世界鋰資源開發利用形勢分析與探討

王珍珍，張福良，胡永達，雷曉力

（1．國土資源部礦產勘查技術指導中心，北京100120；2．中國地質大學 （北京）地球科學與資源學院，北京100083；3．中國地質調查局發展研究中心，北京100037）

1 鋰資源的戰略價值

鋰是最輕、最活潑的金屬，被譽為“工業味精”，一直以來主要應用在冶煉、空調、醫藥、玻璃、化工等傳統工業領域［1］。同時，鋰在航空、軍工和核能源方面也有卓越的表現［2］。例如在航空工業中，在幾倍音速的戰斗機的結構材料中添加2%～3%鋰的鋁合金，在消耗等量燃料的情況下，可提高飛機的運輸能力20%。在核能源中，鋰在核反應中“裂變”產生氚，氚在熱核聚變反應中能放出非常巨大的能量，即通常所說的氫彈爆炸。近幾十年，人們持續不斷地開發鋰新的應用領域，尤其是電池在經濟快速發展中變得普遍，鋰電池需求也大幅增長。由于其突出的環保特性，鋰被列為“21世紀的清潔能源”，具有重要的戰略地位，被譽為“21世紀的能源金屬”。

鋰材料產業橫跨了我國新材料、新能源汽車、新能源三大戰略性新興產業領域。未來電動汽車需要大儲能和輕質量的電池，鋰由于其儲能重量的高比率成為電池的理想電極材料，包括我國比亞迪在內的大量汽車制造商已經轉向電動汽車的生產，電動汽車的核心部分就是鋰離子電池。此外，鋰大電池研究成熟可以成為風能和太陽能發電系統的電荷存儲器。我國電動汽車產業化已經進行到“三步走”戰略的第二個階段，開展以能量型鋰離子動力電池為重點的動力電池全方位技術創新、實現我國車用電池大規模產業化技術突破是當前的重要目標［4］。新能源汽車產業發展要求加快高性能動力電池、電機等關鍵零部件和材料核心技術研發及推廣應用，形成產業化體系，鋰電池需求量將快速上升，鋰原材料的需求將大幅上升，加大鋰資源開發利用力度已成為保障鋰資源安全的重要課題。

2 鋰資源概況

自然界中鋰礦物約有30余種，主要存在于鋰輝石、鋰云母以及透鋰長石等花崗偉晶巖礦床中。鋰礦床可分為偉晶巖礦床、鹵水礦床、海水礦床、氣成熱液礦床和堆積礦床五種類型，最具工業開發價值的是鹽湖鹵水型鋰資源，占世界鋰儲量的66%和世界鋰儲量基礎的80%以上；其次是偉晶巖型鋰礦床，主要開采鋰輝石、透鋰長石、鋰云母、磷鋁鋰石等；未來地下鹵水會越來越受到重視。此外，也有報告列出了油田、地熱鹵水，以及眾所周知的美國西部和其他地方出現的鋰蒙脫石黏土也可作為鋰潛在資源［3］。

2．1 全球鋰資源概況

全球鋰資源主要分布南美和亞洲（約占90%），其次為北美（約占5%～6%），非洲和大洋洲很少（約占4%～5%）。其中南美鋰資源占比最大，約占55%～60%，主要集中在玻利維亞、智利和阿根廷等國。近年來，隨著不斷發現新的鋰礦床，全球探明的鋰資源總量和鋰儲量情況不斷變化，從2008～2012年鋰儲量成倍增長。據美國地質調查局2012年的報告，全球鋰儲量約1300萬t，鋰資源量3400萬t（以金屬鋰計），折合成碳酸鋰為1．7億t，主要分布在玻利維亞、智利、中國等地，中國位居第三，占比17%（圖1）。根據美國地質調查所2012年的數據，智利鋰的儲量占世界一半以上，全部來自鹽湖鹵水。而地質學家都認為，玻利維亞烏尤尼鹽湖鋰儲量比智利鋰儲量還大，但由于政治等原因，玻利維亞鹽湖工國內外對其研究尚停留在基礎階段［4］，且目前這些液態礦產資源并沒有得到充分利用，其產品產量嚴重不足［5］。

圖1 世界鋰儲量變化和世界主要國家鋰儲量變化情況

2．2 國內鋰資源概況

我國鋰資源豐富，儲量居世界前列，主要有鋰輝石、鋰云母和鹽湖鋰鹽，主要集中在西部地區，約占80%（圖2）。據2013年中國礦業資料統計，鋰資源儲量約為714萬t（以金屬鋰計），以青海、西藏、四川、江西、湖北、湖南為主，約占全國資源儲量的99．4%，其中以青海、西藏最為突出，兩者儲量分別占全國儲量的43．4%和31．1%，鹽湖型資源集中度較高。中國花崗偉晶巖鋰礦床分布于四川、新疆、河南、江西、福建、湖南和湖北等省（區）［6］，大型礦床有四川康定甲基卡鋰鈹礦、四川金川－馬爾康可爾因鋰鈹礦、江西宜春鉭鈮鋰礦、湖南臨武香花鋪尖峰山鋰鈮礦、湖南道縣湘源正沖鋰銣多金屬礦、新疆富蘊可可托海鋰鈹鈮鉭礦等。

圖2 全國各省鋰資源分布百分比／%

2．3 國內鋰資源分布特征

我國鋰資源量豐富，一般與稀有金屬共生，其綜合利用價值可觀。我國鋰礦除少數礦床或礦段、礦體品位較高外，大多數礦床品位、儲量大，適宜大規模開發［7］。不管是鋰礦石還是鹵水鋰分布都高度集中，有利于建設大型采選冶聯合企業。占我國鋰資源量70%以上的鹵水鋰資源儲量巨大，主要集中在西部地區，地區偏遠、經濟相對不發達，鹽湖鹵水具有的極高鎂鋰比，鎂鋰難以分離，存在鹵水加工處理、氣候、環境保護等有關的問題而且鹽湖資源環境脆弱，經濟發展、科學技術落后，開發利用難度很大。

3 鋰資源的開發利用

鋰是稀缺性資源，鑒于全球減排壓力、新材料革命和鋰電池電動汽車的推廣，全球鋰資源供求關系將日益趨緊，已經成為新國際礦業市場的熱點，南美鋰三角地區由于其資源優勢成為世界各國關注的重點。各國由于不同政治考量、環境因素、經濟激勵等多重因素制定了不同的政策和實施不同行動［8］。我國鋰資源雖然豐富，但由于發展較晚、投入較少，開發利用的技術和程度相對落后。

3．1 國際開發利用情況

世界開采鋰資源的歷史可以追溯到1925年，主要開采的是礦山型鋰礦，應用最多的是鋰輝石，其次是透鋰長石及鋰云母，主要分布在美國的北卡羅萊納州、加拿大的魁北克省、津巴布韋的比基塔，以及納米比亞和扎伊爾等地。在過去的80多年里，世界鋰的年產量總體呈上升的趨勢，特別是進入21世紀，在鋰應用于鋰電池的生產以后，全球鋰的年生產量顯著地提升，伴隨著鋰電池更廣泛的應用于交通領域（電動汽車和航天飛機），將繼續持續這一上升趨勢（圖3）。在80年代以后，伴隨著南美巨大鹽湖的開發，南美成為世界鋰市場的主要生產者，使世界鋰資源的供求發生了根本的變化，美國的硬質鋰產品市場的優勢逐漸被南美鹵水鋰替代。一直到20世紀90年代，在全球范圍內，地表鹵水由于成本更低是碳酸鋰的主要原材料來源。由于過去幾年中國需求的增長，硬質鋰重新獲得了市場份額，在2013年占世界鋰供給總和的一半，其中智力的兩個鹵水公司和澳大利亞的鋰輝石公司主導了世界生產。

圖3 1925～2009年世界鋰產量變化

拉美地區是目前世界最高產鋰的地區，包括智利、阿根廷、巴西等國，根據美國地質調查局的數據，2010～2012年，拉美地區生產金屬鋰的產量均在1．5萬t以上，達到世界的40%以上；居于第二位的是澳大利亞，支撐了世界金屬鋰產量的32%～36%；雖然中國是世界鋰資源第一大需求國，鋰的生產為世界的第三位，2012年生產了約全球16%的金屬鋰（圖4）。世界上最大的礦物鋰生產國家是澳大利亞，其格林布什礦是2009年開始投入生產的鋰輝石礦山，是全球已實現開采的規模最大的礦山，產出大量的為鋰礦石資源，主要用于滿足中國化工生產商日益增長的需求。

圖4 世界鋰礦年產量及儲量（金屬鋰）

阿根廷、玻利維亞和智利即“鋰三角”是被全球看好的鋰資源開發投資對象國。為確保鋰供應安全，美國、日本、韓國、法國、德國等國都加大了對南美鋰資源的爭奪力度，與上述南美鋰三角國家和鋰勘探開發跨國公司建立了多重網絡的合作關系，建立戰略合作聯盟或成立合資公司，以確保低廉、可靠和穩定的多元化鋰資源供應。受各發達國家鋰資源戰略保障的影響，南美鋰三角偏向于純粹的鋰資源開發，具有更大價值的附加值產業卻掌握在主要靠進口碳酸鋰作為原料進行深加工、生產鋰的其他化學產品跨國公司手里。若要擺脫單純地依靠資源開發和出口的局面，資源國必須延伸鋰產業鏈條，才能獲得對國際鋰市場的真正話語權和產業增值收益。拉美國家逐漸意識到這些問題，加之政治、經濟、環境等因素的影響，進入南美開發的難度逐漸加大［5，8－9］。

3．2 國內鋰資源開發利用

我國新疆可可托海和四川的甘孜和阿壩等地的鋰輝石礦、江西宜春鉭鈮鋰銣銫多金屬礦等礦床中的鋰礦石儲量很豐富，是我國目前主要開采鋰輝石的三個地區。曾被譽為中國地質“圣坑”的新疆可可托海3＃礦脈，經多年的大規模開采，保有儲量大量減少，目前新疆保有鋰資源儲量僅占全國2．4%。我國的川西分布著大量偉晶巖脈，其中包括甲基卡稀有金屬偉晶巖、可爾因稀有金屬偉晶巖和丹巴白云母礦床，甲基卡偉晶巖型鋰輝石礦床是世界上最好的，鋰資源潛力也大大超過新疆鋰資源潛力，氧化鋰含量1．28%，儲量103萬t。但是，該地區位置偏僻，交通極為不便，地質研究程度很低。江西宜春的鋰資源較另外兩處較為貧瘠，宜春結合當地理資源優勢建立了鋰產業基地，計劃實現從資源與產業結合的一條龍開發利用模式。

我國以鹽湖鹵水鋰礦為主，我國的生產企業和科研機構研究產生的鹵水提鋰技術符合我國的鋰資源國情，也符合全球提鋰技術的發展趨勢，一旦鹵水提鋰大規模生產化以后，礦石提鋰技術在我國必將進行產業調整并逐步被淘汰［10］。但我國從事高鎂鋰比鹽湖提鋰技術的研發以及工業化已經多年，雖有所進展，但遠未成熟，我國取得的鎂、鋰分離技術研究成果，還不具備大規模工業化生產的條件。目前已經有多年開發歷史的鹽湖有西臺吉乃爾鹽湖、東臺吉乃爾鹽湖、扎布耶鹽湖［11］；近幾年開采的有察爾汗鹽湖、龍木錯鹽湖和結則茶卡鹽湖、一里坪鹽湖等，目前在采鹽湖中產量都在5000t以下，中國對鋰鹽湖的開發一直在持續不斷進行中，但截至目前仍沒能實現大規模生產。

3．3 國內鋰產業發展困境

受自然條件、技術水平、產品質量穩定性等影響，中國硬質鋰和鹵水鋰資源開發進程都很緩慢，不能滿足需求增長的需要。中國進行鋰鹽生產的加工原料長期依賴進口，鋰原材料自給率很低，中國約占世界鋰總產量30%左右，其原料來源復雜，其中絕大部分仍然依賴于進口鋰輝石加工，占比60%；少部分中國企業從國外進口高濃鹵水進行加工，占比15%［12］。在國際市場上，中國在全球鋰市場沒有話語權，雖然我國鋰業產品自2008年以來，產量逐年大幅上升，但開發程度有限，與國際三大巨頭相差甚遠，全國一年的鋰產品產量大概與一家公司相當。我國鋰資源對外依存度很高，主要從澳大利亞進口原材料，進行加工生產鋰。根據鋰工業協會的數據，2011年我國鋰輝石精礦產量約7萬t，鋰云母精礦產量約5萬t，而從澳大利亞進口的鋰輝石精礦達到28．8萬t，同比增加40%。

未來國際鹽湖提鋰已成為大趨勢，我國鹵水鋰資源豐富，但總體利用難度大，利用水平較低，工藝技術多樣且不成熟，資源優勢尚未轉化為經濟優勢。雖然持續有公司陸續開始投資鹽湖提鋰，但由于基礎條件薄弱，開發難度較大，同時工藝技術未達到成熟階段，致使我國鹵水鋰資源開發遠不能滿足國內市場需要我國鹽湖鋰短期內并不能真正的進入市場，緩解目前的鋰危機。

4 鋰資源供需形勢

盡管中國鋰資源量很大，但是國際競爭力低。2012年，我國鋰產量達6000t，其中超過3／4來自礦山鋰，產量占全球12%。近10年來，我國礦山鋰產量增長不到50%，而二次回收量不到國內供應量的5%。國內總體處于供不應求的態勢，2012年，我國鋰的消費量達7036t（折合鋰金屬），較2011年增長近50%，占全球24．5%，是目前全球最大的消費國。2012年對外依存度為12%。未來隨著需求的快速增長，國內鋰供需缺口將進一步擴大。2012年，我國首次成為鋰產品凈進口國，進口主要來源于智利等優質鋰資源國。鋰產品國際市場價格主要受寡頭控制，一般由SOM（智利）和FMC兩大生產商聯合協商定價。近幾年來，由于上述供應商市場份額的增加，寡頭格周進一步加劇，未來我國進口鋰產品面臨一定市場風險。

據IEA預計，未來傳統汽車將被完全替代，電動汽車產量急劇增加，預計到2030年我國電動汽車產量將達840萬輛。未來鋰的需求將大幅上升，且新增需求主要來源子鋰電池行業。綜合考慮鋰的不同終端消費領域的發展趨勢、關鍵技術和產品的市場占有率，參照宏觀經濟發展趨勢，按照鋰資源消費增長情景進行預測。預計到2030年，我國鋰的消費量為2．5萬t。

5 鋰資源開發利用建議

5．1 立足國內鋰資源保障，尋求多元化資源供應渠道

我國應當拓展國際鋰資源來源，尋找多元化供應渠道，加強對境外優質資源的勘查與低成本開發，一方面促進國內和國際的合作交流和資源共享，另一方面借鑒國外的先進技術和科學管理制度等等，使我國鋰產業有一個較大的發展。

跨國鋰資源的開發的難度持續增加，我國國內也要做出應對措施，要不斷加大國內鋰資源的勘查開發，并持續有計劃的對金屬鋰進行儲備，保障鋰產業的供應安全。對于國內鋰資源開發，要把握當今行業關注度的提高，利用國內優勢資源，突破礦石提鋰和鹵水資源開發技術瓶頸，打破世界鋰資源開發壟斷格局，提高我國鋰行業整體競爭力。此外，也要積極提高國內二次回收的規模，增加二次資源供應。

5．2 引導資金投入，促進東西部合作

近兩年，五礦等國家大型企業已經開始投入資金進行建設，逐步有社會資金進入，但東部的鋰電企業的原材料來源來自國外。因此要加強東西部上下游企業的聯合，鼓勵東部企業與西部企業建立合作關系共同配合促進鋰產業的發展，逐漸增加我國在鋰資源上的發言權。

5．3 加強鹵水鋰的科研，提高市場競爭力

從鋰資源的特點看，鹽湖鹵水提鋰符合國際的鋰資源情況，也符合提鋰技術的發展趨勢。為保障長期鋰資源的供應，應當加強調查評價，重點在鹵水型，兼顧其它的鹽湖資源綜合開發，發展鹽湖綠色產業，借鑒國外資源綜合開發利用、保護脆弱脆弱的鹽湖鹽堿地環境、降低鋰鹽產品的生產成本等方面的經驗，不斷提高鋰產業的科技研發，加強鹵水鋰的科研，提高其在市場中的競爭力，以促進新興產業的健康發展。

5．4 加大深加工鋰產品的技術研發力度，降低對外依存度

我國應用于電池的下游鋰產業較韓國、美國落后，遠遠低于國際標準，鋰的附加值價值還有提升的空間。在開發鹵水鋰資源的同時，我們應該重視鋰產品的深加工和高值化產品的研究和開發，積極開展鋰電池正負極材料的技術創新與研發，降低鋰電池成本，加強鋰鹽的高值化研究，延長產業鏈，依靠技術的進步，開發出低成本、多品種、高質量的鋰鹽產品，研制并掌握動力鋰離子電池等一批自主知識產權，形成動力電池關鍵材料等重點領域核心工藝、技術和裝備達到國際先進水平，解決鋰離子動力電池制造領域關鍵和共性技術并推廣應用，為我國新能源汽車產業化提供前提條件。

6 結論

鋰電池對我國發展戰略性新興產業至關重要，動力鋰電池在國防軍工領域的作用亦不容忽視。未來我國對于鋰的需求將繼續保持快速上升趨勢。國內鋰資源雖極為豐富，但是開發利用難度大，國際競爭力低；且受技術水平所限，深加工鋰產品仍長年大量進口；受寡頭提價影響，進口價格一直居高不下，這些因素使得我國鋰的供應存在一定風險。因此加強鋰資源技術研發、提高鋰全產業鏈發展水平乃當務之急。

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