2021年即將收官，對(duì)于A股投資者而言，在這一年內(nèi)見(jiàn)證了新能源行業(yè)“風(fēng)光聯(lián)動(dòng)”、“擁硅為王”、“白色石油”等現(xiàn)象級(jí)投資主線。

新能源行業(yè)在A股市場(chǎng)高歌猛進(jìn)，在場(chǎng)外市場(chǎng)，資本對(duì)新能源資源的爭(zhēng)奪更為精彩。

近日，兩大巨頭寧德時(shí)代、贛鋒鋰業(yè)對(duì)千禧鋰業(yè)的爭(zhēng)奪終于塵埃落定。歷經(jīng)四個(gè)月后，最后時(shí)刻，美洲鋰業(yè)斜刺里殺出，在付出了高達(dá)4億美金的代價(jià)后，成功拿下這一標(biāo)的。

折戟沉沙鐵未銷，寧德時(shí)代馬不停蹄，轉(zhuǎn)戰(zhàn)“鋰三角”之一的阿根廷富鋰鹽灘。據(jù)悉，寧德時(shí)代對(duì)此勘探布局已久。現(xiàn)實(shí)中商戰(zhàn)爭(zhēng)奪之激烈程度，并不亞于影視小說(shuō)。

各路資本對(duì)鋰資源的狂熱追逐，其根本原因還是在于鋰的緊缺。面對(duì)日益增長(zhǎng)的需求，鋰資源在未來(lái)存在著明顯缺口，尤其是影響著新能源汽車這個(gè)大體量制造業(yè)的發(fā)展。

更為關(guān)鍵的是中國(guó)的鋰資源并不豐厚，高品位的鋰礦石十分缺乏。相較而言，中國(guó)鹽湖資源更為充沛。

但中國(guó)的鹽湖鋰也有一個(gè)顯著缺點(diǎn)——稟賦較差，鎂元素過(guò)高。使得工業(yè)上需要通過(guò)繁雜技術(shù)，耗時(shí)耗力生產(chǎn)出成品。

故此，鹽湖提鋰方案一直被認(rèn)為不經(jīng)濟(jì)、不科學(xué)、缺乏落地。

那么，鋰資源如何紓困，便成為了中國(guó)新能源車產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的阻礙。是否存在著替代方案?是否存在著解決提鋰問(wèn)題的技術(shù)?

這是本篇報(bào)告試圖解釋的問(wèn)題。

鹽湖提鋰方案取決于資源稟賦

鋰屬于有色金屬資源，而有色的研究，始終繞不開兩個(gè)字：供需。

從供給來(lái)看，據(jù)USGS口徑統(tǒng)計(jì)，截止2020年全球鋰資源的探明礦產(chǎn)儲(chǔ)量 2106萬(wàn)噸金屬量、折合碳酸鋰當(dāng)量1.12億噸。

資源分布上來(lái)看，南美鋰三角區(qū)域(玻利維亞、智利、阿根廷)合計(jì)占比約58%，美國(guó)、澳洲分別占比9%和7%，中國(guó)鋰資源總量全球第六，占比約6%。顯而易見(jiàn)，中國(guó)的鋰資源儲(chǔ)量上并不占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

那么，排名靠前的南美鋰三角，憑借儲(chǔ)量?jī)?yōu)勢(shì)成為產(chǎn)量最大國(guó)，便是順利成章之事?

實(shí)際情況并非如此，2020年，實(shí)際產(chǎn)量最大的國(guó)家是澳大利亞，占比達(dá)到48%。可是，觀其儲(chǔ)量與中國(guó)不相上下，遠(yuǎn)遜于南美鋰三角區(qū)域。

這意味著，決定鋰產(chǎn)量的不僅僅是儲(chǔ)量。

通過(guò)進(jìn)一步地分析，發(fā)現(xiàn)造成這種背離的原因主要有兩個(gè)。

其一，是品位(氧化鋰的含量)，澳洲礦石的品位普遍在1.4%左右，高于其它地區(qū)的礦石品位，Greenbushes的品位甚至可以達(dá)到2.10%。因此，澳大利亞鋰礦石資源優(yōu)異，鋰產(chǎn)量更高。

其二，礦石提鋰工藝較為成熟，易于開發(fā)，因此資源利用程度較高。與此相對(duì)應(yīng)的是便是鹽湖提離提鋰流程和工藝更為復(fù)雜，因此鋰資源利用程度遠(yuǎn)低于澳大利亞。顯而易見(jiàn)，鋰資源的種類決定了產(chǎn)量。

為方便理解，我們大體可以把全球鋰資源分為兩類，一類是鹽湖鹵水，一類是鋰礦石，前者占據(jù)了大概60%的份額。

中國(guó)鋰資源中鹽湖鹵水占據(jù)的比例更高，接近79%的份額。從地域上來(lái)看，青海和西藏占據(jù)了大部分的資源。

中國(guó)的鹽湖相對(duì)于南美“鋰三角”的鹽湖資源稟賦更差。從全球鹽湖提鋰的產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，最成熟的地區(qū)為南美的智利和阿根廷，主要的資源地如 Atacama 鹽湖、Hombre Muerto 鹽湖等，代表性企業(yè)有智利礦業(yè)化工(SQM)、美國(guó)雅保公司(ALB)等。

中國(guó)儲(chǔ)量最大的察爾汗鹽湖鎂鋰比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于南美鹽湖，鋰離子含量明顯低于南美鹽湖。

要知道，鎂鋰比是決定鋰資源優(yōu)劣最核心的指標(biāo)，而高鎂鋰比鹽湖提鋰，是鹽湖資源利用的世界性難題，這使得中國(guó)鹽湖在采用南美成熟的鹽田濃縮沉淀法提鋰時(shí)，分離難度大，鋰損失率高，開發(fā)成本高。

因此，一直以來(lái)，業(yè)界對(duì)鹽湖提鋰的態(tài)度往往是否定超過(guò)肯定，質(zhì)疑聲不絕于耳，有關(guān)鹽湖提鋰到底值不值得開采的爭(zhēng)論一直縈繞耳畔。

戰(zhàn)略資源屬性，讓鹽湖提鋰勢(shì)在必行

新能源替代是又一次工業(yè)革命，從小處著眼，是企業(yè)層面的競(jìng)爭(zhēng)。大格局一面，是國(guó)家層面的博弈。

碳中和承載著人類持續(xù)發(fā)展的使命，新能源車是碳減少的重要一環(huán)。與此同時(shí)，在國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的層面上，作為最終要的工業(yè)體系之一，汽車產(chǎn)業(yè)一直以來(lái)便承載著國(guó)家工業(yè)崛起的使命。

在中國(guó)政府的扶持下，中國(guó)鋰電池行業(yè)的發(fā)展，從實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的突破到成為全球霸主，完成了從政策扶持到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的轉(zhuǎn)變，今天中國(guó)的鋰電池四大材料，占據(jù)了全球50%以上的份額。

但在市場(chǎng)份額之外，卻有一個(gè)短板——沒(méi)有上游原材料的保證，下游即便積累再多優(yōu)勢(shì)也會(huì)面臨卡脖子的境地。

在全球新能源汽車迎來(lái)需求爆發(fā)之際，鋰作為未來(lái)的“白色石油”，其戰(zhàn)略重要性已基本成為全球共識(shí)，世界各國(guó)紛紛將鋰列入戰(zhàn)略資源。

中國(guó)作為全球最大的鋰消費(fèi)國(guó)，對(duì)鋰資源的掌控力卻不容樂(lè)觀。鋰資源對(duì)外依存度高達(dá)72%，近年來(lái)自澳洲進(jìn)口鋰礦比例均超過(guò)90%以上。

而替代方案則更無(wú)從談起，鈉離子等技術(shù)受材料所限，能量密度比的天花板很難突破;氫能在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，也不具備經(jīng)濟(jì)性和必要性。毋庸置疑，鋰在未來(lái)的一定時(shí)期內(nèi)仍舊是最佳的動(dòng)力電池技術(shù)。

想要維持鋰電池的世界領(lǐng)頭羊地位，對(duì)鋰資源的開發(fā)勢(shì)在必行。即便困難重重，鹽湖提鋰項(xiàng)目也必須上馬。

制造業(yè)有一條規(guī)律，那便是需求倒逼產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。持續(xù)的資本投入，規(guī)模化量產(chǎn)有望大幅縮短認(rèn)知過(guò)程。而其中的關(guān)鍵點(diǎn)，便在于提鋰技術(shù)的發(fā)展。

吸附+膜法，提鋰的金鑰匙

鹽湖提鋰工藝包括前端鹵水開采、中端富集分離，后端產(chǎn)品轉(zhuǎn)化三個(gè)環(huán)節(jié)，工藝的差別主要體現(xiàn)在中端富集分離環(huán)節(jié)。

由于國(guó)內(nèi)各個(gè)鹽湖之間組分差異很大，針對(duì)中國(guó)鋰資源情況工藝選擇，需要遵循因湖制宜、因地制宜的原則。

經(jīng)過(guò)多年的工藝摸索，逐步形成了吸附法、沉淀法、萃取法、電滲析、納濾、電化學(xué)等多工藝并舉、一湖一策的格局，通過(guò)技術(shù)革新，來(lái)彌補(bǔ)鹽湖自然稟賦的缺陷。

整體而言，中低鎂鋰比以沉淀法為主，高鎂鋰比主要采用吸附和膜分離法。本篇報(bào)告主要講解這三種技術(shù)路徑。

沉淀法原理是利用太陽(yáng)能、風(fēng)能將鹽湖鹵水自然蒸發(fā)濃縮，經(jīng)脫硼、除鈣、除鎂去除雜質(zhì)后，在母液中加入混合物沉淀劑或鹽析劑，使鋰以沉淀物的形式分離。其過(guò)程是多次添加化合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，再過(guò)濾得到鋰產(chǎn)品。

根據(jù)加入的試劑不同，沉淀法分為碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法、硼鎂與硼鋰共沉淀法等，其中成熟商業(yè)化的，主要是碳酸鹽沉淀法，其關(guān)鍵試劑是石灰(氫氧化鈣)和純堿(碳酸鈉),前者能將鎂離子分離，而后者能讓鋰離子以碳酸鋰形式沉淀。

這個(gè)工藝的優(yōu)點(diǎn)，是配套簡(jiǎn)單，資源消耗較少，成本低廉。缺點(diǎn)是需要的鹵料品質(zhì)優(yōu)良，且陽(yáng)光和風(fēng)力俱佳，否則難以達(dá)到預(yù)期品質(zhì)，此外，還有生產(chǎn)周期較長(zhǎng)(需要12-18個(gè)月之久)，產(chǎn)能彈性較差，一次性提鋰存在困難的缺點(diǎn)。

符合條件的大多數(shù)位于南美三角的鹽湖。國(guó)內(nèi)沉淀法提鋰的企業(yè)主要以西藏礦業(yè)為主，其坐擁的扎布耶鹽湖鋰資源稟賦，并不輸于南美三角。

吸附法，是使用具有較強(qiáng)吸附能力的多孔性固體吸附劑，選擇性的將鋰吸附在固體表面，從而實(shí)現(xiàn)液體混合物中不同組分的分離，之后用洗脫劑將鋰離子洗脫而形成鋰離子溶液，再加入碳酸鈉后沉淀形成碳酸鋰。

簡(jiǎn)單理解這個(gè)工藝的特點(diǎn)，相當(dāng)于將鐵屑和其他顆粒物都放入一杯水中，然后將磁鐵投入，拉起后發(fā)現(xiàn)磁鐵沾滿了鐵屑。

提取鐵屑的關(guān)鍵是磁鐵。同理，吸附法的關(guān)鍵便是吸附劑的選擇。目前比較成熟的是氫氧化鋁基鋰吸附劑。其優(yōu)點(diǎn)是可以處理鎂含量較高的鹽湖鹵水。可用于鎂鋰比500以上、鋰含量12.5g/L以上的鹽湖。

根據(jù)我國(guó)資源分布情況，兩大鹽湖鎂鋰比均超過(guò)500，故此具備極其廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。

不得不提的是，鹽湖股份與科大制造旗下的藍(lán)科鋰業(yè)，通過(guò)采用吸附提鋰+膜分離濃縮的耦合技術(shù)，近三年產(chǎn)銷量維持在萬(wàn)噸級(jí)以上，是國(guó)內(nèi)鹽湖提鋰企業(yè)中碳酸鋰出貨量最高的公司。

2021年隨著產(chǎn)線陸續(xù)投入使用，工業(yè)級(jí)碳酸鋰成本端下行至3.4萬(wàn)元/噸，并且已經(jīng)具備3萬(wàn)噸/年的碳酸鋰產(chǎn)能，依托國(guó)內(nèi)大規(guī)模的的鹽湖資源，未來(lái)產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)可期。

此外，吸附法使得碳酸鋰的生產(chǎn)周期縮短至4-9個(gè)月，大幅提升了產(chǎn)能利用率，已經(jīng)具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

但這個(gè)方法有個(gè)明顯的缺點(diǎn)——耗費(fèi)大量的水資源。

對(duì)于缺少淡水供給的西藏、青海地區(qū)，這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)層面的挑戰(zhàn)，基建、設(shè)備、運(yùn)輸、管道都是需要解決的問(wèn)題。并且大量的淡水使用會(huì)稀釋原有鹵料的濃度。目前，頭部廠商均在嘗試降低淡水使用量的技術(shù)方案。

膜分離產(chǎn)品主要應(yīng)用于人居水處理、污水處理、市政供水、海水淡化、濃縮分離等應(yīng)用領(lǐng)域。

在鹽湖提鋰應(yīng)用的原理，就是當(dāng)原料鹵水通過(guò)納濾膜時(shí)，鋰、鈉等一價(jià)離子透過(guò)膜，鎂、鈣等二價(jià)離子被納濾膜隔離，從而實(shí)現(xiàn)了鎂、鋰離子分離的目的。

分離后得到低鎂鋰比的富鋰鹵水;隨后反滲透膜通過(guò)分離低鎂鋰比的富鋰鹵水中的水和一價(jià)鋰離子，形成富鋰溶液，為后續(xù)提鋰提供原料，最終得到電池級(jí)碳酸鋰。

其過(guò)程可以理解為借助外力進(jìn)行過(guò)濾，這個(gè)過(guò)程，有點(diǎn)類似于細(xì)沙篩選過(guò)程，先用粗網(wǎng)眼再用細(xì)網(wǎng)眼兩遍篩制而得。

由于高礦化度、高鹽度的鹽湖鹵水極易造成膜污染，一方面對(duì)膜的穩(wěn)定性、耐酸堿性都提出了極高要求，另一方面納濾膜、反滲透膜也成為提鋰中重要耗材，鹽湖提鋰產(chǎn)能大增將為膜產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的增量市場(chǎng)。

如何降低損耗率、提升膜材強(qiáng)度或是抗污染性仍是研發(fā)方向。

從產(chǎn)品分類來(lái)看，主要應(yīng)用于鹽湖的膜材料根據(jù)孔徑范圍可主要分為：微濾、超濾、納濾、反滲透膜。

微濾、超濾膜基本可以國(guó)產(chǎn)化，但在反滲透膜及納濾膜方面卻嚴(yán)重依賴進(jìn)口。三達(dá)膜、唯賽勃等國(guó)內(nèi)企業(yè)與杜邦水處理(陶氏)、科氏、日本東麗、海德能、SUEZ(GE)等國(guó)際知名廠商直接競(jìng)爭(zhēng)。

同上述企業(yè)相比，國(guó)內(nèi)公司在資金規(guī)模、技術(shù)儲(chǔ)備、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及品牌。

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