在玻利維亞的鹽丘一景,其為提取鋰元素的其中部份

本文作者:Dave Wilson,為一自由撰稿人

── 雖然鋰已被認為是比內燃機中的一次性鹼性電池或電池更環保的能源,但在鋰的開採、運輸和銷毀的過程仍會對環境帶來傷害!

透過這幾期的《發現鋰離子電池系列》專文,我們談及了鋰電池如何鋪天蓋地改變我們的生活,無論是成為日常的電源驅動、災後的備用電網、城市進步的電塔,甚至是應用於休閒娛樂等。在見識了鋰電池的強大能量,我們也思考了絕不得輕忽的「安全之道」,以及 UL 一直以來亳不懈怠的安全科技。在此系列的最終章,我們將深入探究大眾尤為關切的「環境」方面,特別是鋰電池雖已被認為是相對環保,但其所牽涉的礦採、運輸及廢置則屢受質疑。

鋰,是澳洲目前最受歡迎的出口化學元素;是原子序數 3;是元素週期表中最輕的金屬、同時也是世界上最輕的固體元素。

鋰亦是一種擁有高適應性的化學製品,它內含的鹽被用來做為治療雙相障礙的情緒穩定藥物,而鋰本身也會當成鐵、鋼和鋁製程時的添加劑。

在西澳洲以外的地方,會以典型的採礦方法 (如破碎岩石) 來產出鋰,接著由中國加工;在有「鋰三角」之稱的阿根廷、玻利維亞和智利所發現的鋰,則會從鹽水蒸發池中來提取鋰。

不過,與普世看法迥異,鋰是能在地球任何地方找到。

「對鋰的最大誤解之一是其很罕見。事實並非如此,」紐約市能源金屬產業獨立分析師暨顧問 Chris Berry 指出。「事實上,當鋰的價格夠高,你就可從海水中提取它。」

鋰產量最大的國家

1. 澳洲 ── 礦山生產:18,700 公噸*
2. 智利 ── 礦山生產:14,100 公噸
3. 阿根廷 ── 礦山生產:5,500 公噸
4. 中國 ── 礦山生產:3,000 公噸
5. 辛巴威 ── 礦山生產:1,000 公噸
6. 葡萄牙 ── 礦山生產:400 公噸
7. 巴西 ── 礦山生產:200 公噸
8 . 美國 ── 礦山生產:未知

*一公噸等於 2,204.623 磅
來源:投資新聞

雖然鋰通常被認為是比內燃機中的一次性鹼性電池或電池更環保的能源,但其在開採、運輸和銷毀過程對環境的傷害仍是屢受質疑。

Berry 確實將西澳洲的老派生產方法 (即是從硬岩來源生產鋰) 視為等於傳統的煤炭、鉑、銅和錫等礦物的開採。「我想說的是,鋰礦開採對環境的影響不會比其他採掘業產生更多或更少的影響,儘管我確信這裡仍有爭議的餘地,」他說。

Berry 曾與投資公司、銀行、企業和學術機構合作,「更了解快速變化的全球能源結構為我們帶來的機會與威脅」── 就指出了任何礦採類型帶來的傳統環境傷害,其實也能適用在鋰的開採和生產。

「鋰一旦被開採,就會進一步加工成鋰電池或成為受其他產業 (例如陶瓷) 使用的鋰化學品,」Berry 補充。「加工過程已如眾知,且主要的製程商和精煉廠持續優化成本,以減少環境上的議題。鋰的生產過程相對複雜,然而與時俱進,鋰在生產的技術上確實也有斬獲。」

許多專家指出,相較於與廣受依賴的其他能源所帶來的損害,鋰礦開採所產生的任何環境影響已是相對最為理想。Lithium Americas 的首席技術官 David Deak 在 2017 年向英國《金融時報》(Financial Times) 表示,「短期來看,(鋰) 硬岩的二氧化碳足跡將不太理想。不過其在抵消內燃機產生的二氧化碳排放上仍成效彰顯。」

進一步來看,在「鋰三角」國家,依賴的是更有機 (和更少環境破壞) 的方法來生產鋰。「從鹽水池生產鋰的過程相對溫和,那是透過太陽蒸發鋰鹽池中的水,然後將鋰晶體進一步加工成碳酸鋰或其他鋰化學品,」Berry 表示。

但是,根據歐洲地球之友 (Friends of the Earth-Europe),30 多個基層組織的簡編,鋰礦開採確實將破壞環境。

據該組織宣稱,鋰是透過「鑽孔」鑽進鹽灘並將鹽水泵入地表,使其在池塘中蒸發 ── 這表示能以化學過程提取碳酸鋰。鋰的提取確實明顯存在對環境與社會的影響,特別是在水污染和資源枯竭方面。另我們需利用有毒化學品處理鋰,然後透由洩漏和滲流、或經空氣排放釋出這類的化學品,這將可能傷害社區、生態系統和糧食生產;不僅如此,鋰的提採過程,仍無法避免對土壤的損害,並造成空氣污染。


玻利維亞的裡奧格蘭德 (Rio Grande) 工人正攪拌鹽水,他們正努力提取
鹽水以收集鋰。南美洲的鹽水供應了全球大部分的鋰,並且在蒸發池中
收成,且將鹽泥留下。

Siena Hacker 是旨在尋求「透過透明度和選擇,促使社區能採用永續性技術」的 Pick My Solar 組織之能源政策合作夥伴,其闡述了一些其它鋰礦開採的環境副作用:「與許多其他礦物如出一轍,鋰礦開採通常會將含有毒素的粉塵釋放到空氣中。對於在地社區來說,在鋰的開採和運輸過程中的過度暴露在這些毒素,將成為環境危害,並導致出生缺陷和呼吸問題。」

採礦後,透過傳統供應鏈從該礦山和鹽水池到精煉廠生產設備 (包括中國等目的地) 取得鋰,其中可牽涉以貨車運輸和海運等油耗物流的環節。

「從礦山到最終產品的過程中,鋰分子的移動確實可及數千英哩,」Berry 說。「在這一步之後,主要的電池製造商將可能在日本和韓國,甚至有些 OEM (原始設備製造商) 是在更遠的地方。」具體來說,Hacker 指出,「澳洲開採加上中國精煉的鋰生產品模式,其所需的額外運輸無疑會增加排放量。」

Berry 表示,鋰製造商正在擬定計畫,以期能夠合理化製造和運輸該元素的成本和影響。「未來,鋰製造商將垂直整合他們的營運,以最大程度地減少環境問題並降低成本,」Berry 指出。

在典型為汽車、摩托車和手機供電的鋰電池十年使用壽命後,「廢棄處置」在環境影響上仍然是個未知議題。根據英國《金融時報》報導,目前汽車中只有不到 5% 的鋰離子電池被回收利用,而相對來說,典型燃氣汽車中所用的鉛酸電池占 90%。

換言之,鋰離子電池的最終是有望成為一個大型的新興產業。

「若 (電子伏特) 採用仍持續當前的熱潮,不久的將來,鋰電池的處理和回收將成為更大的業務,」Berry 指出。「當然,此將會由中國主導,而您也已經看到新創公司和既有公司,開始將鋰回收納入其長期商業計畫中。將鋰離子電池存放在垃圾掩埋場有爆炸風險,這絕不可能是長久之計,因此各國政府和私營部門正聯手採取因應措施。」

全球最大的鋰礦業公司

1. SQM | 市值*:148.9 億美元
SQM 的客戶遍及 110 個國家/地區,且在 20 個國家設有辦事處。該公司的主要業務集中在智利,其最大的鹽水業務是位於阿塔卡馬鹽沼。最近,SQM 宣布參與阿根廷 Cauchari-Olaroz 鋰專案的計畫。Cauchari-Olaroz 是一家與 Lithium Americas 共同成立的合資企業,將於 2020 年開始生產。

2. Albemarle | 市值:128.4 億美元
Albemarle 擁有 5,000 名員工,擁有上百家的客戶企業,為全球最大的鋰製造商之一。其於智利、澳洲和美國內華達州的 Silver Peak 礦山皆擁有鋰鹽業務。2017 年,Albemarle 推出新技術,聲稱能增加鋰的產量,但不須多抽取鹽水。

3. FMC | 市值:120.60 億美元
FMC 的鋰業務位於阿根廷的 Salar del Hombre Muerto。為了保護本地利益,該公司去年宣布計畫增加其在阿根廷的鋰產量。

4. 天齊鋰業 (Tianqi Lithium) | 市值:92.70億美元
天齊鋰業是中國成都天齊集團的子公司,是全球最大的硬岩鋰製造商。在 2016 年,收購了全球領先企業 SQM 的 2.1% 股份。

5. 江西贛峰鋰業 | 市值:70.40 億美元
江西贛峰鋰業為中國第二大鋰製造商。該公司另持有其他國際礦業公司的少量股權,包括 International Lithium。江西贛峰鋰業除尋求在礦業之外的拓展,近期亦投資近三億美元的鋰電池技術。

資料來源:投資新聞
*市值意指在股票市場上交易的公司價值,其數值為股票的總數量乘以股票價格計算。

 


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《系列一》 這是一個鋰世界 ── 電池,它正在解放束縛
《系列二》 「鋰」內「鋰」外 ── 探索驅動日常設備的電力源
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