Khi thế giới chuyển sang năng lượng sạch, Trung Quốc, Australia, Chile, Bolivia… có thể thành những siêu cường mới thay các đại gia dầu mỏ.

Sự chuyển đổi lần này sẽ mang lại thịnh vượng cho các quốc gia “siêu cường nguyên vật liệu xanh”, với trữ lượng lớn 7 kim loại vô cùng thiết yếu trong tương lai, và một trong số đó chính là Lithium!

Vậy Lithium là gì? Khai thác như thế nào? Tại sao giá Lithium liên tục tăng cao?

1/ Lithium là gì? Được sử dụng làm gì?

Lithium là một kim loại mềm có màu trắng bạc thuộc nhóm kim loại kiềm, ký hiệu hóa học là Li. Trong điều kiện tiêu chuẩn, Lithium là kim loại nhẹ nhất và là nguyên tố rắn có mật độ thấp nhất.

Lithium chỉ chiếm khoảng 0,0007% lớp vỏ Trái Đất, và ta chỉ có thể tìm thấy nó trong các khoáng chất và muối.

Trữ lượng Lithium ước tính trên toàn thế giới là hơn 86 triệu tấn, trong đó hơn một nửa nguồn tài nguyên lithium trên trái đất được xác định nằm ở “tam giác lithium” Nam Mỹ, nhất là tập trung ở những hồ trên cao và những mỏ muối trắng bạc nằm giữa Chile, Argentina và Bolivia.

Trong những nơi có trữ lượng lithium lớn nhất là ở Bolivia, với trữ lượng khoảng 21 triệu tấn. Chile có trữ lượng 9,6 triệu tấn. Ngoài ra còn có các nhà cung cấp lớn khác như Úc, Argentina và Trung Quốc.

Với việc các nhà sản xuất ôtô chuyển sang xe điện, kim loại lithium để sản xuất pin điện được ví như “vàng trắng” của tương lai. Hợp chất Lithium carbonate chế tạo từ Lithium có giá trị kinh tế và chính trị tương đương với giá trị của nhiên liệu xăng trong thế kỷ 20.

Giống như nickel và cobalt, Lithium cho phép lưu trữ và vận chuyển điện, trở thành một vật liệu quan trọng trong sản xuất pin ô tô điện. Pin lithium mang lại hiệu suất hoạt động tốt, sạc nhanh và có khả năng chịu được nhiệt độ cao.

Nếu không có các hợp chất từ lithium, con người khó có thể chinh phục đáy biển hoặc vũ trụ. Trong năng lượng hạt nhân, lithium được sử dụng trong sản xuất chất làm mát cho các lò phản ứng.

Khi đốt cháy hợp chất chứa lithium, nguồn năng lượng được giải phóng lên đến 1000 Kcal, trong khi dầu hỏa thông thường chỉ tạo ra 2 Kcal. Vì lí do đó, các hợp chất lithium được kì vọng là chất oxy hóa tuyệt vời của nhiên liệu tên lửa.

Lithium cũng được sử dụng trong điện thoại, máy tính, sản xuất gốm sứ, dược phẩm. Ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp công nghệ cao như luyện kim, hàng không vũ trụ, hóa chất, năng lượng, quân sự…

2/ Khai thác lithium như thế nào? Trữ lượng và sản lượng khai thác Lithium trên thế giới.

Có khoảng 475.000 tấn lithium đã được khai thác và tinh chế vào năm 2021, trong đó Australia và Trung Quốc là 2 nhà sản xuất hàng đầu thế giới.

Hầu hết lithium được sản xuất thương mại từ việc khai thác các muối chứa lithium từ các bể chứa nước muối dưới lòng đất hoặc khai thác đá và khoáng chất chứa lithium. Sản xuất liti từ các nguồn đất sét dự kiến cũng ​​sẽ sớm trở nên khả thi về mặt thương mại.

Phần lớn lithium sản xuất ngày nay được chiết xuất từ ​​các hồ chứa nước muối được gọi là salars nằm ở các khu vực có độ cao cao của Bolivia, Argentina và Chile. Để chiết xuất liti từ nước muối, trước tiên nước giàu muối phải được bơm lên bề mặt vào một loạt các ao bốc hơi lớn, nơi diễn ra quá trình bốc hơi mặt trời trong nhiều tháng.

Khi clorua liti trong các ao bay hơi đạt đến nồng độ tối ưu, dung dịch được bơm đến nhà máy thu hồi, nơi chiết xuất và lọc loại bỏ bất kỳ boron hoặc magiê không mong muốn nào. Sau đó, nó được xử lý bằng natri cacbonat (tro soda), làm kết tủa liti cacbonat. Sau đó, liti cacbonat được lọc và làm khô. Nước muối dư thừa được bơm trở lại vào salar.

Lithi cacbonat là một loại bột trắng ổn định, là chất trung gian chính trên thị trường liti vì nó có thể được chuyển đổi thành các muối và hóa chất công nghiệp cụ thể, hoặc được chế biến thành kim loại liti nguyên chất.

Ngược lại với phương pháp chiết xuất từ ​​các hồ nước muối chứa lithium, thì phương pháp chiết xuất liti từ đá và khoáng chất chứa lithium như spodumene, lepidolit… đòi hỏi nhiều quy trình. Đây là cách khai thác tốn kém năng lượng và nguyên liệu hơn nhiều so với khai thác nước muối, mặc dù những khoáng chất này có hàm lượng lithium cao hơn nước mặn.

Trong số các khoáng chất, spodumene được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất lithium. Sau khi được khai thác, spodumene được nung nóng đến 2012 độ F và sau đó làm lạnh đến 149 độ F. Sau đó, nó được nghiền nhỏ và rang lại, lần này là với axit sulfuric đậm đặc.  Cuối cùng, natri cacbonat, hoặc tro soda, được thêm vào và kết quả là cacbonat liti được kết tinh, đun nóng, lọc và làm khô.

Hơn 80% lượng lithium thô trên thế giới được khai thác ở Úc, Chile và Trung Quốc. Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế IEA, Trung Quốc kiểm soát hơn một nửa quá trình xử lý và tinh chế lithium trên thế giới, đồng thời nắm 3/4 tổng lượng pin lithium-ion trên thế giới.

Trước “sức nóng” của lithium, ZiJin, tập đoàn sản xuất vàng, đồng và kẽm lớn bậc nhất Trung Quốc, vừa đầu tư 380 triệu USD để xây dựng nhà máy sản xuất lithium tại Argentina.

Zijin cũng mua Neo Lithium Corp của Canada. Đây chính là công ty điều hành dự án Tres Quebradas xây dựng nhà máy sản xuất lithium lớn tại tỉnh phía bắc Argentina, dự kiến đi vào hoạt động cuối năm 2023. Khi vận hành, nhà máy sẽ sản xuất 20.000 tấn lithium carbonate/năm.

Dữ liệu tính đến cuối tháng 10 năm 2021, ngoài việc khai thác, các công ty Trung Quốc đã mua được 6,4 triệu tấn lithium dự trữ, gần tương đương với 6,8 triệu tấn lithium mà tất cả các công ty trên toàn cầu mua được trong suốt năm 2020. Những thương vụ của Trung Quốc trải rộng toàn cầu, từ Argentina đến Mali, Australia, Canada, Congo, Mexico và Chile. Trong 10 năm qua, những công ty Trung Quốc đã chi hơn 6 tỷ USD cho các hợp đồng lithium. Các nhà phân tích cho rằng, việc tăng cường mua bán lithium là một phần trong kế hoạch dài hạn của Trung Quốc nhằm thống trị thị trường xe điện toàn cầu.

Trước tình thế mới, chính quyền Mỹ đã xem nguồn cung cấp tài nguyên lithium trong nước là một loại “an ninh dầu mỏ” thời hiện đại. Tháng 6-2021, Mỹ đã công bố một kế hoạch chi tiết để bắt đầu sản xuất và tinh chế lithium trong nước.

Công ty Controlled Thermal Resources đang phát triển một dự án lithium tại hồ Salton Sea ở California, dự án này sẽ chiết xuất lithium từ nước muối được bơm lên thông qua các nhà máy năng lượng địa nhiệt trong khu vực. Với việc chiết xuất lithium ở California có thể loại bỏ sự phụ thuộc của Mỹ vào sản xuất của Trung Quốc. Đây sẽ là nhà máy sản xuất lithium lớn nhất ở Mỹ và có thể trở thành cơ sở sản xuất lithium lớn nhất trên toàn cầu.

Hiện tại, có 10 nhà máy địa nhiệt và hai dự án khai thác lithium khác đang hoạt động tại hồ Salton Sea, cách thành phố Los Angeles khoảng 240km về phía đông nam.

Bang California đang cố gắng chuyển đổi khu vực hồ Salton Sea thành “Thung lũng Lithium” và hy vọng sẽ tạo ra doanh thu cần thiết để hồi sinh khu vực này.

Ông Michael McKibben, phó giáo sư danh dự về địa chất tại Đại học California Riverside, cho biết quá trình khai thác và tinh chế lithium này “sạch một cách đáng kinh ngạc”.

Khác với Ở Úc và Trung Quốc, chủ yếu khai thác đá cứng, vì vậy phải có các mỏ lộ thiên, để cho nổ đá bằng thuốc nổ và phải nghiền nát tảng đá đó. Còn ở Salton Sea, chỉ khai thác nước muối được đưa lên mặt đất. Sau đó nước muối được chiết xuất thành lithium”.

Ngoài ra, Tại Mỹ hiện cũng có một số dự án lithium khai thác từ nước muối đang được triển khai ở các bang Nevada, North Carolina và Arkansas.

Châu Âu cũng đang tìm cách đẩy mạnh khai thác và tinh chế lithium, tỷ lệ sở hữu xe điện của châu Âu có thể tăng từ khoảng 2 triệu chiếc hiện nay lên 40 triệu chiếc vào năm 2030. Do đó, lithium được xem là chìa khóa cho quá trình chuyển đổi năng lượng xanh tại lục địa này.

Thực tế đang được đặt ra là châu Âu hiện không có tên trên bản đồ khi nói về khai thác và tinh chế lithium. Cho đến nay, vẫn chưa có công ty nào ở châu Âu có thể tinh chế lithium tinh khiết để ứng dụng sản xuất pin với số lượng lớn. Liên minh châu Âu (EU) lo ngại rằng các nhà sản xuất ô tô sẽ phụ thuộc quá mức vào việc nhập khẩu lithium từ Trung Quốc.

Các mỏ lithium đã được phát hiện ở Áo, Serbia và Phần Lan, nhưng Bồ Đào Nha mới là niềm hy vọng lớn nhất của châu Âu về lithium. EU mới đây đã thêm lithium vào danh sách các kim loại quan trọng và khởi động một chiến lược mới về nguyên liệu thô, trong đó tìm cách tăng nguồn cung lithium của châu Âu lên 18 lần vào năm 2030. Khoảng 38 nhà máy pin điện mới đã được lên kế hoạch xây dựng trong tương lai. Châu Âu cũng sẽ tăng cường khai thác lithium ở Nam Mỹ, đặc biệt tại Argentina, Bolivia và Chile, để giảm sự phụ thuộc vào Trung Quốc.

3/ Tại sao giá Lithium liên tục tăng cao?

Theo cơ quan năng lượng thế giới IEA dự đoán nhu cầu toàn cầu về lithium sẽ tăng hơn 40 lần vào năm 2040. Đồng thời ngành xe điện chiếm hơn 90% nhu cầu lithium vào năm 2030.

Ước tính chỉ cần gia tăng 1% sản lượng ô tô điện của thế giới sẽ kéo theo sự gia tăng hơn 40% nhu cầu sản lượng lithium trên toàn cầu. Nhu cầu lithium được dự báo tăng theo cấp số nhân trong thời gian tới, theo đà tăng sản lượng xe điện. Và nhu cầu lithium trên toàn cầu dự kiến chạm mốc 1 triệu tấn vào năm 2025 và 3 triệu tấn vào năm 2030.

Giá lithium tại Trung Quốc trong ngày 7/2/2022 là 59.346 USD/tấn tăng 36% kể từ đầu năm. Còn so với đầu năm 2021, giá mặt hàng này cao hơn 809%.

Sự bùng nổ về giá cho thấy nguồn cung lithium đơn giản là không đủ để cung cấp cho thị trường.

Lần bùng nổ lithium gần đây nhất vào năm 2017, được cho là do các nhà sản xuất không lường trước được nhu cầu xuất phát từ làn sóng sản xuất xe điện ồ ạt tại Trung Quốc sau khi chính phủ nước này “mở đường” bằng các gói trợ cấp.

Phản ứng về nguồn cung sau đó cho thấy thị trường đã nóng quá mức cần thiết, dẫn đến giá sụt giảm mạnh trong giai đoạn 2018-2020. Từ đó, các mỏ mới bị phá huỷ, các dự án mở rộng bị hoãn lại, nhiều nhà khai thác đã phải tạm dừng hoạt động và rời đi.

Sau đó, trong một chu kỳ hàng hoá bùng nổ cổ điển, làn sóng tăng giá lại xuất hiện. Các nhà sản xuất lithium, một lần nữa, không chuẩn bị tốt để đáp ứng nhu cầu quá lớn hiện tại, được thúc đẩy bởi cuộc cách mạng xe điện.

Nhiều khả năng là thị trường này vẫn không thể cân bằng giữa cung và cầu cho tới năm 2025 hoặc 2026, và khi đó giá kim loại này sẽ đi xuống.