Поскольку мир склоняется к электрификации, ему понадобится больше лития. Это ключевой ингредиент в батареях, которые питают все, от электромобилей до мобильных телефонов, и спрос, как ожидается, ускорится в течение следующего десятилетия.
Чтобы соответствовать этому, новый урожай стартапов работает над новыми способами производства ценного металла и обещает открыть неиспользованные источники лития. Они также борются с тяжелыми экономическими препятствиями, продвигая свои технологии вперед на фоне текущего спада рынка.
Прямая экстракция лития (DLE) — это инновационный подход к извлечению материала из рассола, который находится на поверхности Земли или выкачивается из-под земли. Существует множество методов, от использования притягивающих литий шариков до использования мембран, которые избирательно фильтруют металл. Хотя стартапы годами занимались DLE, только недавно эта технология стала потенциально конкурентоспособной по сравнению с существующими методами экстракции лития.
«Сейчас эта технология находится на пороге коммерциализации», — сказал Сунг Чой, специалист по металлам и горнодобывающей промышленности в BloombergNEF.
Тем не менее, большинство стартапов работают на лабораторном или пилотном уровне, что отражает долгий путь, который предстоит пройти, чтобы играть значимую роль в отрасли. Литий традиционно извлекался из рассола в открытых испарительных прудах или добывался непосредственно из горных пород. Такие страны, как Аргентина и Чили, были центрами производства лития, отвечая за большую часть лития, импортируемого в США, поскольку у них более концентрированные источники металла. (Австралия является крупнейшим в мире производителем лития.)
В то время как спрос на литий составляет около одного миллиона тонн в год сегодня, BNEF прогнозирует, что он достигнет трех миллионов к 2030 году и более шести миллионов к 2050 году в рамках своего сценария экономического перехода, который предполагает, что не будет реализовано никаких новых политик для ускорения перехода к чистой энергии. В настоящее время наблюдается переизбыток лития из-за, среди прочего, замедления продаж электромобилей, что означает, что его достаточно, чтобы произвести традиционными методами, чтобы удовлетворить спрос в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Но необходимы инновации для удовлетворения долгосрочного спроса, обусловленного энергетическим переходом, сказал Чой.
До недавнего времени большинство методов DLE в значительной степени полагались на твердые материалы, которые могут притягивать хлорид лития, который очищается для использования в батареях. Эти подходы могли извлекать лишь скромные количества металла, а некоторые материалы также притягивали нежелательные вещества, имеющие очень похожую химическую структуру, например, магний.
Несколько новых стартапов говорят, что они преодолели эти технологические проблемы с помощью новых подходов DLE, которые захватывают литий и только литий. Хотя это все еще дорого, компании считают, что могут конкурировать на рынке лития, поскольку они используют меньше воды и ресурсов, чем традиционные методы производства, и могут работать с рассолами более низкого качества с меньшим количеством лития. Стартапы DLE считают, что их технологии могут открыть новые рынки, диверсифицируя цепочку поставок лития.
SpecifX — один из таких стартапов. Соучредителем компании является профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Дэвид Джессби. Компания разработала мембранный материал, который использует электрическое поле для перемещения ионов, позволяя проходить через «ворота» только литию. Хотя североамериканские рассолы, как правило, «более сложны» с точки зрения извлечения лития, подход SpecifX может работать и с ними, сказал Джессби.
Помимо возможности извлекать литий из рассолов с низкой концентрацией, DLE имеет еще одно потенциальное преимущество перед традиционными методами производства, такими как добыча твердых пород и массовые испарительные пруды: воздействие на окружающую среду. Технология мембранного разделения является «святым Граалем извлечения лития», поскольку она устраняет необходимость в воде и химикатах, сказал Чарльз Макгилл, генеральный директор ElectraLith, поддерживаемой Rio Tinto. Компания из Мельбурна также разрабатывает мембранный подход к DLE.
Для сравнения, традиционные методы добычи невероятно водоемки, используя до полумиллиона галлонов воды на тонну произведенного лития. Страны, подверженные засухе, такие как Чили, начинают ограничивать использование воды при добыче лития, поощряя шахтеров внедрять DLE. Некоторые горнодобывающие компании уже обещают сократить использование воды, а также уменьшить свою зависимость от традиционных методов добычи рассола. Например, крупнейший в мире производитель лития Albemarle Corp, например, пообещал сократить интенсивность использования пресной воды на 25 процентов к 2030 году, в то время как SQM, вторая по величине в мире, находится в процессе выбора технологий DLE для развертывания.
Не только мембранные методы DLE пытаются справиться с экологическими последствиями производства лития. Другой стартап, PureLi из Принстона, полагается на испарение, но его подход позволяет избежать потери воды из рассолов в атмосферу. Стартап пропускает жидкость по струне со специальным покрытием, которое позволяет ему отличать литий от других частей рассола, одновременно собирая воду. Хлорид лития движется быстрее и дальше к одному концу струны, в то время как другие вещества остаются или кристаллизуются. Исследователь из Принстона Чжиюн Джейсон Рен, который руководит этими усилиями, называет это «подходом-леденцом».
Помимо технологических проблем, запуск DLE оказался сложным с экономической точки зрения. Сегодня литий дешев и широко доступен после обвала цен в 2023 году. На пике цена на гидроксид лития для аккумуляторов достигала 80 000 долларов США за тонну, а затем упала до 14 000 долларов США в апреле 2024 года в США и Европе.
Обвал цен на литий расстроил инвесторов, создав сложную среду финансирования для стартапов в этой области. Усугубляя проблему, использование DLE для производства лития по-прежнему обходится дороже, чем традиционные методы испарительных прудов, хотя в некоторых случаях DLE сопоставимо с добычей твердых пород. Но сторонники отрасли говорят, что фокусироваться на текущем избыточном предложении недальновидно, и производителям необходимо инвестировать и масштабировать новые подходы сейчас, чтобы быть готовыми удовлетворить будущий спрос.
«Разумнее всего инвестировать сейчас, когда ресурсы можно приобрести относительно дешево, и наращивать мощности, которые будут введены в эксплуатацию через три-пять лет», — сказал Раэф Салли, генеральный директор Lilac Solutions Inc., компании DLE, поддерживаемой Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса и являющейся одной из крупнейших в этой сфере. (Примечание редактора: Майкл Блумберг, основатель и владелец контрольного пакета акций компании Bloomberg LP, материнской компании Bloomberg News, является инвестором Breakthrough Energy Ventures.)
Lilac, которая завершила четыре пилотных и два демонстрационных завода, привлекла более 300 миллионов долларов США для коммерциализации своей технологии DLE, которая использует керамические шарики для поглощения лития. В настоящее время она работает над строительством 5000-тонного завода в Большом Соленом озере в Юте, который планируется завершить в конце 2026 года. После завершения строительства это будет крупнейший в Северной Америке производственный объект DLE, сказал Салли.
Некоторые скептически относятся к тому, что Lilac — и DLE в целом — могут поставлять литий по выгодной цене. Технология стартапа стала предметом отчета о коротких продажах, опубликованного в 2022 году, в котором говорилось, что ее подход не работает, — заявление, которое компания опровергает.
«У инвесторов до сих пор нет доказательств того, что технология DLE Lilac работает в масштабе, и если да, то какова ее стоимость», — пишет J Capital Research в своем отчете. «Если технология DLE работает, то количество «циклов», для которых может использоваться экстракционная среда, станет ключевым фактором стоимости. Если среда может использоваться только в течение нескольких сотен циклов, то стоимость может оказаться непомерно высокой».
По словам Салли, показатели извлечения лития оставались стабильно высокими в ходе лабораторных испытаний, пилотных проектов и масштабных демонстраций, а керамические шарики, используемые для извлечения лития, выдержали тысячи циклов.
Он надеется, что завершение строительства завода в Юте вселит уверенность в DLE. «Люди справедливо настроены скептически», — сказал он. «Я думаю, что крупные компании испытывают некоторые сомнения, чтобы просто прийти и использовать нашу технологию, не увидев ее своими глазами».
Мишель Ма, Bloomberg
