本文来自微信公众号：阿尔法工场研究院（ID：alpworks），作者：滕宇，原文标题：《盐湖提锂两重性，不同站位的认知差》，头图来自：视觉中国
2021年即将收官，对于A股投资者而言，在这一年内见证了新能源行业“风光联动”、“拥硅为王”、“白色石油”等现象级投资主线。
新能源行业在A股市场高歌猛进，在场外市场，资本对新能源资源的争夺更为精彩。
近日，两大巨头宁德时代（300750.SZ）、赣锋锂业（002460.SZ）对千禧锂业的争夺终于尘埃落定。历经四个月后，最后时刻，美洲锂业斜刺里杀出，在付出了高达4亿美金的代价后，成功拿下这一标的。
折戟沉沙铁未销，宁德时代马不停蹄，转战“锂三角”之一的阿根廷富锂盐滩。据悉，宁德时代对此勘探布局已久。现实中商战争夺之激烈程度，并不亚于影视小说。
各路资本对锂资源的狂热追逐，其根本原因还是在于锂的紧缺。面对日益增长的需求，锂资源在未来存在着明显缺口，尤其是影响着新能源汽车这个大体量制造业的发展。
更为关键的是中国的锂资源并不丰厚，高品位的锂矿石十分缺乏。相较而言，中国盐湖资源更为充沛。
但中国的盐湖锂也有一个显著缺点——禀赋较差，镁元素过高。使得工业上需要通过繁杂技术，耗时耗力生产出成品。
故此，盐湖提锂方案一直被认为不经济、不科学、缺乏落地。
那么，锂资源如何纾困，便成为了中国新能源车产业发展最大的阻碍。是否存在着替代方案？是否存在着解决提锂问题的技术？
这是本篇报告试图解释的问题。
一、关键指标镁锂比
锂属于有色金属资源，而有色的研究，始终绕不开两个字：供需。
从供给来看，据USGS口径统计，截止2020年全球锂资源的探明矿产储量 2106万吨金属量、折合碳酸锂当量1.12亿吨。
资源分布上来看，南美锂三角区域（玻利维亚、智利、阿根廷）合计占比约58%，美国、澳洲分别占比9%和7%，中国锂资源总量全球第六，占比约6%。显而易见，中国的锂资源储量上并不占据优势。
那么，排名靠前的南美锂三角，凭借储量优势成为产量最大国，便是顺利成章之事？
实际情况并非如此，2020年，实际产量最大的国家是澳大利亚，占比达到48%。可是，观其储量与中国不相上下，远逊于南美锂三角区域。
这意味着，决定锂产量的不仅仅是储量。
通过进一步地分析，发现造成这种背离的原因主要有两个。
其一，是品位（氧化锂的含量）。澳洲矿石的品位普遍在1.4%左右，高于其它地区的矿石品位，Greenbushes的品位甚至可以达到2.10%。因此，澳大利亚锂矿石资源优异，锂产量更高。
其二，矿石提锂工艺较为成熟，易于开发，因此资源利用程度较高。与此相对应的是便是盐湖提离提锂流程和工艺更为复杂，因此锂资源利用程度远低于澳大利亚。显而易见，锂资源的种类决定了产量。
为方便理解，我们大体可以把全球锂资源分为两类，一类是盐湖卤水，一类是锂矿石，前者占据了大概60%的份额。
中国锂资源中盐湖卤水占据的比例更高，接近79%的份额。从地域上来看，青海和西藏占据了大部分的资源。
中国的盐湖相对于南美“锂三角”的盐湖资源禀赋更差。从全球盐湖提锂的产业发展来看，最成熟的地区为南美的智利和阿根廷，主要的资源地如 Atacama 盐湖、Hombre Muerto 盐湖等，代表性企业有智利矿业化工（SQM）、美国雅保公司（ALB）等。
中国储量最大的察尔汗盐湖镁锂比远远高于南美盐湖，锂离子含量明显低于南美盐湖。
要知道，镁锂比是决定锂资源优劣最核心的指标，而高镁锂比盐湖提锂，是盐湖资源利用的世界性难题。这使得中国盐湖在采用南美成熟的盐田浓缩沉淀法提锂时，分离难度大，锂损失率高，开发成本高。
因此，一直以来，业界对盐湖提锂的态度往往是否定超过肯定，质疑声不绝于耳，有关盐湖提锂到底值不值得开采的争论一直萦绕耳畔。
二、盐湖提锂势在必行
新能源替代是又一次工业革命，从小处着眼，是企业层面的竞争。大格局一面，是国家层面的博弈。
碳中和承载着人类持续发展的使命，新能源车是碳减少的重要一环。与此同时，在国家竞争的层面上，作为最终要的工业体系之一，汽车产业一直以来便承载着国家工业崛起的使命。
在中国政府的扶持下，中国锂电池行业的发展，从实现国产化的突破到成为全球霸主，完成了从政策扶持到市场竞争的转变，今天中国的锂电池四大材料，占据了全球50%以上的份额。
但在市场份额之外，却有一个短板——没有上游原材料的保证，下游即便积累再多优势也会面临卡脖子的境地。
在全球新能源汽车迎来需求爆发之际，锂作为未来的“白色石油”，其战略重要性已基本成为全球共识，世界各国纷纷将锂列入战略资源。
中国作为全球最大的锂消费国，对锂资源的掌控力却不容乐观。锂资源对外依存度高达72%，近年来自澳洲进口锂矿比例均超过90%以上。
而替代方案则更无从谈起，钠离子等技术受材料所限，能量密度比的天花板很难突破；氢能在未来相当长的一段时间内，也不具备经济性和必要性。毋庸置疑，锂在未来的一定时期内仍旧是最佳的动力电池技术。
想要维持锂电池的世界领头羊地位，对锂资源的开发势在必行。即便困难重重，盐湖提锂项目也必须上马。
制造业有一条规律，那便是需求倒逼产业技术升级。持续的资本投入，规模化量产有望大幅缩短认知过程。而其中的关键点，便在于提锂技术的发展。
三、吸附+膜法，提锂的金钥匙
盐湖提锂工艺包括前端卤水开采、中端富集分离，后端产品转化三个环节，工艺的差别主要体现在中端富集分离环节。
由于国内各个盐湖之间组分差异很大，针对中国锂资源情况工艺选择，需要遵循因湖制宜、因地制宜的原则。
经过多年的工艺摸索，逐步形成了吸附法、沉淀法、萃取法、电渗析、纳滤、电化学等多工艺并举、一湖一策的格局，通过技术革新，来弥补盐湖自然禀赋的缺陷。
整体而言，中低镁锂比以沉淀法为主，高镁锂比主要采用吸附和膜分离法。本篇报告主要讲解这三种技术路径。
沉淀法原理是利用太阳能、风能将盐湖卤水自然蒸发浓缩，经脱硼、除钙、除镁去除杂质后，在母液中加入混合物沉淀剂或盐析剂，使锂以沉淀物的形式分离。其过程是多次添加化合物进行化学反应，再过滤得到锂产品。
根据加入的试剂不同，沉淀法分为碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法、硼镁与硼锂共沉淀法等，其中成熟商业化的，主要是碳酸盐沉淀法，其关键试剂是石灰（氢氧化钙）和纯碱（碳酸钠）,前者能将镁离子分离，而后者能让锂离子以碳酸锂形式沉淀。
这个工艺的优点，是配套简单，资源消耗较少，成本低廉。缺点是需要的卤料品质优良，且阳光和风力俱佳，否则难以达到预期品质，此外，还有生产周期较长（需要12-18个月之久），产能弹性较差，一次性提锂存在困难的缺点。
符合条件的大多数位于南美三角的盐湖。国内沉淀法提锂的企业主要以西藏矿业为主，其坐拥的扎布耶盐湖锂资源禀赋，并不输于南美三角。
吸附法，是使用具有较强吸附能力的多孔性固体吸附剂，选择性的将锂吸附在固体表面，从而实现液体混合物中不同组分的分离，之后用洗脱剂将锂离子洗脱而形成锂离子溶液，再加入碳酸钠后沉淀形成碳酸锂。
简单理解这个工艺的特点，相当于将铁屑和其他颗粒物都放入一杯水中，然后将磁铁投入，拉起后发现磁铁沾满了铁屑。
提取铁屑的关键是磁铁。同理，吸附法的关键便是吸附剂的选择。目前比较成熟的是氢氧化铝基锂吸附剂。其优点是可以处理镁含量较高的盐湖卤水。可用于镁锂比500以上、锂含量12.5g/L以上的盐湖。
根据我国资源分布情况，两大盐湖镁锂比均超过500，故此具备极其广阔的应用场景。
不得不提的是，盐湖股份与科大制造旗下的蓝科锂业。通过采用吸附提锂+膜分离浓缩的耦合技术，近三年产销量维持在万吨级以上，是国内盐湖提锂企业中碳酸锂出货量最高的公司。
2021年随着产线陆续投入使用，工业级碳酸锂成本端下行至3.4万元/吨，并且已经具备3万吨/年的碳酸锂产能。依托国内大规模的的盐湖资源，未来产能扩产可期。
此外，吸附法使得碳酸锂的生产周期缩短至4-9个月，大幅提升了产能利用率，已经具备市场竞争力。
但这个方法有个明显的缺点——耗费大量的水资源。
对于缺少淡水供给的西藏、青海地区，这是一个现实层面的挑战，基建、设备、运输、管道都是需要解决的问题。并且大量的淡水使用会稀释原有卤料的浓度。目前，头部厂商均在尝试降低淡水使用量的技术方案。
膜分离产品主要应用于人居水处理、污水处理、市政供水、海水淡化、浓缩分离等应用领域。
在盐湖提锂应用的原理，就是当原料卤水通过纳滤膜时，锂、钠等一价离子透过膜，镁、钙等二价离子被纳滤膜隔离，从而实现了镁、锂离子分离的目的。
分离后得到低镁锂比的富锂卤水；随后反渗透膜通过分离低镁锂比的富锂卤水中的水和一价锂离子，形成富锂溶液，为后续提锂提供原料，最终得到电池级碳酸锂。
其过程可以理解为借助外力进行过滤，这个过程，有点类似于细沙筛选过程，先用粗网眼再用细网眼两遍筛制而得。
由于高矿化度、高盐度的盐湖卤水极易造成膜污染，一方面对膜的稳定性、耐酸碱性都提出了极高要求；另一方面纳滤膜、反渗透膜也成为提锂中重要耗材，盐湖提锂产能大增将为膜产业带来巨大的增量市场。
如何降低损耗率、提升膜材强度或是抗污染性仍是研发方向。
从产品分类来看，主要应用于盐湖的膜材料根据孔径范围可主要分为：微滤、超滤、纳滤、反渗透膜。
微滤、超滤膜基本可以国产化，但在反渗透膜及纳滤膜方面却严重依赖进口。三达膜、唯赛勃等国内企业与杜邦水处理（陶氏）、科氏、日本东丽、海德能、SUEZ（GE）等国际知名厂商直接竞争。
同上述企业相比，国内公司在资金规模、技术储备、行业经验以及品牌知名度等方面仍存在一定差距。2019年唯赛勃8英寸反渗透膜的市场占有率仅3%。
此外，主要原材料同样存在着进口依存度较高的问题。
以唯赛勃为例，在主要原材料中无纺布、聚乙烯和聚砜主要进口自国外知名化工企业，三类主要原材料进口金额占原材料采购总额的比例分别为39.93%、40.91%和43.20%。
但是，这种格局逐渐迎来了转机。
膜材料被列入当前国家重点发展的战略性新兴产业之一，在国家产业政策大力支持下，膜材料技术应用迎来快速发展。
随着技术逐渐成熟，膜材料及膜技术应用工艺的成本快速下降，使得膜材料分离技术的大规模产业化应用成为现实。
随着我国膜材料质量的不断提高和膜应用技术的不断成熟，成本优势使得进口替代趋势将日益显著，国产膜市场份额将不断增加。
四、结语
今年前三季度，世界各国新能源车产销两旺。中国、欧洲新能源车的渗透率甚至一度达到了20%，而每年全球汽车的销量在8000万辆以上，可想而知，新能源车的替代空间是多么的广阔。
未来长期来看，锂需求仍旧处于快速增长通道，叠加锂资源的战略地位，预计国内盐湖锂资源开发将加速。
据统计，国内盐湖提锂建成产能已达10万吨规模，盐湖提锂企业远期产能规划达到30万吨，未来有望占据全球锂供应的20%以上，成为全球锂供应端的重要组成部分。
目前在提锂赛道中，储量、技术、工艺方面的争夺异彩纷呈，淘汰、吞并时有发生。对于盐湖提锂的争议声音，也始终无法消弭。但这种争议，其实来自于层面站位不同，而产生的认知差异。
锂不得不提，但“石中榨油，沙里淘金”的生意，是否可持续，关键在于经济指标能否逐渐改善，这个过程，正是产业技术升级的作为空间。
本文来自微信公众号：阿尔法工场研究院（ID：alpworks），作者：滕宇