锂,被誉为现代的“白金”,正在重塑电池技术。由于其轻量特性、无与伦比的电化学潜力和高能量密度,锂在能源储存方面处于前沿,推动着全球向可再次生产的能源的转型。从一种基础矿物到关键电池组件的演变,突显了锂在技术进步和可持续能源解决方案中的重要作用。
在实现2050年净零排放的推动下,锂的重要性尤为突出。不断飙升的需求需要加快生产,促使采矿、精炼以及可持续提取和加工技术的进步。
随着各国和各行业朝着更加绿色的未来迈进,锂成为推动技术创新和可持续发展努力的关键。但在锂变得如此重要之前,有趣的是,这种独特元素有一个引人入胜的起源故事。
人类与锂的互动仅仅跨越了200多年。18世纪90年代,巴西科学家何塞·博内法西奥·德·安德拉达·席尔瓦在瑞典乌托岛发现了两种新矿物,锂辉石和透锂长石。
后来,在1817年,瑞典科学家约翰·奥古斯特·阿弗韦德森在这些矿物中鉴定出一种新元素。在化学家巴伦·约恩斯·雅各布·贝采利乌斯的实验室工作时,阿弗韦德森分离出一种不含任何已知碱金属或碱土金属的硫酸盐。他将这种新元素命名为锂,源自希腊词“lithos”,意为石头,因为它具有灰色、石状的外观。
我们智能手机、笔记本电脑和电动汽车中充电电池所用的一些锂,其历史可追溯到近140亿年前。
锂循环始于含锂的岩浆在火山活动期间上升到地壳。这些岩浆冷却并结晶成花岗岩或伟晶岩等岩石。经过数千年的风化作用,这些岩石分解,释放出流入河流的锂盐。大部分溶解的锂最终流入海洋。
然而,在像南美安第斯山脉这样的高山地区,河流在封闭的盆地中终止。在这一些地方,水分蒸发留下了在盐滩(即盐沼)中富含锂的卤水。
除了这些自然沉积物,锂还可以从油田卤水、地热卤水和黏土中获取。尽管锂并不稀有,但由于其高度活泼,在自然界中从未以纯形式存在。锂在地壳中排名第33位,估计储量约为9800万吨。
锂以其非凡的特性而著称。它是元素周期表中最轻和密度最小的固体元素,标准原子量为6.94。锂金属非常活泼,与水接触会立即燃烧,这是化学实验室中常见的演示。
因此,锂在自然界中只能以矿物或盐的形式存在。在金属形态下,锂是一种柔软的银灰色金属,具备优秀能力的导热性和导电性,使其成为储存和传输能量的理想选择。
锂非常柔软,可以用刀切割,是金属中熔点(180.5°C)和沸点(1,347°C)最低的元素之一。其高电极电位和低原子质量提供了高电荷和功率重量比,这使得锂很适合用于可充电电池。
作为生产可充电电池的关键元素,锂对于电动汽车(EVs)、混合动力车、笔记本电脑和手机至关重要。锂离子电池因其能够在紧凑空间内存储大量能量以及快充的能力而受到汽车制造商的青睐。
值得注意的是,磷酸铁锂电池因其安全性和耐用性而受到推崇,使其成为静态存储和安全电动车应用的理想选择。
在电动车和锂离子电池领域,两种主要类型的锂,碳酸锂和氢氧化锂,占据主导地位。主要的锂生产商通常供应这两种变体,以满足电动车制造商的需求,同时满足别的需要不同锂应用的行业。
锂的多功能性不仅限于电池技术,还影响到利用其独特性能的所有的领域。在航空航天领域,锂的轻量化和强韧性特性提高了飞机和宇宙飞船的燃油效率和性能。
将锂应用于玻璃和陶瓷制品可以制造出更坚固、更耐高温的产品,很适合用于更坚固和更高效的厨具、瓷砖和家居用品。
此外,锂化合物作为高温润滑剂,能够耐受极端条件,确保在严酷的压力和温度下,重型机械和车辆的平稳运行。这些广泛的应用领域凸显了锂在推动清洁能源解决方案(如电动车)以及推动跨行业制作的完整过程和产品功能的关键角色。
锂的广泛应用表明全球对于技术进步和可持续发展倡议对锂的依赖。但锂究竟是如何生产或开采的呢?
如今大部分商业化的锂生产来自于地下卤水储层中提取锂,主要位于安第斯的锂三角地区(玻利维亚、阿根廷和智利),以及中国。
锂卤水回收是一个简单但耗时的过程。富含盐分的水被抽到地表并进入蒸发池。数月内,水逐渐蒸发,沉淀出各种盐类,同时提高剩余卤水中的锂浓度。
在蒸发过程中,会添加生石灰(Ca(OH)2)以去除镁和硼等不需要的元素。一旦锂浓度足够,卤水被抽到回收设施进行以下步骤:
硬岩矿业比卤水提取更复杂和耗能,涉及从矿物(如锂辉石、硬锂云母、透锂长石、钝四面体石和亚长石)中提取锂。锂辉石是最为丰富的矿物,提供了世界大部分矿物来源的锂。
澳大利亚在锂辉石生产方面处于领头羊,同时巴西、葡萄牙、南部非洲和中国也有生产。预计到2025年,北美和芬兰将开设新的矿山。具体过程包括:
在美国,商业化规模的锂大多数来源于内华达州的卤水作业。然而,增加国内生产以确保锂供应正面临慢慢的变大的压力。
在快速发展的锂市场景观中,竞争非常激烈,市场动态迅速变化。由于锂电池的价格占电动车生产所带来的成本的40%,特斯拉、福特和比亚迪等主要电动车制造商正在积极寻找成本效益的替代方案。
随着全球到2050年实现零排放交通的愿景日益强烈,约30个国家已承诺逐步淘汰新燃油汽车的销售,推动了对关键电动车用矿物的需求。
中国目前领导着锂电池生产市场,但美国和后来者韩国正努力挑战其主导地位。在这样充满了许多活力的环境中,了解锂的细微差别至关重要。接下来的部分将探讨市场和价格动态,关键参与者以及与蒸蒸日上的锂行业相关的前景。
亚太地区(主要是中国、日本和韩国)作为经济大国,显著地塑造了全球锂市场。认识到锂在电池技术尤其是电动车领域的转型潜力,这些国家迅速投资于该行业,最初主要是针对消费电子科技类产品,后来扩展至电动车领域。
它们的战略愿景不仅包括生产和加工,还涵盖了整个锂供应链,从采矿到先进电池制造。这种综合性的做法使它们在全球电池技术趋势和价格动态中拥有了相当大的影响力。
相比之下,北美地区由于采取的分散方法和缺乏统一的战略和投资,追赶这一快速进展的步伐较为困难。该地区的锂产业落后于亚太地区的同行。
这种差距阻碍了北美建立强大的国内锂市场。这使得该地区容易受到来自亚太地区领导者推动的供应波动和价格确定的影响。
中国在LFP电池(磷酸铁锂电池)之外的市场主导地位还包括锂离子电池、阴极和阳极的生产,以及锂、钴和石墨的加工和精炼。
尽管欧洲、美国和韩国政府努力发展国内电池供应链,但预计在可预见的未来,大多数电动车电池供应链仍将集中在中国,按国际能源署(IEA)的预测,中国将继续领先于2030年的全球电池生产能力。
特斯拉和福特汽车以及其他主要汽车制造商已将磷酸铁锂(LFP)电池作为其部分电动车的成本效益替代方案,并逐步减少使用在欧洲和美国都会存在的基于钴和镍的锂离子电池。2022年确定的LFP电池被认为是最经济的锂离子电池类型,目前约占全世界电动车生产的40%。预计未来几年对这种电池的需求将大幅增长。
自2022年10月以来,特斯拉在其上海工厂的LFP电池转型标志着行业更广泛的趋势。其同行,如梅赛德斯-奔驰集团、大众汽车集团和瑞弗安汽车公司,也致力于将LFP电池集成到他们的车辆中。
这一转变主要得益于像宁德时代和比亚迪等中国制造商的推动,它们主导了LFP市场,占全球LFP电池生产的99%。特别是宁德时代作为全球最大的电动车电池制造商,为特斯拉和其他各种汽车制造商提供电池。
全球对锂的需求急剧增长,推动了蓬勃发展的电池行业及锂离子电池在电动车(EVs)中的广泛应用。这种需求激增将目光聚焦在当前锂供应状态上,凸显了全球消费率的急剧上升。
在这一部分中,我们深入探讨推动市场的各种各样的因素的复杂动态,分析行业怎么样应对这种日渐增长的需求。供需动态、开采能力、地理政治学影响和技术进步等重要的条件在塑造供需之间微妙平衡中发挥着关键作用。
对于锂行业的利益相关者,从矿工到电池制造商和投资者,理解这一些因素至关重要。以下是影响锂价格的主要因素:
锂市场表现出典型的不成熟市场特征。由于强劲的增长和基础设施发展挑战,供应在短期内可能会出现供不应求和供过于求的波动。
然而,基础设施发展缓慢阻碍了供应增长,导致了2022年价格的飙升。随着电动车补贴的减少和价格的正常化,我们预计到本十年末价格将稳定在每吨2万美元左右。
因此,供需方程中的任何不平衡都会直接影响价格。任何供应过剩都可能压低价格,直到需求跟上。
相反,由电动车热潮驱动的需求激增可能超过供应,推高价格。这正是2022年11月发生历史性锂价格飙升的情况,价格持续上涨了超过五倍。
地缘政治因素对锂市场产生显著影响,因为锂储量集中在特定地区。澳大利亚、智利和阿根廷等国家拥有大量的锂储备,并且在全球供应链中扮演重要角色。这些国家的政治稳定至关重要。任何政治动荡或政策变化都可能扰乱供应并影响全球价格。
此外,政府对采矿运营、环境标准和出口监管的政策也会影响锂的生产和价格。有利的政策能够在一定程度上促进生产,而限制性的法规则可能会阻碍生产。
国际贸易政策,包括关税和贸易协议,进一步影响锂跨境流动。例如,主要经济体之间的贸易紧张关系可能会引起对锂产品征收关税,进而影响全球供应链和价格。
最近,美国宣布计划增加对中国进口商品(包括电动车、电池和太阳能电池)的关税,就是一个例子。
电池技术:电池技术的突破可以明显影响锂的需求。例如,固态电池或钠离子电池等替代电池化学技术的发展可能减少对锂的依赖,潜在降低其需求和价格。另一方面,提升锂离子电池性能的创新可能会推动需求增加。
提取和加工技术:锂提取和加工技术的技术改进能大大的提升供应效率并降低生产所带来的成本。例如,直接锂提取(DLE)技术的进步可以使从卤水资源中提取锂变得更简便和经济有效,对价格产生积极影响。
对采矿实践的严格环境法规可能限制锂的供应并推高价格。采矿活动一定要遵守环境标准,以减少对生态系统和水资源的影响,这可能会增加运营成本。
此外,减少锂提取对环境影响的强调促使行业采纳更环保的做法。这些可持续技术,如在采矿操作中使用可再次生产的能源和水的回收利用,可能会起初增加成本。然而,预计它们将带来长期的可持续性,并有可能稳定价格。
消费者和投资的人对公司遵守环境、社会和治理(ESG)标准的压力也在增加。优先采用可持续和道德实践的公司可能会获得竞争优势,影响市场动态和价格。
随着锂慢慢的变多地用于可充电电池,确保高质量的锂产品用于电池成为至关重要。生产电池级锂涉及复杂的精炼过程,以满足严格的质量和纯度标准。
新建的精炼厂通常从质量较低的技术级锂开始,需要精炼改进以达到电池级纯度。因此,尽管整体供应有过剩,但电池级锂市场在精炼操作优化之前可能面临短期约束。
2023年,澳大利亚、智利和中国是全球锂生产的主要国家,共占全球总产量的88%。
澳大利亚是全球最大的锂生产国,主要是通过硬岩矿产直接获取锂矿,特别是施普石。过去十年间,澳大利亚的生产量明显地增长。2013年,产量为13,000公吨,到2023年已飙升至令人印象非常深刻的86,000公吨。
智利紧随澳大利亚在锂生产上,尽管增长幅度较为温和。这个南美国家主要从卤水源提取锂,2013年产量为13,500吨,到2023年已达到44,000公吨。
中国也从卤水中提取锂,并稳步接近智利的生产水平。2013年仅为4,000公吨,到2023年国内产量已提升至33,000公吨。
此外,中国企业在全球锂市场上的影响力逐步扩大,其中三家企业位列顶级锂矿开采实体之列。其中最大的天齐锂业,在澳大利亚拥有世界最大的硬岩锂矿Greenbushes的重要股份。
阿根廷成为全世界第四大锂生产国,过去十年其产量增长了两倍。随着国际投资者的增加投入,阿根廷计划逐渐增强其锂生产能力。
随着主要生产国的扩产以满足清洁能源行业,特别是电动车电池的激增需求,锂市场最近出现了供过于求的情况。这种供应过剩导致了价格从2022年底创下的历史高点下跌了超过80%。
由于锂市场处于起步阶段,与其他大宗商品相比,可供选择的投资产品范围相对有限。尽管如此,投资者仍旧能通过两种主要途径参与这个充满活力的市场:锂股票和锂ETF。
投资个别股票仍然是直接获取锂行业曝光度的最直接途径之一。然而,需要认识到股票只是市场表现的代理。
尽管锂的成本飙升并不总是能够完全转化为锂股票价格的相应增长。建立新的采矿业务可能需要大量资金投入,最终,股票的估值取决于公司的财务健康状况。尽管存在这一警告,过去五年来锂股票表现强劲。
投资锂股票具有多重好处。首先,个别锂股票如果公司表现良好,提供了显著的盈利潜力。此外,许多锂股票支付股息,为投资者提供定期收入,可用于增强投资组合的增长。
此外,一些锂生产商拥有替代收入来源,有助于减轻与锂价格波动相关的波动性。然而,投资锂股票也存在一定风险。例如,将所有投资集中在一两只锂股票上可能会导致投资组合缺乏多样化。
此外,锂股票的回报严重依赖于公司的财务健康状况,因此需要定期更新公司基本面和进行彻底的研究。
对于希望获取锂市场曝光而无需花费大量时间研究个别股票的投资者,锂交易所交易基金(ETF)提供了一种便捷的选择。这些ETF跟踪由多样化的锂股票组成的指数,为您提供了即时访问包括锂生产商和制造商在内的广泛投资组合。
Global X锂电池技术ETF(LIT):LIT包含39只不同的锂和电池股票。管理资产达45亿美元,年管理费率为0.75%。
Amplify锂电池技术ETF(BATT):BATT专注于锂电池提供商。管理资产为1.94亿美元,年管理费率为0.59%。
投资锂ETF具有其自身的好处。ETF在广泛的锂相关股票组合中提供即时多样化,从而降低了与个别股票选择相关的风险。此外,与个别股票类似,一些锂ETF提供股息计划,为投资者提供正现金流的机会。
尽管如此,投资锂ETF也存在风险。例如,在锂市场上涨趋势期间,ETF的回报可能不如个别股票那样可观。还要注意,ETF并非免费产品;提供商会向投资者收取一定比例的费用,用于运营和维护ETF。
对于有意进行直接投资的人士,能够最终靠期货和期权在大宗商品市场上交易锂。这些衍生品允许您购买和销售锂作为物质,尽管存在显著的风险和波动,这使其不适合经验不足的投资者。
期货合约是一种同意在未来某个日期以指定价格买入或卖出大宗商品的协议。有两种类型:
标准期货合约:您承诺购买实际商品。如果持有合约直至到期日,您必须购买实物锂。
现金结算期货合约:而不是交换实物商品,合同双方通过现金结算确定合同的价值。
期权合约允许您交易资产的价值,并具有在到期时选择是否执行合同的灵活性。这与期货合约不同,后者无论市场条件如何都一定得执行。购买期权合约时,您需支付称为“保费”的预付费用。
投资锂提供了几种路径,包括锂生产商或用户的股票、聚合锂相关股票的基金和通过期货和期权直接交易大宗商品。每种方法都具有不一样的风险水平和复杂度,满足各种投资者的偏好和经验水平。
阿尔伯马尔(Albemarle):市值:140亿美元 总部在北卡罗来纳州的阿尔伯马尔是市值最高的锂公司,也是全球最大的锂生产商,拥有超过7,000名员工。在2022年重组后,阿尔伯马尔现在运营两个主体业务部门,特别专注于锂离子电池和能源转型市场,其阿尔伯马尔能源存储部门监管碳酸锂、氢氧化锂和金属的生产。
阿尔伯马尔在智利、澳大利亚和美国拥有多样化的锂矿山和设施。在智利,公司通过La Negra转化厂生产碳酸锂,利用阿塔卡马盐沼的卤水资源。
在美国,阿尔伯马尔旨在根据通货膨胀削减法案增强国内生产能力。企业具有内华达州克雷顿谷的Silver Peak锂卤水作业,计划到2025年将锂产量翻倍。阿尔伯马尔还在2023年9月获得了美国国防部9000万美元的关键材料奖励,以增强国内锂生产并支持电动车电池供应链。
此外,公司计划重启北卡罗来纳州金斯山锂矿,并得到了美国政府的资金支持。阿尔伯马尔还计划在北卡罗来纳州开发阿尔伯马尔技术园区,进行锂创新的先进研发。
SQM主要在智利运营,从阿塔卡马盐沼提取卤水,并在安托法加斯塔附近的Salar del Carmen锂工厂将氯化锂加工成碳酸锂和氢氧化锂。公司正计划将Salar del Carmen的产量从18万吨提升至21万吨,计划在今年开始。
为了减少环境影响,SQM宣布在Salar Futuro项目投资15亿美元,专注于先进蒸发技术、直接锂萃取和海水淡化工厂。
尽管智利国家锂战略带来了不确定性,SQM现有的合同预计将受到政府的尊重,合同延续至2030年。2024年初,SQM与国有矿业公司CODELCO合作,CODELCO持有多数股权。
在澳大利亚,SQM正在与Wesfarmers合作开发Mount Holland锂项目,被认为是世界上最大的硬岩矿床之一。预计锂氢氧化物生产将在2025年上半年开始,SQM的碳酸锂产能预计将在2024年初达到21万吨。
在澳大利亚,天齐拥有通过收购Talison Lithium于2012年获得的Greenbushes矿山。公司还在西澳大利亚州的Kwinana工业区建立了锂氢氧化物工厂,于2019年第三季度开始生产。随后的产量从2021年年中开始。
锂价格上涨以及其2022年在香港上市,筹集了约17亿美元,为天齐锂业的稳定性做出了贡献。Kwinana Train 1于2022年12月开始商业生产,预计Train 2将于2024年开始。一旦运营,该氢氧化物工厂预计每年生产48,000吨,利用来自Greenbushes的锂。
今年二月,天齐锂业更新了其Greenbushes的总矿藏储量,为4.47亿吨,平均氧化锂品位为1.5%,相当于约1600万吨碳酸锂。
预测锂供应在本十年末期以后的情况面临挑战,因为对现有、计划和潜在项目的可见性有限。尽管到2030年的预测可能相对准确,但未来市场发展的潜力变得更不明朗。
在需求方面,预测表明需求量将大幅度增长,接近400万吨,如下所示。当然,正如前面讨论的,各种趋势将影响这一需求轨迹。
激励性定价成为确定新项目吸引力的重要的条件。预计供应量为150万吨时,锂的全分配成本约为每吨15,000美元,这表明市场定价将超过此门槛。
预测锂市场的未来受其相对不成熟性的影响。缺乏全球公认的规格和定价锚点使定价动态复杂化。
锂产品类似于特种化学品,需要精确的规格,但行业的增长轨迹阻碍了标准化工作的进行。尽管未来预计会有更大程度的标准化,但这将是一个渐进的过程。
据彭博社估计,未来十年锂离子电池的需求将增加十倍。这一需求激增主要受全球100多个国家实现净零排放承诺的推动。
作为这一承诺的一部分,许多国家正在将交通电气化作为减少温室气体排放和应对气候平均状态随时间的变化的关键解决方案。这种向电气化的转变凸显了锂离子电池在为电动汽车和其他清洁能源技术提供动力方面的重要性。
在2022年,大部分锂供应由少数几家企业主导。然而,未来的行业动态预计将见证其市场占有率的下降,因为小型公司扩展并有新企业涌现。
虽然横向整合可能不会成为主要流行趋势,但纵向整合将发挥关键作用。矿业公司和精炼商之间的合作伙伴关系提供了互惠互利的机会,能够在新项目中分担风险和资本投资。
上游和下游运营之间的协作能提高专业相关知识、改善利润率并占据更大的市场占有率。比如,Pilbara Minerals和POSCO在韩国以及SQM和Wesfarmers在西澳大利亚的合作,预示着此类合作将在未来行业格局中慢慢的变普遍。
锂从两个多世纪前被发现到如今在现代技术中扮演的关键角色,彰显了其在塑造我们的现在和未来中的重要性。随世界加速迈向可持续能源模式,锂作为这一转型的关键点,推动了电池技术的进步,并推动了电动汽车和可再次生产的能源储存解决方案的普及。