Thiếu khoáng chất hay dư thừa pin xe điện? Đổi mới cho giải thưởng hàng nghìn tỷ

Có dự báo rằng sẽ thiếu hụt các khoáng chất quan trọng cho pin EV nhưng cũng có khả năng xảy ra tình trạng dư thừa pin LFP. Cũng có thể cả hai sự kiện đều xảy ra với tình trạng dư thừa pin LFP tạm thời trong 2 năm và thiếu pin niken.

Theo các chuyên gia chuỗi cung ứng, năng lực sản xuất vật liệu catốt lithium sắt photphat (LFP) mới của Trung Quốc đã tăng gấp ba lần trong ba quý đầu năm 2022, làm dấy lên suy đoán rằng một cuộc khủng hoảng dư thừa công suất có thể xuất hiện vào nửa cuối năm 2023 hoặc năm 2024. Các nhà sản xuất pin của Trung Quốc đã đầu tư hơn 200 tỷ USD để xây dựng các nhà máy LFP sắt mới và chuỗi cung ứng để cung cấp 2 terawatt giờ mỗi năm vào năm 2025. Có 300 GWh pin EV vào năm 2021 và 600 GWh pin EV vào năm 2022.

Thay thế các hóa chất pin mới và sử dụng khoáng chất hiệu quả hơn một cách triệt để

Pin LFP sắt đã vượt qua pin niken để cung cấp cho ô tô điện và LFP sắt không sử dụng niken hoặc coban. Iron LFP hoàn toàn phủ nhận những lo ngại về việc cung cấp niken và coban ảnh hưởng đến việc sản xuất xe điện cực cao.

Tesla cũng liên tục giảm bớt hệ thống dây điện cần thiết trong ô tô điện và Elon đang nhắm mục tiêu giảm xuống còn 300 feet dây đồng cho Model Y.

CATL, công ty pin lớn nhất thế giới, đang mở rộng quy mô sản xuất pin Natri Ion. Pin Natri Ion sẽ loại bỏ lithium trong tất cả các bộ lưu trữ năng lượng cố định và một số ô tô điện.

Nextbigfuture đã kiểm tra pin ion natri CATL và kế hoạch tăng cường CATL.

Những người như Peter Zeihan đã dự đoán một điều gì đó Kịch bản thiếu hụt đơn giản ngăn chặn cuộc cách mạng ô tô điện và bộ lưu trữ pin cố định ở quy mô lớn đang bỏ qua rằng những ngành này đang nhanh chóng trở thành các ngành công nghiệp nghìn tỷ đô la và nhiều nghìn tỷ đô la. Hàng chục tỷ đô la mỗi năm đang được đầu tư vào việc phát triển các mỏ mới, tinh chế, tái chế lithium, nghiên cứu và phát triển pin và xe điện. Nó giống như nói rằng Apple sẽ gặp phải tình trạng mở rộng quy mô iPhone đen vì một số khoáng chất cần thiết cho thế hệ điện thoại thông minh hiện tại. Nvidia, Intel và TSMC sẽ không ngừng mở rộng quy mô sản xuất chip và nhà máy vì một số hạn chế về khoáng sản. Trong cuốn sách khoa học viễn tưởng và phim Dune, họ có câu trích dẫn.. “Gia vị phải chảy.” Các ngành công nghiệp trị giá hàng nghìn tỷ đô la mỗi năm sẽ đổi mới và phát triển các nguồn lực cần thiết để duy trì sản xuất và tăng trưởng.

Trong nhiều thập kỷ, có những người ngoài ngành dầu mỏ đã nói rằng chúng ta sẽ cạn kiệt dầu và tăng trưởng dầu sẽ dừng lại và suy giảm. Ngành công nghiệp dầu mỏ đã phát triển hoạt động khoan nước sâu, sản xuất dầu đá phiến cũng như các công nghệ và quy trình khác để duy trì tăng trưởng sản xuất kinh tế. Sẽ có những thách thức và giới hạn cần phải vượt qua. Sẽ có rất nhiều nguồn lực được mở khóa và đổi mới để hiện thực hóa giải thưởng trị giá hàng nghìn tỷ mỗi năm vào năm 2030 và gấp mười lần nữa vào năm 2040.

Lithium

Một báo cáo của Quốc hội Hoa Kỳ xem xét các khoáng chất quan trọng cần thiết cho tương lai ô tô điện số lượng lớn.

Các trầm tích liti thường xuất hiện trong các thành tạo đá trong các khoáng chất (ví dụ: cánh hoa, lepidolit, spodumene), đất sét và trong dung dịch trong nước muối (ví dụ: salar, hệ thống địa nhiệt). Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), lithium được chiết xuất từ ​​​​nước muối được bơm từ bên dưới các lưu vực trầm tích khô cằn và được chiết xuất từ ​​​​quặng pegmatit granit. Nhà sản xuất lithium từ nước muối hàng đầu là Chile và nhà sản xuất lithium từ pegmatit hàng đầu là Úc. Các nguồn lithium tiềm năng khác bao gồm đất sét, nước muối địa nhiệt, nước muối mỏ dầu và zeolit.

Công ty Ioneer của Úc có kế hoạch phát triển mỏ lithium trên đất liên bang ở Nevada. Mỏ sẽ sản xuất khoảng 20,000 tấn lithium cacbonat trong vòng đời mỏ dự kiến ​​là 26 năm. Piedmont Lithium đang lên kế hoạch khai thác mỏ spodumene và hoạt động chuyển đổi lithium hydroxit trên đất tư nhân ở Bắc Carolina. Piedmont Lithium báo cáo rằng hoạt động khai thác mỏ/hydroxit kết hợp sẽ tạo ra 30,000 tấn lithium hydroxit mỗi năm trong 20 năm.

Noram Lithium Corporation, một công ty của Canada, có kế hoạch phát triển hoạt động khai thác đất sét lithium trên đất liên bang ở Nevada, cách hoạt động Albemarle một dặm. Liti sẽ được xử lý gần địa điểm mỏ và sản lượng liti cacbonat hàng năm dự kiến ​​đạt khoảng 6,000 tấn mỗi năm trong thời gian ban đầu là 40 năm.

Vào năm 2020, Ủy ban Năng lượng California (CEC) ước tính rằng đá ngầm ở khu vực phía nam Biển Salton có chứa nước muối dưới bề mặt có tiềm năng cung cấp 40% nhu cầu lithium của thế giới và tạo ra doanh thu hàng năm hơn 7 tỷ USD. Tiềm năng sản xuất năng lượng sạch và lithium của khu vực này hứa hẹn đến mức CEC đã thành lập Ủy ban Thung lũng Lithium để nghiên cứu sâu hơn về các cơ hội trong lĩnh vực này. Hoa Kỳ có nguồn tài nguyên địa nhiệt lớn nhất thế giới, với tiềm năng ước tính cung cấp tới 10% tổng công suất điện của Hoa Kỳ.

Nhưng tài nguyên địa nhiệt ở Biển Salton không chỉ cung cấp năng lượng tái tạo - nước muối còn chứa đầy khoáng chất, bao gồm các kim loại có giá trị như lithium, có thể được chiết xuất bằng công nghệ phù hợp.

Có một Phân tích kinh tế công nghệ NREL 2021 về chi phí khai thác lithium từ biển Salton và nước muối địa nhiệt. Việc xem xét các dự án này cho thấy chi phí sản xuất dự kiến ​​(tức là chi phí vận hành hoặc OPEX) gần 4,000 USD/tấn tương đương lithium cacbonat (LCE) và tỷ lệ hoàn vốn nội bộ được báo cáo cho thấy mục tiêu chi phí sản xuất này khả thi về mặt kinh tế với mức giá ước tính ≥11,000 USD/ tấn LCE. Nhiều kỹ thuật và chiến lược xử lý đã được đề xuất để chiết xuất lithium trực tiếp từ nước muối địa nhiệt và các loại nước muối khác, và chúng thường được phân loại thành các kỹ thuật hấp phụ, trao đổi ion và chiết dung môi. Trong số các công nghệ này, những công nghệ hiện đang được thử nghiệm ở quy mô thí điểm và quy mô gần thương mại liên quan đến kỹ thuật hấp phụ và trao đổi ion.

Nhôm có thể thay thế đồng

Một độc giả Nextbigfuture đã lưu ý rằng Nhôm có thể thay thế đồng.