摘要:雪佛龙和哈里伯顿公司今年夏天宣布了在东得克萨斯州的项目。埃克森公司在阿肯色州的边境地区拥有区块。斯马科弗锂业是一家由一家挪威石油巨头和一家加拿大矿商联合成立的公司,该公司在 9 月下旬宣布,在其位于得克萨斯州的矿区深处(在一个被称为斯马科弗组地层的巨大卤水矿床
大型石油公司再次在东得克萨斯州进行钻探,但这次并非是为了开采石油。这一次,他们的目标是寻找锂元素以及用于电池和其他领域的稀有元素。
雪佛龙和哈里伯顿公司今年夏天宣布了在东得克萨斯州的项目。埃克森公司在阿肯色州的边境地区拥有区块。斯马科弗锂业是一家由一家挪威石油巨头和一家加拿大矿商联合成立的公司,该公司在 9 月下旬宣布,在其位于得克萨斯州的矿区深处(在一个被称为斯马科弗组地层的巨大卤水矿床中)发现了北美有史以来锂含量最高的液体。
“这正处于发展的有利时机,”杰米·梁说道。他是前华尔街银行家,也是位于休斯敦的锂资源初创企业“TerraVolta”的创始人。该公司正在斯马科弗利用联邦资金建设一座锂精炼厂。“有着巨大的增长潜力。”
锂矿开采是得克萨斯州正在兴起的几种矿产行业之一,这是联邦政府为迅速推动美国在先进制造业(如电池、太阳能电池、风力涡轮机、微芯片和巡航导弹等)所需材料的生产而采取的广泛举措的一部分。
与中国的竞争给这一努力带来了压力。今年大部分时间里,全球最大的两个经济体一直处于贸易紧张状态——而大部分的不满都与用于科技产品的矿产有关。本月,中国宣布对关键矿产产品(包括锂电池组件)实施新的出口管制。特朗普总统在社交媒体上发文称中国“态度非常强硬”,并威胁要对关键软件实施出口管制,并对从中国进口的商品加征 100%的关税。
在德克萨肯纳附近,锂资源的开采工作得到了联邦政府的大力支持。梁先生的TerraVolta公司在 2024 年获得了美国能源部 2.25 亿美元的资助,用于其锂精炼厂项目。今年,该项目已被选中进行快速审批程序的审查。
它会从斯马科弗地区抽取富含金属且盐度极高的天然液体,提取出锂和其他矿物质,然后将剩余的液体重新注入地下。该地区还计划建设至少两座其他锂矿提炼厂,而且多家公司已租赁了数万英亩的土地用于钻探。只要锂价保持坚挺,可能会有更多的项目跟进。
梁先生表示:“届时将会有大规模的基础设施建设。” “你们将要钻井。这就需要那些服务公司。还需要铺设管道。”
在得克萨斯州的其他地方,计划在El Paso附近建设一座矿山,用于开采用于电动机磁铁的稀有金属。在墨西哥湾沿岸的乡村地区,国防部已投入近 3 亿美元用于一项项目,该项目将对诸如钐(用于喷气发动机、制导弹药和隐形技术)等稀有金属进行加工。从休斯敦的石化园区到二叠盆地,一系列新成立的企业、大型石油公司和矿业巨头都打算从工业废料(如煤灰、废弃电子设备、矿渣和油田废水)中回收矿物质,以期加快美国的矿产供应。
目前,美国仅少量生产这些原材料。而中国则全面掌控着全球的生产链,这是经过数十年投资才实现的,这种主导地位引发了美国国家安全方面的担忧以及金融风险。
美国目前仅有一座在运营的锂矿,位于内华达州。另外一座由政府支持的锂矿预计将于 2027 年开始生产。该国仅有一家锂精炼厂,位于得克萨斯州的墨西哥湾沿岸。
“我们对中国的依赖程度实在令人无法接受,”美国能源部高级研究项目局的前项目主管道格拉斯·威克斯说道。这引发了这样的担忧:一旦发生冲突,美国可能会被切断关键的供应链。
威克斯表示,这就是联邦机构如此积极努力追赶并推动美国矿业发展的主要原因。由于地缘政治紧张局势导致全球化的商业活动受到限制,美国政府希望在开采资源的较量中挑战中国的垄断地位。
“我认为美国的工业生产能力能够超过他们,”今年已退休的威克斯说道。美国“拥有实现这一目标所需的资源。”
然而,美国不得不应对中国庞大的经济体。在中国,政府掌控着关键产业,并提供补贴、优惠的金融政策以及其他市场支持。不过,威克斯表示,美国知道如何迅速行动。只需想想美国石油和天然气行业近期的发展情况。在页岩革命中,技术革新和放宽的环保标准使美国在短短十多年内从全球最大的石油和天然气进口国转变为主要出口国。威克斯相信,美国能够再次实现转型。
在 2023 年,拜登政府下令五角大楼要建立独立于中国的矿产供应体系。自那时起,数十亿美元资金流向了全美各地的采矿和加工项目,引发了大批勘探者和企业家蜂拥而至,他们希望能凭借联邦拨款获利。
威斯克说:“如今,在得克萨斯州正掀起一股热潮,人们纷纷提出这样的疑问:‘除了石油和天然气之外,地下还可能蕴藏着其他什么资源吗?’”
在得克萨斯州西部的沙漠地区,一家名为得克萨斯矿产资源公司(TMRC)的企业计划在一块 950 英亩的Round Top矿区开采稀有稀土元素。该公司于 2015 年获得了其首个国防部合同。今年 1 月,该公司宣布取得“重大突破”,成功生产出一种高纯度的镝元素样品,这种元素用于半导体和电动汽车电机。
这些稀有元素其实并不难找到。它们遍布全球,但其含量极低,要大量提取出来需要付出巨大的努力,并且还会产生大量的废弃物。
TMRC 曾表示每天将破碎 2 万吨岩石。这些岩石随后会在稀释酸液形成的水池中浸泡一个月,并经过一系列电磁处理过程来分离和筛选出这些备受追捧的矿物质。据 TMRC 称,这些岩石中含有 15 种稀土元素以及其他金属,包括锂、镓、铪、锆和铍。
根据 TMRC 于 2019 年发布的经济评估报告,一些加工副产品“预计将具有危险废物的特征”,并且“这些废弃物可能含有天然放射性物质”。报告指出“矿场运营及矿渣储存可能会对水质造成潜在影响”。这些矿场位于哈得斯佩斯县,该县约有 3400 人口,这一数据来自最新的人口普查。
然而,金融分析师已对 TMRC 的生存能力提出了警告,因为有报道称其出现财政赤字且收入不足。据分析师报告,7 月份时 TMRC 遭遇了“严重的资金流动性危机”。
Round Top矿场并非个例。据得克萨斯大学奥斯汀分校经济地质学研究所的地质学家布伦特·埃利奥特称,在TMRC公司陷入困境之际,其他矿商可能会接手。埃利奥特表示:“得克萨斯州西部有许多像Round Top这样的火成岩矿藏可供勘探。”他还指出,最近对该地区的调查“发现了一些热矿点,我将前往进行勘查。”
霍利迪·奥布赖恩是得克萨斯大学的一名 22 岁博士生,她计划从事矿业工作。在最近于奥斯汀举行的关于矿产行业的会议上,她指出,大多数与新技术相关的采矿活动都发生在遥远的国家,这些国家往往有着较低的环境标准和执法力度。美国在开采领域的迅猛投资应当与它将支持的清洁创新相联系。采矿作业将会改变地貌——尤其是随着特朗普政府削减对联邦土地的监管规定,这种情况会更加明显——而且她表示,对于争夺稀土资源的竞争所要求做出的妥协,没有人应该感到惊讶。
“要让这些技术发挥作用,就必须进行相应的提取工作。”她说道。“在绿色能源转型的时代,这对于那些试图保护环境的人来说却并非易事。”
美国矿业的损失在 1990 年之前,美国在世界矿产市场中占据主导地位。但在这十年间,美国国内的矿产产量有所下降,部分原因是国内环保措施的加强以及国外低成本的生产机会的吸引。21 世纪中期出现的新产业和新产品——比如智能手机和特斯拉汽车——促使人们重新思考美国的经济状况和未来需求。采矿业已错失了这一机遇。
莱斯大学贝克公共政策研究所能源、矿产与材料领域的研究员米歇尔·米科特·福斯表示:“人们开始思考,要想制造电动汽车之类的产品,究竟需要具备哪些条件。” “我们这才意识到,哎呀,我们根本就没有生产这些东西的能力。”
她说:“近年来,人们逐渐明白,中国已经投入资源并发展了一个具有战略意义的市场。” 第一届特朗普政府在其执政的第一年就将矿产生产视为国家安全问题。
2017 年特朗普签署的一项行政命令中规定了一项联邦指令,即“确保关键矿产供应安全可靠的联邦战略”。2018 年,有 35 种矿产被认定为“关键矿产”,因为它们对于脆弱的供应链和重要的经济功能至关重要。
在拜登政府执政期间,对矿产行业的联邦资金投入大幅增加。2021 年的《两党基础设施法案》以及 2022 年的《通胀削减法案》为全美各地的项目注入了数十亿美元资金。值得注意的是,2023 年的《国防授权法案》要求军方在四年内从其生产流程中移除并替换中国加工的矿产,这引发了重建复杂供应链的竞赛。
在 2024 年不断加剧的贸易紧张局势背景下,中国禁止向美国出口几种关键矿产。
特朗普政府的第二任期迄今已向矿产行业拨款数十亿美元,开放了联邦土地用于采矿勘探,为某些项目加快了审批流程,并对来自超过 90 个国家的进口商品征收关税。中国则以对 17 种用于军事制造的矿产实施出口管制作为回应。
位于西点军事学院的现代战争研究所称此为“对美国国防工业基础的一记警告性打击”。
美国能够填补这一缺口吗?莱斯大学的福斯表示,这并非易事。随着美国矿业行业的衰落,其人才、专业知识以及人才储备体系也随之消逝。“没人对此有任何了解,”福斯说道。
“就连这些机构内部也再没有优秀的冶金专家了……除了在美国地质调查局的内部还有几位。”
美国要想在全球矿产市场中占据一席之地,就必须发展除矿山业务之外的其他产业。它需要中游和下游产业来对开采所得或原材料进行加工,否则这些原材料将不得不运往中国,因为中国在这方面有着成熟的加工能力。
稀土元素是用于电力电机和发电机的先进磁体的关键成分。根据美国能源部下属国家可再生能源实验室 2023 年的一份报告,每一兆瓦的装机容量,风力涡轮机就需要 180 千克的钕、17 千克的镝和 7 千克的铽。
值得注意的是,美国首家大型锂矿提炼厂由电动汽车制造商特斯拉公司所有,该厂位于得克萨斯州的科珀斯克里斯蒂附近。
特斯拉的工厂于去年 12 月投入运营,从加拿大唯一的锂矿进口矿石,对其进行加工以制成电池级材料。该工厂最终每天将使用 800 万加仑的水。考虑到那里水资源短缺的情况,这可能颇具挑战性。
在特斯拉提炼厂以北约 70 英里处,还有一家稀土加工工厂,这是由澳大利亚矿业公司莱纳斯与美国国防部合作建设的项目。
自 2021 年以来,美国国防部已向莱纳斯稀土有限公司在圣安东尼奥湾岸边的Seadrift 镇附近建设加工设施的计划投入了 2.88 亿美元。如果该项目得以完成,这家矿业公司将负责运营该国首个用于提取钐等元素的加工设施。这些元素被用于航天器、卫星、导弹制导系统、隐形飞机和电子战技术中的超高温磁体中。
但又出现了一个与水资源问题相关的难题。据 2023 年 11 月的一份环境影响评估草案显示,莱纳斯公司计划通过附近一家陶氏化学工厂现有的污水处理系统来排放废水。同月,得克萨斯州的环境监管机构为陶氏化学公司发布了一份废水许可修订草案,该修订将使其其中一个排放口的日排放量从 1700 万加仑增加到 4200 万加仑。
这份许可证修订草案并未提及莱纳斯公司以及每日排放量突然增加的原因。
78 岁的黛安·威尔逊是Seadrift 镇的一位环保活动家,她与陶氏公司斗争了数十年。她对许可证的修订提出了质疑,质疑陶氏公司此举的必要性。陶氏公司现有的许可证允许其在废水排放中使用约 80 种有害化学物质和金属。
令她惊讶的是,陶氏化学公司于今年 2 月撤回了申请,而就在不久前,州监管机构已建议对威尔逊的请求进行审议。
威尔逊谈到陶氏化学公司和那家矿业公司时说:“他们显然不想让我们去参加听证会。” “这里面确实存在着一种隐秘的因素。”
两个月后,莱纳斯公司宣布其项目因“废水处理难题”而面临成本上升的问题,相关报道援引了这一消息。8 月,其年度业绩报告指出:“对于位于得克萨斯州Seadrift 镇的重稀土加工设施的建设能否推进以及若推进的话将以何种形式推进,存在很大的不确定性。”
就在那时,威尔逊表示她推测莱纳斯公司矿业项目可能是该许可申请的幕后推手。
莱纳斯公司和陶氏化学公司均未回应置评请求。
废弃物中的矿物质在休斯敦工业区的核心地带,另一家澳大利亚公司——Metallium公司于 8 月宣布,已租得一处完全符合规定的场地,用于建设一座全新的设施,以从工业和电子废弃物中提取矿物质。
许多在中国开采或提炼的关键矿产最终会以废弃的消费电子产品的形式被运至美国的垃圾填埋场。金属元素公司计划利用莱斯大学研发的闪蒸加热技术来收集这些废弃材料,并从中提取出多种元素。该设施计划于 2026 年投入运营。
其他公司也在探索从旧工业废料中提取关键矿物,这些废料包括煤灰、矿渣以及沿海氧化铝加工厂几十年来堆积的红泥残渣。在圣安东尼奥的一个试点项目中,他们正在从甲烷气体中提取石墨这种矿物质。
在那些富含矿物质且含有有毒物质的矿井废水大量涌出的地方,也逐渐形成了一个小型的创业生态系统。
“我们基本上可以把一口油井改造成一个小型矿井。”位于圣安东尼奥的一家初创企业Maverick金属公司的联合创始人杰西·埃文斯说道。
今年,Maverick公司开始生产一种专有化学物质。在水力压裂过程中,这种化学物质以高压形式被注入新钻的油井中,以溶解那些从地下涌出、呈棕色泡沫状、被称为“产出水”的富含金属的岩石。
Maverick公司拥有相关工艺、设备和化学物质,能够从这些废水里提取金属。埃文斯表示,该领域的大多数初创企业都专注于锂的提取。但他也指出,油田废水中还含有铂、钯和金等微量其他金属,这些金属的提取也有可观的商业价值。
“锂电领域之所以如此艰难,是因为要与中国展开竞争。”他说道。
一些中国企业实现了从矿山到工厂的全产业链整合,比如全球最大的电池制造商——宁德时代股份有限公司。此外,中国企业还面临着较为宽松的环保限制、更低的劳动力成本以及较少的媒体监督。至关重要的是,中国国有经济能够迅速组织生产激增以降低价格并打压竞争——而其国有企业的亏损运营时间甚至可以长达数月甚至数年。
“我们遵循资本主义的规则行事,但针对他们却适用着另一套规则。”得克萨斯大学奥斯汀分校的副教授马雷克·洛克梅利斯说道,他每年都会组织一次有关关键矿产的研讨会。
锂的希望除了对大量水资源的需求之外,锂矿开采的进程还面临着环境和技术方面的挑战。在得克萨斯州,企业计划采用的锂矿开采方法在全球任何地方的商业应用规模上都尚未有过先例。
传统的硬岩矿场需要进行石料破碎和研磨作业,而斯马科弗地层则含有富含金属的盐水,这使得开采过程能够更加迅速。
洛克梅利斯说:“如果直接从卤水中提取,那么基本上就可以省去那个需要大量能源的矿物加工环节了。”
现有的锂盐开采项目,包括位于内华达州的银峰锂矿(这是该国唯一仍在运营的锂矿),会将液体置于水池中经过 18 个月的蒸发过程来浓缩矿物质。但得克萨斯州的项目计划采用新的方法,在几天内就能提取金属。
这些方法所需的淡水量远少于硬岩矿或蒸发矿,但仍会从浅层含水层抽取大量水源。特拉华州水资源项目负责人、非营利组织“环境保护基金”的维纳斯·普伊格-威廉姆斯表示,尽管东得克萨斯州的水资源看似充足,但受锂矿开采影响的地区却没有地下水保护区来管理或追踪取水量。
“目前并没有任何机构在负责管理这些新鲜地下水的开采工作。”她说道。“这令人担忧,因为没有进行监督。”
位于奥斯汀的一家锂资源初创企业EnergyX计划采用一种名为“专有锂选择性吸附剂、膜和萃取剂”的工艺,该工艺“能够实现更快、更清洁且成本更低的锂提取”。该企业的创始人泰格·伊根如是说道。
伊根表示,这一过程每生产一吨锂大约会消耗 6600 加仑的淡水,这与传统的蒸发法相比只是极小的一部分用量。
9 月,EnergyX 公司宣布在特拉克纳市选定了一处场地作为其示范工厂的所在地,该公司计划于明年年初开始运营该工厂。这家由汽车制造商通用汽车支持的公司拥有 330 英亩相邻土地,计划在此建设一座商业规模的提炼厂。到 2030 年,将有四个装置投入运行,实现每年 5 万吨的产量。
埃根表示:“得克萨斯州——尤其是斯马科弗地区——正迅速成为美国锂产业的核心枢纽之一。我们相信,在未来十年内,斯马科弗地区将成为美国国内锂资源的最大供应地。”
他的预测基于对锂价大幅上涨的乐观预期,不过这其中也存在一定的不确定性因素。
与中国的贸易战可能会重创美国的电池行业。技术的进步使得使用更少锂的更小型电池成为可能,这可能会抑制需求。回收技术的迅速发展也可能减少对锂生产的需要。科学家们正在研发新的储能设计,这最终可能会使锂电池像 CD 播放器和 USB 存储卡一样,成为被淘汰的产品。
埃根并未因此而放弃。他坚信得克萨斯州东北部将逐渐发展成为一个成熟的锂资源中心,届时上游的卤水生产将与下游的精炼环节直接实现整合。
他说:“该地区具备成为全球标杆的潜力。正如石油和天然气行业塑造了该地区的过去一样,锂元素也有助于定义其未来。”
资料来源:From Oil to Lithium: Texas's Next Energy Revolution | OilPrice.com
来源:非凡说能源
