特斯拉（Tesla）推出 Powerwall 、PowerPack 兩款鋰電池能源儲存裝置首周預(yù)售訂單總額突破 8 億美元，掀起一陣能源儲存熱潮，過去產(chǎn)業(yè)界從未有人擔(dān)心過鋰原料不足，但隨著特斯拉 Gigafactory 規(guī)模量產(chǎn)逐漸成形，以及其他企業(yè)跟進(jìn)鋰電池，在電動車與能源儲存兩大應(yīng)用需求下，產(chǎn)業(yè)界開始有未雨綢繆的聲音：鋰原料是否足以支撐未來產(chǎn)能？不過，澳大利亞企業(yè) Cobre Montana 的新開采技術(shù)或許可解除此一疑慮。
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回顧 2011 年時，在能源儲存協(xié)會大會上，還有創(chuàng)投對鋰電池嗤之以鼻，認(rèn)為是不可能大規(guī)模設(shè)置的“玩具”，如今光是特斯拉本身的鋰電池及能源儲存產(chǎn)品就帶動不少應(yīng)用，客戶包括電力公司如 Oncor 與南加州愛迪生（Southern California Edison）、云端服務(wù)巨人亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（Amazon Web Services）、需求反應(yīng)服務(wù)商 EnerNOC，以及全美最大電網(wǎng)能源儲存計劃開發(fā)商 ?AES Energy Storage。除了大企業(yè)客戶，連同新創(chuàng)事業(yè)也磨刀霍霍，由于 PowerPack 以充放電循環(huán) 5,000 次計算，經(jīng)過 PowerPack 儲能后每度電所增加的成本約僅為 0.05 美元，新創(chuàng)事業(yè)“先進(jìn)微電網(wǎng)解決方案”（Advanced Microgrid Solutions）就計劃買進(jìn)總儲能容量 50 萬度的特斯拉 PowerPack 儲能系統(tǒng)，提供電網(wǎng)穩(wěn)定服務(wù)。
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在特斯拉推波助瀾下，鋰電池成為能源儲存主流電池技術(shù)的趨勢越來越明顯，如奇異（GE）拋棄了自家的獨拉松電池，改投鋰電池懷抱；奔馳制造商戴姆勒（Daimler AG ）也宣布要推出鋰電池能源儲存產(chǎn)品，進(jìn)入電網(wǎng)能源儲存市場。在澳大利亞，能源儲存市場蠢蠢欲動，一方面因為近年來澳大利亞的太陽能滲透率快速提升，開啟能源儲存需求，一方面澳大利亞人傳統(tǒng)上對電網(wǎng)不信任，渴望有自有能源，而在鋰電池能源儲存價格持續(xù)下降下，業(yè)界認(rèn)為澳大利亞能源儲存市場可望飛躍式成長，澳大利亞電力公司計劃親自推出能源儲存產(chǎn)品，即使這樣做會傷害售電營收也在所不惜，因為“我們不做，別人也會做”。而特斯拉在鋰電池上的合作伙伴，也是數(shù)家澳大利亞電力公司的能源儲存產(chǎn)品的鋰電池供應(yīng)商 Panasonic，計劃將同樣的合作模式推展到歐洲，自德國開始發(fā)展。
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而這些快速發(fā)展，也讓人開始注意到過去不認(rèn)為是問題的鋰原料供應(yīng)問題，特斯拉本身預(yù)期其鋰電池工廠產(chǎn)能全開的狀況下，2020 年將消耗 8,000 公噸的鋰原料，而若電動車與能源儲存市場如樂觀的預(yù)期一飛沖天，至 2040 年，全球有可能一年需要 80 萬噸的鋰原料才能滿足產(chǎn)業(yè)總體需求。
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美國地理調(diào)查于 2015 年初估計，全球鋰資源約為 3,950 萬公噸，而具備商業(yè)開采價值的鋰儲備量則僅為 1,351.9 萬公噸，在目前的產(chǎn)業(yè)狀況下，這樣的鋰資源可用上超過 300 年不成問題，但若是需求爆炸性成長，在一年 80 萬噸的情況下，不到 17 年就會用盡。
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冶金法可將礦物廢料變成鋰原料
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那么，我們是否該擔(dān)心人類未來過度依賴鋰電池，終有一天會因為鋰用盡而陷入能源危機？或許不必太杞人憂天，因為 2040 年還很遠(yuǎn)，屆時可能已經(jīng)有替代產(chǎn)品，就算沒有替代產(chǎn)品，鋰電池也可回收再制，而創(chuàng)新采礦技術(shù)也可望徹底解決鋰不足的問題。
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提煉鋰礦需要高溫淋溶，是相當(dāng)耗費能源的過程，因此只有選用氧化鋰含量較高的礦石，才有開采價值，包括鋰輝石、透鋰長石等，即使使用氧化鋰含量 6% 的礦石，每噸生產(chǎn)成本仍可能高達(dá) 3,000 到 5,000 美元，因此，過去若是礦石氧化鋰含量低于 5%，就毫無開采價值。鋰在大自然中含量其實相當(dāng)豐富，光是海水中就高達(dá) 2,300 億噸，只是高含量的優(yōu)質(zhì)礦石相當(dāng)稀少。
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澳大利亞礦業(yè)公司 Cobre Montana 提出改以濕法冶金學(xué)提煉的想法，將礦石磨碎后，于攝氏 90 度下加入硫酸，溶出礦石中所有的金屬，過程中產(chǎn)生二氧化硫，可再導(dǎo)回系統(tǒng)中與水結(jié)合重新產(chǎn)生硫酸，而溶化的金屬除了鋰，還會包括鎂、鋁、銣、鍶、鎵等金屬，可另外出售，還有大量的硫酸鉀，可做為肥料，出售所得可回收 2 成的成本，而整個冶金過程所需能量都由硫氧化而來，無須額外能源，硫占了冶金過程 3 成的成本，而硫是石油開采的副產(chǎn)品，相當(dāng)容易取得。
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使用這種方式，即使鋰礦含量低的礦石也可利用，Cobre Montana 表示，以此冶金法，使用氧化鋰含量僅 2% 的云母石，每噸成品冶煉成本只需 1,800 美元，甚至比南美洲各國如阿根廷、玻利維亞、智利的鹵化物沉積優(yōu)質(zhì)礦冶煉成本每噸 2,000 到 2,500 美元更低。這開啟了大量新的鋰資源，云母在全球可說遍地都是，經(jīng)常是采礦時拋棄的廢料，取得成本相當(dāng)?shù)土?，光是捷克?Cinovec 礦區(qū)，就可望提供 1,000 萬噸鋰原料。
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Cobre Montana 目前已在 Cinovec 礦區(qū)進(jìn)行小規(guī)模測試生產(chǎn)，每小時可產(chǎn)出 1 到 3 公斤鋰原料，Cobre Montana 計劃將與合作伙伴進(jìn)行規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)，若能順利量產(chǎn)，看來人類就不用擔(dān)心鋰會用完的問題了。
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本文全文授權(quán)轉(zhuǎn)載自《科技新報》─〈鋰電池成能源儲存主流，應(yīng)用大增后鋰還夠用嗎？〉