发布时间：2025.05.23
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从地下盐水中提取金属的新技术被比作页岩革命。
大约一个世纪前，阿肯色州西南部埃尔多拉多附近的一次石油发现引发了钻探热潮，助力美国成为全球能源超级大国。
在鼎盛时期，这座自称“阿肯色州的原始繁荣小镇”的地方，聚集了 50 多家石油公司，Smackover 油田曾是全球最大的在产油田。
近几十年来产量大幅下降，如今勘探者开始在 Smackover 钻探新的资源：锂，这种金属是电动汽车、智能手机和国防设备充电电池的关键原料。
流经阿肯色州及邻近州的地下盐水含有高浓度的银白色金属；美国地质调查局10月发布的研究估计，仅阿肯色州西南部的资源总量就高达1900万吨。尽管未必全部可开采，但足以满足美国当前锂需求总量。
埃克森美孚 、西方石油和挪威国家石油公司等十余家公司正寻求在该地区钻探锂盐水。他们正在试点直接锂提取技术，这一新兴技术的支持者称，它有望推动美国数十亿美元的锂产业发展，并打破中国对锂离子电池供应链的垄断。
“直接锂提取技术可能会像近 20 年前的水力压裂技术那样，彻底改变美国锂产业和经济，”地球科学家、Standard Lithium 联合创始人安迪·罗宾逊说。该公司正与挪威能源集团 Equinor 合作，计划在埃尔多拉多附近开发一项价值 15 亿美元的项目。
支持者称，DLE 提供了一种比现有提取方法更快且对环境破坏更小的替代方案。对于拥有丰富钻探、抽取和流体处理技能的石油公司来说，这是一种有助于业务多元化的有效途径。
“我们可以打造一个能够提供良好且高薪工作岗位的产业，持续数十年，同时确保美国关键电池金属的供应，”Robinson 补充道。
这个新兴产业吸引了包括总统唐纳德·特朗普在内的强大支持者，他正优先推动国内外关键矿产的生产。上个月，他的政府将 Standard 的锂示范工厂选为 10 个享受新快速审批流程的关键矿产项目之一。该项目此前已获得前一届政府 2.25 亿美元的资助。
但专家警告称，美国锂业先驱必须证明这项新技术在商业规模上能够成功，并且能够与现有的提取技术以及成本更低国家的竞争性 DLE 项目抗衡。
锂市场也高度政治化。美国生产商表示，中国作为锂加工和电池生产领域最大的玩家，故意大量倾销锂产品，压低价格，目的是阻挠新进入者，保持其主导地位。锂碳酸盐价格自2022年11月的高点以来暴跌了80%，降至每吨约9000美元。
北京还采取措施限制出口一些加工锂和其他对国防、汽车及半导体行业至关重要的关键矿产所需的技术和材料。
威尔·史密斯（工厂经理）和安迪·罗宾逊（Standard Lithium 联合创始人）介绍了他们在阿肯色州南部示范工厂制造锂的过程 © Katie Adkins/FT
“正值几项强有力的美国项目完成可行性和工程研究、并努力争取融资之际，中国开始大举操控锂市场，这绝非巧合，”Standard 首席执行官 David Park 说道。
“DLE 技术有可能在未来十年重塑全球锂市场，帮助美国公司在这一行业站稳脚跟，”研究机构 Benchmark Mineral Intelligence 的分析师 Federico Gay 表示。
但首先，他们必须证明自己能够克服技术、资金和战略上的挑战。
在 20 世纪的大部分时间里 ，锂的生产规模较小，这反映了该矿物应用范围的有限性。
这种元素主要用作润滑脂成分、核弹头材料，后来又作为情绪稳定剂。它曾经出现在流行软饮料 7-Up 中，直到 1948 年美国当局禁止在饮料中使用锂盐。
但锂离子电池在1990年代初由日本科技集团索尼实现商业化，最近又被广泛应用于电动汽车和其他高科技产品，激发了需求的爆发，正在彻底改变整个行业。
根据能源研究机构 Wood Mackenzie 的数据，2020 年至 2024 年间，全球锂需求增长了三倍，达到约 120 万吨。该机构预测，到 2050 年锂的消费量将达到 580 万吨。为了满足需求，过去十年里，生产商扩大了澳大利亚和中国的硬岩矿开采以及拉丁美洲的锂盐湖提取，使这三个地区掌控了超过 80%的锂开采行业。
硬岩锂矿开采与其他金属生产过程类似；像锂辉石这样的矿石从露天矿中开采出来，经过破碎和化学处理以提取锂。
盐水提取是将富含锂的盐水抽入大型池塘，通常位于炎热干燥的地区。水分逐渐蒸发，留下浓缩的锂盐，便于后续加工。
DLE 项目在成本上与蒸发法和硬岩采矿竞争
碳酸锂 C3 成本曲线
直到最近，美国的锂矿开采商一直处境艰难。他们面临更高的成本、更严格的采矿法规，以及比智利、阿根廷和玻利维亚的“锂三角”地区更不利的地质和气候条件。
直接锂提取技术的发展改变了这一切。该技术通常使用溶剂或陶瓷材料从盐卤中分离锂。DLE 只需几个小时就能完成锂的分离，而蒸发池则可能需要长达 18 个月。
根据 Wood Mackenzie 的数据，回收率大约在 70%到 90%之间，而蒸发池的回收率则为 40%到 60%。此外，DLE 技术还占用更少的土地和水资源。
结合在所谓的 Smackover 地层中发现的高浓度锂油田盐水，该地层横跨阿肯色州、路易斯安那州、得克萨斯州、阿拉巴马州、密西西比州和佛罗里达州，直接锂提取（DLE）技术因此迎来了机遇。该地层现有的石油和化工基础设施也使得这些资源比新开发的绿地项目更易获取。
流经阿肯色州拉斐特县 Standard 项目区下方两公里含水层的盐水中，每升含锂量超过 400 毫克，这一浓度足以显著降低 DLE 提取工艺的成本，从而实现盈利。
”DLE 技术有可能在未来十年重塑全球锂市场，帮助美国公司在该行业站稳脚跟“ -- 费德里科·盖，Benchmark矿物情报分析师
“我们一直知道阿肯色的资源是世界级的，但我们需要找到提取它的技术。现在我们已经实现了，”Robinson 在参观距离 Standard 项目区 90 分钟车程的 Standard 试点工厂时说道。
在过去五年里，Robinson 和他的团队在一家由德国公司朗盛运营的化工厂内，处理了大约 1.2 亿升油田盐水。
巨大的管道将含盐水抽至地表，朗盛将其加工提取溴，这是一种用于制药和消防安全行业的化学品。部分盐水随后被输送到 Standard 的加工厂，该厂采用了从美国工业巨头科氏工业授权的 DLE 过滤技术，科氏工业是这家多伦多上市公司的少数股东。
但 DLE 技术可能存在挑战。由法国矿业公司 Eramet 开发的拉丁美洲首批纯 DLE 工厂之一，自去年年底投产以来一直面临延迟。
Benchmark 的 Gay 表示：“即使经过多年的测试和试验，他们在加速阶段仍然面临一些问题。”他补充说，混合模式——即运营商将 DLE 技术与蒸发池结合使用——可能会主导市场，直到本十年晚些时候完全基于 DLE 的运营投入使用。
阿肯色州南部 Standard Lithium 工厂的一名工人采集水样，这些水样随后在工厂实验室进行检测，然后才提取锂 © Katie Adkins/FT
Gay 补充说，油田卤水需要经过大量预处理，以去除干扰锂结晶的杂质。“这不仅增加了时间和成本，而且由于每种卤水的杂质成分各不相同，进一步加大了规模化和标准化工艺的难度。”
Benchmark 估算，油田卤水直接锂提取（DLE）的“全成本”，包括采矿、加工、运输和特许权使用费，目前约为每吨 1 万美元。它将 Standard 公司的总成本估计为每吨约 10,735 美元，显著高于竞争力更强的蒸发池和混合生产商，后者的成本最低可达每吨 6,000 美元。
像 Standard 这样的公司也不能再依赖前总统乔·拜登推出的税收激励政策来建设国内关键矿产供应链，因为国会中的共和党人提议削减这类支持。
但美国生产商表示，DLE 技术的进步以及 Smackover 地区锂含量较高正在降低成本。“大多数新规划的产能可能得等到锂价回升到每吨 1.8 万到 2 万美元区间才会启动，但我们不打算等那么久，”Standard 的 Park 说。
“我们是全球为数不多的几个计划中的[DLE]项目之一，能够以低于每吨 6,000 美元的现金运营成本生产电池级碳酸盐（这一成本计算方式不同于 Benchmark 使用的，因为 Standard 的计算不包括资本费用）。正因如此，我们吸引了合适的合作伙伴、客户和贷款方的关注，”他补充道。
总部位于美国的生产商并非唯一在竞相实现 DLE 商业化的企业。根据哥伦比亚大学全球能源政策中心的数据，全球至少有 36 个 DLE 项目处于不同的发展阶段。
其中有 13 个位于中国，而拉丁美洲的生产商则因担心水库蒸发池会消耗宝贵的水资源，正在转向 DLE 技术。今年一月，沙特阿美宣布将与矿业公司 Ma’aden 成立合资企业，在中东开发 DLE 项目，目标是在 2027 年开始商业化生产。
2023 年，作为全球第二大锂生产国的智利政府出于环保考虑宣布转向 DLE 技术。去年 12 月，力拓表示将投资 25 亿美元，利用 DLE 技术扩建其位于阿根廷的 Rincon 锂矿设施。这家矿业公司去年以 67 亿美元收购了 Arcadium Lithium，该公司已在阿根廷的 Hombre Muerto 项目中使用 DLE 技术。
智利阿塔卡马沙漠中 SQM 锂厂的景象。2023 年，这个全球第二大锂生产国因环保原因宣布转向 DLE 技术 © Lucas Aguayo/picture-alliance/dpa/AP
“蒸发池不适合在安第斯山脉大规模扩展锂的开采，因此采用直接锂提取（DLE）和回注技术有助于最大限度地减少环境影响，”力拓电池材料董事总经理 Elias Scafidas 表示。
DLE 技术的出现引发了一场争夺优质盐水资源的竞赛。上个月，Occidental Petroleum 对 Exxon 在阿肯色州西南部部分盐水权的所有权提出异议。在一次人满为患的公开听证会上，州石油和天然气委员会裁定支持 Exxon 的子公司 Saltwerx，后者设定了一个雄心勃勃的目标——到 2030 年生产足够的锂，以满足超过一百万辆电动汽车的制造需求。
埃克森美孚低碳解决方案高级副总裁丹·霍尔顿表示：“当你看到美国试图建立锂等关键矿产的国内供应链时，结合我们在 Smackover 地层的地理优势，这对我们来说非常契合。”
关于 DLE 的经济计算部分涉及特许权使用费。在阿肯色州，Standard 提议向土地所有者支付 2.5%的费率，计算方式基于卤水中碳酸锂的体积、市场价格以及个人在单位中的比例权益。但据当地人说，一些土地所有者要求的费率高达 12.5%，或者直接要求公司买断他们的土地。
“我感觉自己就像大象屁股上的一只跳蚤，”哈维·伍兹说，他拥有埃克森锂生产区内的土地，并参加了最近的委员会听证会。“我们是这片土地的守护者，绝不会为了钱而破坏它或让别人滥用它。”
但锂生产商表示，关键在于特许权使用费必须设定在一个能够让美国生产在国际上具有竞争力的水平，尤其是与中国相比。过去十年间，北京推动了锂矿开采、精炼和加工的发展，这不仅助力其电动车产业成为全球领先，也让西方政府感到不安。
埃克森美孚及其子公司 Saltwerx 的法律代表在阿肯色州石油和天然气委员会面前发言，该委员会上个月就盐水权的所有权争议裁定支持 Saltwerx © Katie Adkins/FT
“如今市场被中国主导，美国产业要想竞争将面临巨大挑战，”霍尔顿说，并补充道，美国也需要实现垂直整合。
“仅仅在美国生产关键矿产是不够的，必须拥有完整的供应链——从锂的开采、加工、电极活性材料的生产，到制造电池的超级工厂。所有这些环节都需要在美国本土建设起来。”
Standard 和 Equinor 的董事会计划在秋季对 Lafayette 项目做出最终投资决定。Equinor 北美锂业务副总裁 Allison Kennedy Thurmond 表示：“我们正通过[销售]协议尽可能降低市场风险，以满足贷款方的要求。”
瑟蒙德的丈夫在 2017 年任职 Equinor 时曾向公司提出进入锂业务的想法，她表示这家挪威能源集团具备成为能源转型领导者的能力。“我们不必去招聘成千上万拥有新技能的人，可以利用我们现有的专业能力，”她说。
阿肯色州的政治家和州官员正在竭尽全力，让投资者在该州赢得直接锂提取（DLE）竞赛并创造就业机会。阿肯色州的家庭收入中位数约为 58,000 美元，是美国最低的州之一。
前学校清洁工 Angela Meadows 在南阿肯色学院重新培训后，现在在 Standard Lithium 担任实验室技术员 © Katie Adkins/FT
当地的大学和学院正在审查课程设置，以弥补技能缺口。“化工行业需要懂得如何阅读管道与仪表图的操作员，也需要了解阀门工作原理的人才，”南阿肯色学院职业加速器执行主任詹妮弗·施罗德说。
该学院正在提升成熟学生的技能，比如前学校清洁工安吉拉·梅多斯，以增强本地人才储备。“当我开始培训项目时，我已经48岁了，觉得自己太老，难以改变，”梅多斯说，“但我下定决心要从‘有份工作’转变为‘有份事业’。”如今，她在标准石油埃尔多拉多工厂的化学实验室工作。
上个月，阿肯色州议会通过了一项法律，为锂生产商和电池制造商提供税收优惠，以此激励投资。“这将成为推动企业持续投资的重要动力，”阿肯色州州长、特朗普第一任期内白宫新闻秘书莎拉·哈卡比·桑德斯说。“专家认为，阿肯色州有望供应全球高达15%的锂资源，这不仅让我们具备强大的竞争力，也为世界提供了一个替代中国的选择。”
“这不仅是我们州的重大胜利，更是整个国家的胜利。”
图示由 Ian Bott 制作，数据可视化由 Steven Bernard 完成