你有沒有想過,為什么美國一邊急著想減少對智利和阿根廷的鋰進(jìn)口依賴,一邊卻遲遲沒有在國內(nèi)大規(guī)模開挖新礦?最近發(fā)表在《通訊-地球與環(huán)境》上的一項(xiàng)研究,給了一個讓人有點(diǎn)意外、卻又合情合理的答案——因?yàn)樗赡芨静粔蛴谩Q芯咳藛T發(fā)現(xiàn),美國大多數(shù)擬建的鋰礦項(xiàng)目,正好都踩在容易干旱的地帶上,而鋰礦開采又是個超級用水大戶,這雙重壓力一下子把“靠自己”這條路變得無比艱難。這個發(fā)現(xiàn)不但沒有讓事情變得更明朗,反而把清潔能源轉(zhuǎn)型中一個少有人討論的矛盾推到了臺前:想要生產(chǎn)更多的電動車電池,就可能要先解決好水的問題。
這項(xiàng)研究的核心人物,是美國西北大學(xué)的化學(xué)與生物工程教授、工程可持續(xù)性與韌性中心主任詹妮弗·鄧恩。她和團(tuán)隊(duì)把目光投向了美國鋰礦擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃背后的一個隱形瓶頸——水資源。鄧恩在郵件中告訴Live Science,氣候變化下未來的可用水量,可能會直接限制新鋰礦能不能獲得足夠的水來維持運(yùn)轉(zhuǎn)。她說的并不是遙遠(yuǎn)的假設(shè),而是基于對現(xiàn)有規(guī)劃、氣候趨勢和水文條件的交叉分析。這個警告之所以沉重,是因?yàn)槊绹F(xiàn)在的鋰供應(yīng)有超過一半依賴從智利和阿根廷進(jìn)口,一旦國內(nèi)開采跟不上,這種依賴不僅減不下來,反而可能在未來幾十年里被越鎖越死。
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說到鋰,你可能首先想到的是手機(jī)電池,或者那輛剛剛充滿電的電動汽車。鋰之所以在電池領(lǐng)域幾乎無可替代,很大程度上得益于它同時具備高能量密度和極輕的重量這兩個優(yōu)點(diǎn)。簡單理解就是,同樣容量的電池,用鋰來做會比用其他金屬更小巧、更輕便,這讓它在電動汽車和大型儲能電站里成了當(dāng)紅主角。但它的“出身”卻并不像它的外表那樣輕盈——從地底下把鋰請出來,需要消耗大量的水。無論是從鹽湖鹵水里提,還是從一種叫偉晶巖的石頭里磨,整個過程都離不開水的深度參與。
如果單看美國現(xiàn)在的鋰礦版圖,你可能會有種“這不該缺鋰啊”的錯覺。根據(jù)鄧恩團(tuán)隊(duì)在研究中援引的行業(yè)信息,美國政府和企業(yè)正摩拳擦掌,計(jì)劃在全國新開至少115個鋰礦。但現(xiàn)實(shí)是,目前全國正在運(yùn)轉(zhuǎn)的鋰礦只有一個,位于內(nèi)華達(dá)州。大量的計(jì)劃還躺在圖紙上,而且最接近動工的那一批——也就是處于高級開發(fā)階段的22個擬建項(xiàng)目——剛好都扎堆在美國西部。而美國西部,恰好又是全國水資源最緊張、干旱最頻繁的區(qū)域,內(nèi)華達(dá)、亞利桑那和加利福尼亞這些名字,聽到水就讓人心里發(fā)緊。
這個重疊有多要命呢?科學(xué)家在分析中模擬了如果這些處于高級階段的鋰礦悉數(shù)上馬,水會怎么分配。結(jié)果發(fā)現(xiàn),它們不僅要和當(dāng)?shù)氐木用裼盟⑥r(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)搶水,各個礦之間還要互相搶,甚至還要和同一地區(qū)其他擬建的非鋰礦礦物開采項(xiàng)目賽跑搶水。這就好比一個本來就快見底的大水缸,突然涌進(jìn)來一群提著大桶的人,每個人都想舀走盡可能多的水,而缸的補(bǔ)給卻越來越少。你可能會覺得,鋰礦不是能促進(jìn)清潔能源嗎,用水不該優(yōu)先一點(diǎn)嗎?可在真實(shí)的水權(quán)分配系統(tǒng)里,并不會因?yàn)槟愕碾姵啬芡苿訙p碳,科羅拉多河就會為你多流一秒鐘。
那么,假設(shè)我們拼一把,讓這22個最接近現(xiàn)實(shí)的礦再加上現(xiàn)有的那個獨(dú)苗,全部順利運(yùn)轉(zhuǎn)到2050年,能填上美國自己的胃口嗎?鄧恩團(tuán)隊(duì)給出的數(shù)字讓人清醒:它們一年能生產(chǎn)出的鋰產(chǎn)品,鋰含量大約在0.14到0.25百萬噸之間。而另一個研究團(tuán)隊(duì)早些時候估算過,美國要想實(shí)現(xiàn)鋰資源自給自足,每年需要的鋰含量在0.83到1.9百萬噸之間。也就是說,即便最理想的產(chǎn)能翻個幾番,也就能覆蓋需求區(qū)間的零頭,缺口大得一眼看不到頭。
但這里的矛盾點(diǎn)還不止于“產(chǎn)量跟不上”,更棘手的是“產(chǎn)量即使想跟上,水也托不住”。鋰的開采之所以需要那么多水,跟它的提取方式直接相關(guān)。從地下抽上來的含鋰鹵水,通常會被泵入巨大的蒸發(fā)池,放在太陽底下暴曬幾個月甚至更久,讓水分自然蒸發(fā),留下越來越濃的含鋰鹽。這一蒸,可不是象征性地丟幾滴水,而是實(shí)打?qū)嵃驯揪透珊档貐^(qū)極其寶貴的水資源大量送回到大氣里,再也收不回來。如果是走礦石路線,比如從偉晶巖里取鋰,那就得先耗水把石頭碎成粉,再進(jìn)行一連串的浮選和化學(xué)浸出,每一道工序都離不開水來洗滌、冷卻和傳遞物料。所以在任何一種主流工藝?yán)铮疾皇桥浣牵墙^對的生產(chǎn)要素。
鄧恩的研究有一個很冷靜的視角,她沒有把問題簡單歸咎于“天太旱”或者“礦太耗水”,而是把二者疊加在時間軸上一起看。氣候變化正讓美國西部變得比以前更干更熱,極端干旱的頻率在升高,積雪量和地下水補(bǔ)給能力在下降。這就意味著,未來鋰礦爭奪的,不是一個恒定不變的水池,而是一個可能持續(xù)縮小的水源。一個耗水大戶,站在一片越來越干的土地上,又要和越來越多同樣在擴(kuò)張的行業(yè)搶水——這個畫面本身,就足夠讓人對“鋰自由”這件事重新掂量掂量了。
你可能會好奇,為什么不能換個地方開礦?可偏偏鋰礦不是隨便哪里都能挖到的。全球鋰資源高度集中在少數(shù)幾個國家和地區(qū),美國本土的優(yōu)質(zhì)鋰礦,大多就在西部鹽湖和巖石構(gòu)造里,移不走也搬不偏。況且新開一處礦需要經(jīng)過
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