馬培華:發(fā)揮青海資源優(yōu)勢,打造鋰電支柱產業(yè)
我國動力電池產業(yè)正處在由技術追趕期向同步發(fā)展期過度的關鍵階段,在國家相關政策支持下,需要進一步實現顛覆性的技術突破和協(xié)同創(chuàng)新。21日上午的主題論壇從全生命周期的角度,審視鋰資源全產業(yè)鏈的發(fā)展。基于核心技術的突破,發(fā)展鋰電產業(yè),突出鋰電產業(yè)綠色發(fā)展特色;培育中國、乃至世界級的鋰資源、材料和動力電池公司,通過電池的技術突破和成本降低,支撐電動汽車的可持續(xù)發(fā)展。
全國政協(xié)副主席、原青海省副省長、中科院研究所所長馬培華發(fā)表題為“發(fā)揮資源優(yōu)勢,打造鋰電支柱產業(yè)”的主題演講,就全球鋰資源分布,青海鹽湖鋰開發(fā)的優(yōu)勢和現狀,及相應技術發(fā)展,做了詳細闡述,現場實錄如下:
發(fā)展新能源有利于節(jié)能減排
氣候變化在無時無刻影響這世界的每一個角落。由于溫室氣體排放的不斷增加,現在很多地方空氣污染非常嚴重。目前,盡管特朗普宣布退出氣候變化協(xié)定,但中國依然堅定不移的推進節(jié)能減排。為此總書記特別會見了美國加州州長。加州政府也和幾個州聯合起來,共同執(zhí)行氣候協(xié)定,可見人們對氣候變化的關注。
溫室氣體排放,主要是由燃煤引起的。除此之外,在北京、天津、上海各地,空氣污染中汽車尾氣的貢獻都占到了1/3,是第一大因素,可見汽車也需要進一步進行改造,進一步發(fā)展新能源。目前新能源汽車發(fā)展的趨勢非常猛烈。國外著名汽車品牌都在大規(guī)模進行規(guī)劃,有很多先進汽車,在中國,幾乎所有著名汽車廠和新興的車廠都在大力地發(fā)展新能源汽車。
鋰資源對新能源汽車發(fā)展起到重要作用
隨著新能源的發(fā)展,儲能技術將會在新能源的發(fā)展過程中間扮演重要角色。目前,電池尤其是鋰電的儲能在一些地方示范非常成功。
世界上的鋰資源主要是鹽湖資源,鹽湖資源提取鋰的成本是目前最低的,大概是礦石提煉法的1/3左右,成為最經濟的提煉法。世界最多的鋰資源是在南美洲這些地方,我國青海的柴達木也非常不錯,有很大的鋰資源。從2014到2016年,碳酸鋰鋰鹽的產量發(fā)展非常迅速。目前,我國能消耗12萬噸左右的鋰鹽,其中鋰電、碳酸鋰的消耗大約占到一半,未來這個比例可能達到2/3。
目前全球碳酸鋰的產量達到將近30萬噸,中國今年大約能達到十二三萬噸。鹽湖提鋰最大量的地方都是在南美的安第斯山,智利阿達卡姆今年生產5萬噸,供應世界鋰產量的大概1/5左右。美國雅寶收購了MFC、洛克伍德,有4萬多噸的碳酸鋰,這些產能很大的釋放到了中國。玻利維亞的烏尤尼鹽湖是巨大的資源寶庫,未來的發(fā)展?jié)摿σ彩志薮蟆?/p>
鋰鹽在鋰電池領域占到一半,現在碳酸鋰的價格最高的時候工業(yè)級漲到十五六萬元(每噸)、電池級漲到十七八萬元(每噸),現在有十二三萬元(每噸)左右工業(yè)級的碳酸鋰。這個價格有專家認為太高了,對鋰電產業(yè)發(fā)展十分不利。但在經濟學的角度看,這是供求關系,因為無法提供足夠多的碳酸鋰,所以物以稀為貴,必然會漲價。但是未來幾年間,產能將會大量釋放,特別是我國礦石法生產的產能已經達到10萬噸,并且產能還在繼續(xù)擴大。礦石法的成本目前來說比較高,因此帶動了碳酸鋰的價格。鹵水法的成本要低一些,目前青海鋰業(yè)鹵水法的成本大概1.3萬元(每噸)左右。預計在2-3年以后,最多5年大約能夠達到平衡。從理性的碳酸鋰的價格和供需平衡關系來考慮,碳酸鋰的價格在3-5萬元(每噸)左右是比較合理的,無論對于企業(yè)的盈利水平還是電動汽車的發(fā)展,都是非常有利的。
優(yōu)化鹽湖鋰開發(fā)技術 加快產業(yè)發(fā)展
青海的鋰資源非常豐富,主要集中在青海的西部,柴達木盆地一帶,其中大的鹽湖有五六個,這些鹽湖正在開發(fā)之中。正在開發(fā)的現在技術比較穩(wěn)定、產能能夠達標,產品質量比較優(yōu)秀,但是也遇到了一些問題。
首先是開采難度。青海西部的鹽湖中間的鋰資源在國內是首屈一指的,在世界上也占有一定的分量,但是由于它是一個多組分的鹽湖,鎂資源的含量非常高,因此存在一定的開采難度。這是世界性的難題。由于高鎂鋰的鹽湖在青海大量存在,為此我們經過20多年的艱苦奮斗,取得了一系列實質性的應用成果。最早的時候是青海鹽湖所的科學家,上世紀50年代、60年代就在做資源勘探。真正做鹽湖中鋰的提取工作是80年代末、90年代初。當時沒有路,都是干鹽灘,非常艱苦。2003年,國家發(fā)改委立下了我們國家最大的高技術產業(yè)化項目,這個項目是3000噸的碳酸鋰在東臺鹽湖建立一個提取的裝置。我們選擇了幾乎世界上所有鹽湖鎂資源開發(fā)利用的技術,包括傳統(tǒng)技術,最后經過不斷努力,發(fā)明了一個新的提取流程,這就是離子選擇性驅動遷移性過程的高效分離流程?,F在已經建成了1萬噸產能的生產企業(yè),這個企業(yè)去年已經達到了生產目標,運行非常順暢。
解決高鎂鋰最關鍵的在于突破了鎂資源的分離提取,用我們的工藝可以使東臺鹽湖中間經過鹽田提取鉀以后的鎂鋰比20:1,經過這樣的裝置一下子降低到100倍,降低到1:0.2,效率是非常高的。我們2007年的第一批產品的產品質量達到了99.7%。
這個工藝有幾個特點,第一是綠色的,沒有任何的“三廢”排放,無廢氣、廢渣、廢液的排放,是非常清潔的工藝。第二,產品質量非常高,可以滿足我們鋰電產業(yè)電池級的要求。另外一點,產品的成本,所有青海目前的提鋰過程中遠遠領先,可以達到和世界其他企業(yè)的同等水平。青海鋰資源的開發(fā)現在已經進入了一個快速發(fā)展的快車道,我們要眾志成城努力把青海的鋰資源進一步開發(fā)起來。
中國的很多電動汽車現在并不落后,中國電動汽車的發(fā)展有自己的特點:我們發(fā)展的量大,同時勢頭好,政府注重環(huán)境問題,未來將有非常好的發(fā)展前景。我覺得中國除了解決環(huán)境問題之外,將會孕育非常巨大的新的業(yè)態(tài)、新的行業(yè),對國家未來經濟轉型具有重大意義,所以我們不僅應該看到現在,還應該看到未來。
電池的基本材料(PPT),正極材料,大家都很清楚了,現在也沒有一個非常固定的最好的材料,只有更好、沒有最好,就是說各有優(yōu)點。比如說磷酸鐵鋰,它是很安全的,價格低廉,同時已經非常穩(wěn)定,接近理論容量。一些大巴的安全性是非常優(yōu)秀的。三元鋰電池,能量密度比較高,在私家車、小汽車中間也有前景,但是有一個問題需要解決,安全性。剛才歐陽明高講了,他們實驗室在這方面有很大進展。
目前鋰電材料中,最好的已經商業(yè)化的就是特斯拉應用的NCA高鎳的材料,它的安全性保證主要靠電控,而不是完全靠材料本身的熱穩(wěn)定性。一旦發(fā)生發(fā)熱,馬上使電池斷電。我們的目標是在材料上能夠解決安全問題,使它更加安全?,F在努力發(fā)展的容量比較高的大概就是三元的“622”,“622”已經商業(yè)化,“811”也在逐步的商業(yè)化,就是80%的鎳、80%的鈷、80%的錳。這樣的材料,但是過程中間還是需要不斷的研究一些問題。
這里邊一個重要的問題,就是熱穩(wěn)定性的問題,最好的解決辦法就是從材料本身來解決?,F在國內一些好的實驗室,甚至一些企業(yè)已經做出這種熱穩(wěn)定性非常好、容量非常高,達到每克300毫安時的正極材料。同時負極材料進展非常大,比如硅碳的負極材料進展非??欤∧げ牧弦呀洺尚?,但是電解液方面現在問題比較大,高電壓4.5V的材料最重要的高危因素就是電解液,六氟磷酸鋰中間需要進一步使它在高電解液的情況下能夠很好的工作。這種情況下有很多添加劑,我們青海鹽湖中間還有一些優(yōu)秀的元素,比如硼的添加劑,在中間做一些復合的化合物,最近在研究,也在不斷的進展之中。
發(fā)展鋰資源 青海優(yōu)勢大
言歸正傳,談談青海的發(fā)展戰(zhàn)略。我們引以為自豪的就是青海有“鋰”,有“鋰”就有發(fā)展的前途,我們鋰資源是非常豐富的。另外一點,一些同行說青海有優(yōu)勢,電價便宜,到這個地方來發(fā)展鋰電產業(yè)、發(fā)展電動汽車產業(yè),電價是便宜的,大概只有東部地區(qū)的一半,所以成本是可以大幅度的降低。另外一點,這里邊空氣很干燥,可以降低我們干燥空調的成本,因為鋰電池、鋰的材料很多時候需要在干燥的情況下抽空或者干燥,青海是天然干燥的地方,像柴達木盆地這些地方,干燥程度更高。柴達木盆地的蒸發(fā)量一年3000毫米,降水量只有10毫米,這樣的地方未來發(fā)展也是很好的地方。
青海開發(fā)鋰的戰(zhàn)略一定要有先進的技術?,F在世界企業(yè)間、產業(yè)間的競爭最關鍵的是技術的競爭,技術的競爭當然是人才的競爭,青海一定要生產出無論是鋰鹽產品碳酸鋰,還是電池材料,還是鋰電池,還是電動汽車,一定是高品質的,絕對不會生產那種低品質的東西。另外我們的成本一定是最低的,這是企業(yè)生存之道。這兩條是所有企業(yè)生存之道,不論你在什么地方,你在東部沿海地區(qū)也好,在西部沿海地區(qū),只要你的品質高、成本低就有競爭力。另外,資源一定要綜合利用。中國科學院青海鹽湖所最早是做資源勘探,后來做資源調查,后來做資源分析,然后做資源鉀肥的開發(fā)。中國鉀肥的技術基本上都是研究所開發(fā)的,現在又開發(fā)了鋰。我們和青海鋰業(yè)合作進行得很好,鋰應該在鎂鋰比鹽湖中間穩(wěn)定生產、它的產品質量、成本是最好的。
除此之外,還要堅持清潔生產工藝。特別是在鋰的生產過程中間,我們一定要堅持這一原則。有污染絕對不能生產,單現在有些企業(yè)還在一邊污染、一邊生產,這是不應該的。我相信我們有非常清潔的生產工藝就應該利用,不要讓一些污染型的工藝擴大。
堅持可持續(xù)發(fā)展 開發(fā)鹽湖鋰資源
目前,鹽湖鋰資源開發(fā)的步伐主要有以下幾個方面
第一,離子選擇性膜法工藝業(yè)經10年運轉證明,工藝簡單可靠,是世界上非常先進的工藝。這里邊已經得到了國家科技部門各方面的認可,我想同志們可以拭目以待。
第二,這個工業(yè)非常簡單可靠,沒有化學添加劑。
第三,它的成本非常低。所有中國的鋰提取中間的成本是最低的,世界上來說也有可比肩性,世界上鹽湖中間鹽湖提鋰水平不過如此而已,包括低鎂鋰比鹽湖中間的成本也和我們的水平一樣的。
第四,產品的品質非常高,一步達到電池級。
第五,生產裝置運行的非常穩(wěn)定。
第六,無任何的“三廢”工藝,青海省我在這個地方工作這么多年,我自己認為這是最清潔的工藝、最綠色的工藝。
第七,現在1萬噸已經運行之中,去年生產量(3月份才開工)達到8500噸。另外,我們東臺鋰資源公司新的1萬噸的裝置,前天已經開工建設,所有的裝置設備已經訂貨到位,相信明年年初就可以增加1萬噸,然后還可以繼續(xù)增加。
在鋰資源的開發(fā)過程中,要可持續(xù)發(fā)展,對于鋰礦型的鹽湖,要堅決制止只開發(fā)次要組分,而不開發(fā)生產主要組分而浪費資源的錯誤做法。要按程序在技術有保障的情況下,才能賦予開發(fā)商鹽湖資源的開發(fā)權,避免浪費資源和無序開發(fā)。我們的發(fā)展戰(zhàn)略現在已經初步形成雛形,有的已經在比較好的過程中間,各種類型的電動汽車有的落戶青海。另外,動力電池在青海已多種多樣,我們昨天非常鼓舞的參加了青洽會的巡展,看到各種各樣的非常好的鋰電池已經開始啟動,正極材料有北大先行,電解液大家不要掉以輕心,昨天我看到一個樣品,最好的是關東化學,燃料是99.9%的鹽灘,我們可以完全生產99.9%、99.99%的碳酸鋰沒有問題。
柴達木西部的這些鹽湖也應該加快青海鋰資源開發(fā)的步伐,現在的技術已經成熟,經過20年的研究,經過10年的運轉,經過現在各種科學機構的檢測和評價已經非常成熟,我們就要采用先進技術,實現規(guī)?;l(fā)展,降低成本,避免污染,實現新時期的可持續(xù)發(fā)展。
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