为“后石油时代”做准备，油气巨头开始疯狂抢锂矿
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环球零碳
碳中和领域的《新青年》
摘要：
在看到“白色石油”的发展前景后，全球数家重量级的油气企业也开始追逐能源转型的潮流，进入到寻求提取金属锂的队列之中。
撰文 | Penn
编辑 | 小棠
→这是《环球零碳》的第744篇原创
当街上行驶的电动车越来越多，油车越来越少的时候，锂电池取代石油，就会成为一种趋势。
所以，锂作为动力电池的核心生产元素，也被称为“白色石油”或“新石油”。
在燃油车时代，大国和跨国公司在中东为了石油大打出手；进入电动车时代后，新的角逐将在南美洲、澳洲等锂资源富集区域上演，盐湖和锂矿成为新的争夺焦点。
“白色石油”争夺战，以前的主角是动力电池制造商和矿业巨头，现在，加入了新面孔，一帮国际石油巨头，携带雄厚的资金和擅长的地下液体提取技术，开始了抢矿和提锂的争夺战。
它们将目光瞄向了地下卤水，希望通过直接锂提取（DLE）技术从含有锂的油田卤水中开采和加工锂，来实现业务多样化，以确保“后石油时代”的转型。
其中，最具代表性的便是美国油气巨头埃克森美孚(ExxonMobil)。7月31日，据彭博社报道，埃克森美孚正在与特斯拉、福特、大众等汽车制造商就锂供应进行谈判，不过谈判仍处于早期阶段。报道补充说，会谈还包括电池制造商 SK On 和三星 SDI。
虽然对此报道，埃克森美孚、SK On和大众均拒绝置评，特斯拉、福特和三星也没有回复置评的消息。但稍早之前的第二季度财报电话会议上，埃克森美孚首席执行官达伦·伍兹证实了这家油气巨头对锂卤水开采的兴趣。他表示：“我们正在积极探索这一机会，就像我们迄今为止所看到的那样。”
除了埃克森美孚，西方石油公司、挪威国家石油公司、斯伦贝谢公司、中石油、中石化等石油巨头，都在进军锂领域，从“旧石油”转向“新石油”，已成为一种趋势。
图说：埃克森美孚首席执行官达伦·伍兹(Darren Woods)
来源：Reuters
01
国际油气巨头提锂进行时
国际能源署（IEA）则预测，如果希望到 2050 年实现全球净零排放的过渡，到2040 年将需要比现在多六倍的关键矿物，由于电动汽车和电池储能需求的暴增，全球锂需求的增长将远超对于其他矿物的需求。
研究机构Benchmark Mineral Intelligence也表示，未来全球需要近60个新锂矿和工厂来满足对锂日益增长的需求，2030年锂的开采量将超出2015年至2022年。
根据英国《金融时报》的计算，在乐观的增长和定价假设下，到2030年，锂的市场规模可能增至每年1500亿美元。因此，油气巨头们看到了锂矿开采的新商机，投资锂矿开采也逐渐成为能源企业为准备后石油时代的一种多样化发展方式。
5月22日，《华尔街日报》报道，据知情人士透露，埃克森美孚斥资1亿美元从一家名为Galvanic Energy的勘探公司手中购买了阿肯色州南部Smackover储层12万英亩的土地(约合485平方千米)，计划建造一座世界级规模的锂加工设施，目标的最高年产能将达到7.5万至10万吨锂。报道指出，阿肯色州的储层可能含有400万吨碳酸锂当量，足以为5000万辆电动汽车提供动力。
图说：美国Smackover地层
来源：Wikipedia
此外，埃克森美孚旗下子公司（Imperiale oil）与加拿大E3锂公司（E3 lithium）合作，尝试在加拿大艾伯塔省历史悠久的勒杜克油田里测试DLE技术。
除了埃克森美孚(ExxonMobil)，挪威国家石油公司(Equinor)、西方石油公司(Occidental Petroleum)和斯伦贝谢(Schlumberger)等公司也正在研究如何将泵送和加工的关键技术用于锂的加工。
早在2020年，斯伦贝谢成立了斯伦贝谢新能源公司(Schlumberger New Energy)，推出了新型能源业务，其在美国开发的首批项目之一便是建设一个从内华达州的卤水中提取锂的中试工厂。到2021年斯伦贝谢新能源公司已经在直接提锂技术方面投入1500多万美元。今年7月，日本松下与斯伦贝谢新能源签署合作协议，双方将共同验证和优化后者内华达州试验工厂的锂萃取与生产程序。
图说：斯伦贝谢新能源公司位于内华达州的 NeoLith Energy 试点工厂
来源：SLB
挪威国家石油公司则在2021年入股了锂开发商Lithium de France。西方石油公司通过参股锂技术集团TerraLithium，尝试结合地热技术从地下卤水中提取锂。雪佛龙近日也加快了布局锂领域的步伐，雪佛龙公司首席执行官迈克·沃斯（Mike Wirth）近日在接受彭博社采访时表示，该公司正在考虑生产用于电动汽车电池的锂的机会，提取锂符合像雪佛龙的“核心能力”，但没有提供具体计划的细节。
02
油气巨头入局，直接提锂技术是关键
对于油气巨头来说，基于自身优势入局锂开采领域，显得顺理成章。油气公司拥有丰富的从地下获取液体并将其加工成可用材料的经验，开采所需的地球科学知识和能力，以及可以直接使用的设备和基础设施，从而具有独特的先发优势和单位成本优势。此外，在办理矿权和土地收购方面，油气公司也具有一定的经验和资金优势。
美国政府支持的矿业投资基金TechMet的首席执行官布莱恩•梅内尔(Brian Menell)就表示：“许多油气巨头正投入大量时间和精力，研究如何在锂矿领域做大。这是石油公司的自然演变。锂盐是一个明显的选择，因为它们在地下泵送和流体方面有专长。”
一直以来，埃克森美孚都称锂开采与该公司在石油和天然气生产方面的专业知识之间有“天然协同作用”。公司表示，正在探索从地下盐水中直接提取锂的方法，这种方法比传统采矿更便宜、更环保。
图说：传统的盐湖提锂工艺与DLE以及每个阶段的时间安排
来源：Goldman Sachs
这种油气巨头所青睐的直接锂提取技术（DLE），与传统的盐湖提锂蒸发池提取不同，被顶级投行高盛(Goldman Sachs)称为“具有改变游戏规则的潜能的技术”，相当于锂生产领域的石油水力压裂法，可能会为锂领域带来类似页岩油对石油的影响。
从本质上讲，DLE工艺包括向盐水中添加一种高度选择性的吸收分子，该分子可以捕获锂并迅速将其从水中分离出来，同时在该过程中还能排除杂质。它将把锂的提取时间从数月缩短到数天，而平均提取率为60%至80%，而蒸发池的平均提取率为40%至60%，这可能使低浓度锂资源在经济上可行。
不过值得注意的是，直接锂提取等更可持续的工艺大部分仍处于试点阶段，目前尚未得到大规模验证，需要更多的研究和开发才能将其实现商业化。
图说：Volt Lithium的直接锂提取技术
来源：Volt Lithium
今年，直接提锂技术迎来了新的突破。5月，Volt Lithium在其试点项目中成功地从低至34毫克/升的浓度中提取了90%的锂，从120毫克/升的浓度中提取了97%的锂。该公司估计，艾伯塔省彩虹湖43万英亩土地有大约490万吨碳酸锂当量可供开采，利用该技术可实现约为3000美元每吨的开采成本，约2万吨每年的开采量。而3000美元/吨的成本已经小于高盛预计的DLE 项目相对于传统盐湖提锂项目的净现值盈亏平衡点，Volt Lithium或许有望成为这项技术的“游戏规则改变者”之一。
根据高盛的数据，卤水约占全球锂资源的三分之二，但仅占目前产量的40%左右。如果DLE技术能在拉丁美洲20-40%的卤水作业中推广，将其产量占比从50%提高到80%，那么到2028年，这将使市场上的锂产量增加7万-14万吨，使全球锂原材料供应量增加约8%。
03
国内油气巨头不甘落后
与此同时，国内油气巨头中石油、中石化也在绿色低碳转型的过程中逐渐担负起深部卤水型锂矿勘探开发的重任。
我国的深层卤水锂矿资源主要分布在于四川盆地、柴达木盆地、江汉盆地等沉积盆地。四川盆地中三叠统雷口坡组是上扬子地台上最后一个成盐期，是含盐层系最为发育、蒸发岩厚度最大和盐卤成矿远景最好的含盐盆地。随着四川盆地石油勘探活动的日益活跃，在多个构造内钻遇富锂卤水。
图说：气田水提锂装置
来源：中国石油西南油气田公司
2021年4月，中国石油西南油气田公司天然气研究院成立气田水伴生资源利用研究团队，摸排重点产水井锂资源含量情况。2022年7月，西南油气田公司宣布其气田水提锂先导试验取得阶段性成果，采用龙王庙组气藏气田水在实验室制得100克氢氧化锂和萃取出400克碳酸锂粉末。这是国内油气田行业首次从气田水中提取到锂元素。去年8月底，该公司采取气田水预处理及吸附-膜-沉淀法耦合提锂的工艺，首次自主在实验室从龙王庙组气藏气田水中提取出工业级碳酸锂。
今年1月3日，龙王庙组气藏气田水近日产出首批成品碳酸锂，标志着国内首套气田水提锂500方/天中试装置成功投运。据悉，这一中试装置打通了气田水预处理和提锂全套工艺流程，是我国气田水提锂资源化利用方面首个规模化应用实践，预计碳酸锂年产规模50吨。
图说：中试装置产品
来源：中国石油西南油气田
此前，中国石化也已与久吾高科合作开展某深层卤水提锂中试项目，将吸附耦合膜法提锂工艺等技术应用于油（气）田深部卤水提锂。近日，中石化江汉油田30吨/年卤水提锂中试装置产出合格产品，产品指标达到电池级碳酸锂产品质量标准。装置以江汉油田卤水资源为原料，制备纯度99.5%的电池级碳酸锂，于2021年10月建成，2022年打通生产全流程。
04
写在最后
上世纪70年代，埃克森美孚、英国石油公司等大型石油企业在进行传统石油开采业务的同时，就曾涉足了一系列采矿业务，业务范围覆盖铜、铀、锌以及钛矿的开采。
在全球从化石燃料向清洁能源的转型的当下，这些油气巨头们可能又要重操旧业，进入金属锂的开采领域了。而且如Vulcan的副首席执行官克里斯•莫雷诺(Cris Moreno)所说：“无论是英国石油、壳牌、埃尼、埃克森美孚还是挪威国家石油公司——它们都在关注锂矿。” 油气巨头们正在加紧进军锂领域，以实现化石燃料以外的多元化，未雨绸缪为后石油时代做准备。
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参考资料：
[1]https://www.reuters.com/business/autos-transportation/exxon-mobil-talks-with-tesla-ford-supply-lithium-bloomberg-law-2023-07-31/
[2]https://www.reuters.com/markets/commodities/inside-race-remake-lithium-extraction-ev-batteries-2023-06-16/
[3]https://www.mining-technology.com/news/exxon-aquires-lithium-rights-as-oil-majors-move-into-mineral-mining/
[4]https://www.mining-technology.com/news/exxonmobil-in-talks-with-automakers-for-lithium-supply/
[5]https://www.barrons.com/articles/exxon-stock-price-lithium-evs-3a923ae8
[6]https://www.energyintel.com/00000189-b30b-dbd9-a9df-f75f4aa30000
[7]https://www.energyintel.com/00000189-9db8-d6e5-adab-9dbc9caa0000
[8]https://www.energyintel.com/00000189-08d4-dbc1-a5dd-5dded24e0000
[9]https://www.afr.com/companies/energy/oil-and-gas-majors-step-up-efforts-to-diversify-into-lithium-20230625-p5djbu
[10]https://techcrunch.com/2021/08/02/mga-thermal-raises-8m-aud-led-by-main-sequence-for-its-modular-energy-storage-blocks/
[11]http://www.eeo.com.cn/2023/0811/600960.shtml
[12]http://www.ftchinese.com/interactive/113454?full=y&exclusive
[13]https://finance.eastmoney.com/a/202306252760095110.html
[14]https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_21418457
[15]http://www.zgsyqx.com/list.asp?id=11050
[16]https://hgxy.ecust.edu.cn/2023/0720/c1183a158003/page.htm
首图来源：Shutterstock
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