盐湖提锂的危害（美国加州兴起提锂热）

文/Alan Ohnsman

索尔顿海地区（Salton Sea）是世界上已知锂储量最大的地区之一，这里的锂足以为5,000多万辆电动汽车的电池提供数年的动力，但人们从未尝试过大规模地把这些锂从有毒的地热水中提取出来。

八月的一个炎热的下午，如果你在加州的索尔顿海东南部尘土飞扬的乡村道路上漫步，有两件事很快就会引起你的注意。

第一件事是，这片毗邻沙漠的“金州” (Golden State) 地区竟然是一个高产的农业区，遍布苜蓿和干草地，而这多亏了全美运河 (All American Canal) 带来的科罗拉多河 (Colorado River) 的河水。

第二件事是，这里荒凉的土地上还点缀着很多锈迹斑斑的蒸汽朋克建筑——这是一些地热发电厂，它们生产出的清洁电力足够为近7万户家庭供电。

这些工厂从沸腾的盐水中提取能量，并将这些盐水从地下8,000英尺处泵到地表。不过，这种热气腾腾的“火山炖汤”的好处不仅仅在于它的热量——索尔顿海的盐水也是世界上锂资源最丰富的地方之一。

锂是一种需求量很大的矿物，因为它被用于制造电动汽车电池。因为美国新近通过的《降低通胀法案》 (U.S. Inflation Reduction Act) 优先考虑在美国国内采购电动车电池所需的矿物，再加上加州计划在未来10年停止销售新型汽油车的新规定，对锂的需求只会愈发旺盛。

随着这种银白色金属的价格达到7万美元一吨，特斯拉首席执行官埃隆·马斯克最近将锂的开采形容为“印钞票的许可证”。

“我想再次敦促企业家们进入锂精炼行业，这是一个印钞票的许可证。”——特斯拉CEO埃隆·马斯克

伯克希尔哈撒韦能源公司 (Berkshire Hathaway Energy) 、Controlled Thermal公司和EnergySource Minerals公司——这三家公司认为他们知道如何从600度的盐水中提取锂。他们希望通过以一种比其他锂生产方式更环保的方式去除杂质，将盐水的内容提炼成电池制造商可以使用的锂元素。

根据这些公司的目标，其中两家公司希望在两年内开始商业化生产，到2027年，这三家公司的锂总产量将达到10万吨，足以为5,000多万辆电动汽车提供动力。这意味着，索尔顿海的盐水这种被视为公共卫生紧急事件的有毒水体可能价值60亿美元。

对于这个加州最贫穷的地区之一来说，锂开采也会成为就业和税收的一大来源，那里的家庭收入中位数比州平均水平低40%。对这一资源兴奋不已的加州政府已经对第一批2万吨索尔顿海锂矿设定了每吨400美元的征税标准，以帮助复苏这一极度贫困的地区。由于风从不断萎缩的海洋底部带来的有毒粉尘，该地区的居民还面临着肺病的高发病率。

对该州来说，这是一个双赢的局面。加州州长加文·纽森 (Gavin Newsom) 的办公室通过电子邮件告诉《福布斯》，该项目可以“为加速向清洁能源转型提供必要的资源，同时在当地社区创造新的就业机会和经济发展”。

EnergySource计划从地热发电厂喷出的火山盐水中提取锂、锌和锰。图源：ENERGYSOURCE MINERALS

但这个加州的“锂谷”要取得长足发展还存在一个障碍——从沸腾的热盐水中提取锂的技术尚未得到证实，并且这种盐水具有很强的腐蚀性，而且富含砷和铅等毒素。这让一些当地人感到紧张，担心自己会成为这一新产业的“试验田”。

专家表示，该地区可能需要很多年才能充分发挥其潜力，成为开采这种昂贵金属的最环保地区，毕竟这种金属对美国向电动汽车的过渡至关重要。

一家名为Lilac Solutions的公司发明了一种离子交换技术，可以将锂从各种盐水中分离出来，但该公司决定避免与索尔顿海过热的有毒盐水合作，因为这种盐水很难处理。除了管理600度的液体所带来的问题外，任何试图提取锂的人还必须确保盐水中的其他危险物质不会泄漏到我们呼吸的空气中。

Lilac Solutions的创始人兼首席执行官大卫·施耐德克 (David Snydacker) 说：“目前这一技术还存在着与高温和溶解在其中的材料（包括有毒材料）有关的挑战。”施耐德克习惯处理的是不含杂质或热量的盐水。“解决这些挑战对于将这些项目投入生产至关重要。”

01. 「锂矿界的沙特阿拉伯」

今天，大多数锂来自南美和澳大利亚，在那里，锂是通过淹没盐滩或通过硬岩开采获得的——在资源有限的地区，这些过程往往会过度消耗水供应，还会产生残渣，损害土地肥力，并降低地下水质量。

但在索尔顿海，富含锂的盐水已经被抽到地表，为11座地热发电厂提供动力。新的计划就是在那基础之上再进一步——从盐水中提取锂和其他高价值矿物，然后把它们送回到几千英尺深的地下。

倡导者表示，从盐水中提取锂将更加环保，因为这是一个由无碳地热能驱动的闭环过程，完全避免了传统的采矿技术。伯克希尔哈撒韦能源公司、Controlled Thermal和EnergySource Minerals都在测试他们自己专有的化学分离工艺，即通过一个过滤阶段将盐水中的锂脱离出来，同时把其他有毒化学品留在原溶液中。在理想情况下，这些盐水甚至永远不会暴露在地面上的空气中。

炎热和干旱正在导致索尔顿海水蒸发，暴露出它的盐湖床，并在干燥时产生有毒的灰尘，随风飘散。图源：Alan Ohnsman for Forbes

据美国政府估计，一旦扩大规模，该锂谷有朝一日每年可以供应60万吨锂。

“它可能是世界上最大的10个锂矿床之一。”加州大学河滨分校的地质学家迈克尔·麦基本 (Michael McKibben) 说，他花了很多时间研究索尔顿海的金属生产潜力。据他估计，索尔顿海的锂储量几乎相当于玻利维亚和智利最大的锂矿储量的总和，达到3,200万吨。

在最近的新闻报道中，从索尔顿海蕴藏的锂元素里寻找财富被称为新的“淘金热”。今年年初，纽森在与美国总统拜登的一次圆桌会议上说，这就是“我们所说的锂矿界的沙特阿拉伯”。

为了充分利用索尔顿海的潜力，该州在过去五年中向伯克希尔哈撒韦公司、Controlled Thermal和EnergySource Minerals发放了约1,300万美元的资金，用于原型开采项目。

基准矿产情报 (Benchmark Mineral Intelligence) 公司首席执行官西蒙·摩尔斯 (Simon Moores) 表示：“锂行业迫切需要引入新的资源和新工艺才能进入21世纪，索尔顿海就是该行业有望取得成功的资源之一。”基准矿产情报公司是一家有影响力的分析机构，其对电动汽车电池原材料的全球来源和价格趋势的展望被投资者广泛关注。

但是，尽管Controlled Thermal、EnergySource和伯克希尔哈撒韦能源公司做出了乐观的预测，预计到2027年，这几家公司每年将生产总计10万吨的锂，但从地热盐水中获得高度精炼的锂在此之前从未在工业规模上实现过。

摩尔斯说，锂谷的倡导者提出的产量水平在未来几年“极不可能实现”，因为锂的提取过程非常复杂。他的公司位于伦敦，致力于追踪电池行业所需的金属。

该公司认为，要达到上述三家公司所声称的数量可能需要至少10年的时间，而估计到2030年，从索尔顿海盐水中提取的锂最多只有3万吨。

“在这些事情上，我发现经营者和金融家倾向于高估短期效益，但低估长期效益。”摩尔斯说。

02. 「从没有人这样做过」

当你驾车环索尔顿海行驶时，你可以看到地下盐水的腐蚀性。这种超级高温的盐水可以腐蚀钢铁和水泥，使该地区的发电厂迅速生锈，也使它们看起来比实际情况更陈旧、更破旧。

随着盐水的侵蚀，这些工业基地需要不断翻新和重新粉刷，看起来就像从沙漠的阴霾中浮现出来的蒸汽朋克雕塑。

EnergySource Minerals正在加州尼兰附近的John Featherstone地热发电厂附近建造第一座锂加工设施。图源：ALAN OHNSMAN FORBES

在EnergySource未来的锂加工厂旁边的一片尘土飞扬的土地上，在距离大海本身不到一英里地方有一片干泥堆，看起来就像微型火山。这些泥堆是该公司隔壁的地热发电厂所使用的地下系统的副产品，是由地下堆积的二氧化碳通过地下水位和土壤推向地面造成的。

在这块土地上，EnergySource正准备在10月份开始建设其锂加工设施，这也将是该地区的第一个锂加工设施。2024年建成后，它应该能够从连接的发电厂每分钟流出的7000加仑盐水中提取2万吨锂。

该公司首席执行官埃里克·斯波默 (Eric Spomer) 告诉《福布斯》，提炼锂元素的业务将耗资“数亿美元”，但他没有详细说明细节。

EnergySource今年5月从油田服务公司Schlumberger和锂电池开发商TechMet处获得了一笔未披露的投资，目前正在筹集完成该项目所需的资金，但斯波默拒绝透露该公司还需要多少资金。

他也认为这个项目远非一项简单的任务。他说：“以前还从没有人这样做过。”但他的信心来自于该公司自2016年以来在那里开展的一个试点项目，该项目获得了加州能源委员会 (California Energy Commission) 的250万美元拨款。

斯波默说，这项试验有助于“确保我们有一个可行的工艺，从而生产出有市场的锂产品，特别是电池级氢氧化锂，并具有商业可行性。”

EnergySource公司利用一项名为iLiAD的专利技术从盐水中提取锂，该公司称该技术是业内效率最高的。与伯克希尔哈撒韦和Controlled Thermal这两家公司不同，EnergySource还计划从盐水中提取锌和锰并出售。

斯波默说：“除非我们对自己的产品有足够的信心，否则我们不会轻易做出任何声明。”

Controlled Thermal公司首席执行官罗德·科尔韦尔 (Rod Colwell) 也持同样乐观的态度。“从地热盐水，甚至只是盐水中回收矿物这样的做法，在陶氏化学公司 (Dow Chemical) 已经开展了80年。科尔韦尔说，他的公司位于加州帝国县，目前正在在炎热、尘土飞扬的索尔顿海东南海岸的一个名为“地狱厨房” (Hell’s Kitchen) 的地方进行第一口测试井的试运营。

“地狱厨房”这个地名可以追溯到更早的一个时期，当时这个地区实际上是湖中的一个岛屿，但后来湖水退去，它变成了一个半岛。20世纪20年代，特立独行的当地企业家查尔斯·戴维斯 (Charles E. Davis) 在当时被称为穆莱特岛 (Mullett Island) 的这个地方经营着一家名为“地狱厨房”的咖啡馆兼舞厅。

到了现在，没有任何迹象可以让人联想到它丰富多彩的过去，也没有什么迹象可以表明它的远大未来。Controlled Thermal的工地对面是一座摇摇欲坠的老石屋和农田，旁边则是一条灌溉渠，由一座新建在测试井上的蒸汽塔和大约10个类似半卡车拖车的临时结构组成，这些装备正在处理从井中提取的盐水。去年年底，还有一座巨大的多层钻井平台临时耸立在上面，让这个地方看起来更加令人印象深刻。

但是，如果一切进展顺利，大约两年后，该地块就将出现一个高科技综合体，包括一个地热能源工厂和锂设备，类似于一座马斯克的特斯拉超级工厂。

在Controlled Thermal公司计划于明年在该地点开设一家发电厂后，科尔韦尔希望该项目的下一阶段能够生产2.5万吨碳酸锂，也就是电池制造商需要的锂矿的精炼形式，并于2024年开始商业运营。该公司打算稳步扩张，增加更多的地热井，最终达到每年7.5万吨的产量——科尔韦尔说，这项工作将耗资“数十亿美元”，但没有详细说明。

“我们唯一的优化方法就是运行它。”他说，并承认可能会遇到障碍，“毕竟你不能永远只是纸上谈兵。”

Controlled Thermal公司于2021年12月在一个叫“地狱厨房”的地方钻探了第一口测试井。图源：ALAN OHNSMAN FOR FORBES

索尔顿海三家锂生产商中的最后一家——伯克希尔哈撒韦能源公司也在测试其技术。最近，该公司在一座毗邻一家地热发电厂的土黄色两层工业建筑中开设了第一个锂提取测试设施。该设施的规模是其未来商业设施的十分之一，由美国能源部提供1,490万美元，加州能源委员会提供600万美元。

该公司目前在其10个索尔顿海周围的地热工厂的发电能力是EnergySource公司正在使用的单一设施的7倍，并可能成为最大的锂生产商，因为它打算从2026年开始加大生产。

伯克希尔哈撒韦能源公司拒绝参与本文报道。该公司负责政府关系的副总裁、加州锂谷委员会 (Lithium Valley Commission) 成员乔纳森·韦斯加尔 (Jonathan Weisgall) 也没有回复记者的多次置评请求。

在加州这个干旱、贫穷的地区，人们对过去的发展感到失望，而锂矿的开发又给这里带来了希望——以及对金钱和工作的期待。

索尔顿海是该州最大的内陆水域，位于棕榈泉 (Palm Springs) 东南约一小时车程的地方，距离一年一度的科切拉 (Coachella) 音乐节举办地也不远。从20世纪20年代到60年代，这里一直是一个价格实惠的家庭度假胜地，以快艇比赛而闻名，曾经到处都是汽车旅馆、餐厅和露营地。

据《圣地亚哥联合论坛报》报道，在鼎盛时期，“索尔顿海岸”吸引的游客甚至超过了约塞米蒂国家公园 (Yosemite National Park) 。但随着当地农场的化学品径流使海水变得有毒，旅游业逐渐衰落。污染还使鱼类数量锐减，威胁到它作为候鸟主要中转站的地位。

如今，除了孟买海滩 (Bombay Beach) 的一个拖车公园艺术家聚集地和一个叫“石板城” (Slab City) 的靠近地热田的露营社区，索尔顿海旅游业辉煌时期的遗迹基本上已经变成了鬼城。现在的居民住在拖车和半永久性的房子里，没有电网，共享一个用泉水灌溉的社区淋浴。

该地区的家庭收入中位数为46222美元，比该州平均水平低40%，贫困率为18%。来自湖上干燥的盐碱地的有毒灰尘也与当地人的哮喘、过敏和肺部疾病的高发率有关，尤其是那些生活在锂矿生产基地南端附近的人。

一些居民希望，锂的开采将为这个地区带来这里亟需的就业和投资，但他们也担心，工业活动的增加可能会加剧当地的污染问题，特别是如果在提取过程中会释放出盐水中的毒素。

Lilac公司的施耐德克指出，在不向空气中释放盐水毒素的情况下提取锂确实存在技术上的挑战。他说：“你需要一种方法来处理这些危险物质，并把所有副产品都重新埋入地下。如果你不能把它们都重新注入地下，你的项目就不能成立。”

“我们从这些公司那里听到的都是，‘对我们来说，提取锂很容易。’”该湖北岸的帕特里夏·利尔-古铁雷斯 (Patricia Leal-Gutierrez) 说，她在索尔顿海地区的当地组织工作，一生都生活在东科切拉山谷。“但是对于包括我自己在内的许多社区成员来说，我们知道这么做会产生意想不到的后果。”

“5年、10年、20年后，谁来为这些意外的公共健康后果买单？”她说，“因为当到了那个地步，通常就已经来不及回应了，负担就落在了社区身上。我们必须尽早采取行动，制定解决未来意外后果的方法。”

这种特殊的担忧是有历史渊源的。Simbol是第一家计划从索尔顿海的地热盐水中提取锂的公司，但它在2015年失败了——就在前一年，该公司拒绝了马斯克的特斯拉公司3.25亿美元的收购要约。

利尔-古铁雷斯的观点也在8月下旬的《沙漠太阳报》 (The Desert Sun) 的一篇评论文章中得到了呼应——文中，另外两名当地妇女也对从地热盐水中提取锂的新技术提出了担忧。

“我们拒绝成为气候变化项目的试验区，这些项目的益处未经证实，对环境的影响也未知，比如锂提取。”在索尔顿市居住了29年的塞西莉亚·朵拉·阿门塔 (Cecilia Dora Armenta) 和患有哮喘的两个孩子的母亲伊丽莎白·杰米 (Elizabeth Jaime) 写道，“我们担心，对决策者来说，锂开发带来的利润比我们的健康更重要。”

EnergySource的斯波默表示，该公司正试图让当地人参与其中，举行公开会议，并讨论最近提交给该州的一份环境影响报告。“但是很少有人来。”他说。从那以后，该公司一直在分发信息包，并对举办更多活动持开放态度，“我们很乐意带他们四处看看，告诉他们我们在做什么。”

03.打造「锂闭环」

加州并不是美国唯一一个拥有丰富锂矿潜力的州。邻近的内华达州在塞克山口附近也有大量的矿藏，但从这种来源获得锂金属需要用酸从含有这种物质的粘土中把它浸出。这么做不仅可能对环境造成破坏，而且还遭到了当地尤特-肖肖尼部落 (Paiute-Shoshone Tribe) 成员的反对，他们认为该地区是神圣的，因为这里曾发生过大屠杀。

索尔顿海的锂开采则可以避免采矿和过度用水的有害影响，这正是通用汽车公司希望与Controlled Thermal合作，并已向该公司投资了一笔未披露的资金的一个关键原因。

通用汽车电气化战略和电池工程负责人蒂莫西·格雷维 (Timothy Grewe) 表示，该地区的“直接锂提取”避免了南美洲使用的池塘和硬岩开采产生的尾矿，使其成为了“一个闭环系统”，“这是一条成本低得多的供应链。”

索尔顿海的孟买海滩和Slab City是该地区的两个远离电网的社区。图源：RICHARD CUMMINS / ALAMY

尽管如此，这家汽车制造商仍然知道当中还存在一些障碍。“你必须面对大批量生产的现实。”格雷维说。“直接提取锂的资本化成本到底有多高？当盐水发生变化并以不同的火山盐水出现时，会发生什么？”

他的问题不太可能在几年内随着产量的增加而得到解答。

但这并没有阻止Controlled Thermal寻找其他客户：除了通用汽车，它还与Stellantis集团达成了一项协议，将锂出售给其电动汽车业务。科尔韦尔还表示，他经常前往亚洲与韩国和日本的电池公司会面，并希望这些公司最终能在索尔顿海地区附近进行阴极生产。他说：“这在商业和环境上都是合理的。”

到目前为止，唯一一家表示计划加入锂电池运营的电池公司是欧洲初创公司Statevolt。该公司今年4月表示，将斥资40亿美元兴建一座规模庞大的工厂，并从Controlled Thermal公司采购锂。Statevolt没有回应有关该工厂可能何时开放以及已获得多少资金的详细信息。

但目前，Redwood Materials等公司还没有从索尔顿海地区采购锂的计划。Redwood Materials从电池和电子产品中回收金属，并准备在内华达州的一家新工厂生产电动汽车电池的锂阴极。该公司的首席执行官、特斯拉联合创始人JB Straubel则拒绝就他对索尔顿海锂的预期发表评论。

今年4月，在加州大学河滨分校 (UC Riverside) 主办的一个公共论坛上，伯克希尔公司的韦斯加尔还就索尔顿海的锂开采发展表达了谨慎的态度。从地热盐水中提取锂“已经在实验室中完成，但升级到演示还需要努力。从演示到商业推广更需要大量工作。”

“这不是炼金术，因为锂就在那里。”韦斯加尔说，“但我们必须以正确的方式来做这件事。”

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