了Smackover地层的一小部分,以确定其在锂供应链中的潜在作用

美国锂供应:问题其实并不存在

事实上,美国一直拥有丰富的锂资源。美国的锂供应问题,可以说只是“生不逢时”。本世纪初,当电动汽车行业新兴、需求量急剧上升时,美国的锂矿开采却几乎停滞。

重启美国锂矿开采,是一项历经多年筹备、涉及环境和社会文化影响的复杂工作。

与此同时,美国能源部一直在推广用地热卤水替代锂矿开采的新方法。这种被称为DLE(直接提锂)的工艺,利用地热能源,避免了传统提锂工艺的广泛影响。加利福尼亚州的Hell's Kitchen地热卤水项目,就是这一新方法的实例。

钻探:解决锂供应问题的另一途径

石油和天然气钻探产生的废盐水,是另一种潜在的锂供应来源,可避免采矿的全面影响。

领先的钻探商埃克森美孚已敏锐地捕捉到了这一商机。CleanTechnica编辑Zachary Shahan去年就注意到,埃克森美孚宣布了到2030年成为电动汽车电池行业顶级锂生产商和供应商的雄心壮志。

“今年早些时候,埃克森美孚成功收购了阿肯色州南部总面积达12万英亩的Smackover地层的开采权,并正在进行开采。”Shahan指出,埃克森美孚称Smackover是“北美同类锂资源中最丰富的资源之一”。

机器学习:发现新的锂供应宝藏

Smackover地层也引起了美国地质调查局的关注。该机构负责追踪锂等对美国利益至关重要的物质的供应情况。

10月21日,CleanTechnica收到了一封来自美国地质调查局的电子邮件。邮件中概述了对阿肯色州西南部一小块Smackover岩层的新研究。这项研究与阿肯色州能源与环境部的州地质学家办公室合作,首次将水测试样本与机器学习相结合,预测石油和天然气作业可联合生产的锂的数量。

这个数量相当可观。研究团队得出了500万吨锂的低端估计值,并指出这“相当于国际能源机构预测的2030年全球电动汽车锂需求量的九倍以上”。

而这还只是冰山一角。从更广阔的视角看,Smackover地层的一个卤水区块中可能蕴藏着高达1900万吨的锂。

埃克森美孚如此兴奋的原因

我不想给锂供应的乐观氛围泼冷水,但这项研究的主要研究员、水文学家凯瑟琳·克尼里姆确实提醒我们,研究人员的任务是开发一个锂可用性的预测模型,而不是锂的可得性。

“必须注意的是,这些估算只是就地评估。”克尼里姆提醒说,“我们并没有根据从卤水中提取锂的新方法来估算技术上的可采储量。”

尽管如此,这项名为“利用机器学习评估阿肯色州南部Smackover地层卤水中的锂资源”的研究确实表明,大量的锂供应近在眼前。根据美国地质调查局的预测模型,2022年研究区域内溢出地面的卤水中含有5000吨溶解锂。这一总量包括溴生产以及石油和天然气的产量。

这就解释了为什么埃克森美孚突然对电动汽车电池的锂供应链产生了如此浓厚的兴趣。乍一看,石油生产商帮助运输行业去碳化似乎有些匪夷所思,但天然气生产商的优先级却截然不同。虽然埃克森美孚以石油公司著称,但它在21世纪初就开始扩大天然气业务。

解决锂供应问题:多管齐下

解决锂供应问题的另一个有效方法是减少对锂的需求。无锂电动车电池配方、氢燃料电池电动车和新型固定式长效储能技术已经在逐步解决这个问题。

此外,一旦电动汽车电池回收行业开始起步,这也将有助于补充锂供应链,减少从地球上提取新锂的需求。

从海水中回收锂是CleanTechnica一直关注的另一种方法。尽管海水中锂的浓度极低,但几年前这似乎还是个遥不可及的梦想。然而,几年内可以发生很多事情。例如,今年6月,芝加哥大学普利兹克分子工程学院的一个研究小组就介绍了一种从海水、地下水和钻井废水中提取锂的经济方法。他们的研究报告“识别磷酸铁颗粒对锂的偏好的关键特征”于6月7日发表在《自然》杂志上。

解决锂困境的另辟蹊径

颇具讽刺意味的是,特斯拉大肆宣传的新型双座“机器人出租车”再次将人们的目光吸引到了锂供应问题上,这不禁让人质疑:在美国公路上增添更多乘用车,究竟是否合理?

无论采用何种推进系统,汽车供应链都是一个吞噬资源的巨兽,而这仅仅是汽车文化所带来问题的一个方面。除了材料的大量消耗,为了汽车的便捷,广袤的乡村景观和整个城市街区都遭受了破坏。在城市中,车流如织的景象已司空见惯,而行人们却在为争夺有限的人行道空间和那仅存的一丝美感而努力。

若那些财富惊人的美国公民真的有意为拯救地球贡献力量,他们不妨从支持公共交通、自行车道、步行规划以及其他公共投资做起,让道路上少一些汽车的身影。

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