源起基金重點關注領域 —— 鋰產業概況（一）
鋰資源是鋰電池的重要原材料，是一種具有戰略意義的“能源金屬”，被稱為“白色石油”和“工業味精”。鋰礦經冶煉加工后可制得多種鋰鹽產品，傳統上廣泛應用于玻陶、潤滑等領域。
作為最輕的金屬，鋰在金屬中比容量最高、得失電子能力強，因此鋰又是電池的理想材料。如今全球電動化浪潮為鋰撐起前所未有的巨大空間，鋰產業已成為各國爭相發展的新興朝陽產業。
產業鏈組成
鋰行業細分子產業鏈眾多。
在鋰產業鏈中，上游主要是鋰礦的開采，目前主要通過鋰礦石和鹽湖鹵水提鋰；中游主要是鋰鹽產品的生產，初級加工階段的產品主要包括碳酸鋰（最基礎鋰鹽）、氫氧化鋰、氯化鋰等一次鋰鹽；進一步加工可制取丁基鋰、金屬鋰等二次或多次鋰產品，其中碳酸鋰和氫氧化鋰按照純度與化學指標也可以分為工業級和電池級，分別用于工業領域和電池領域；鋰下游分布廣泛，主要應用于電池、陶瓷、玻璃、合金、潤滑劑、醫藥、航天及軍工等領域。
圖｜鋰產業鏈，源起基金整理
資源概況
一、資源儲備情況
１、從分種類看：鹽湖為儲量主體，礦石為供應主體。從存在形式上看，自然界中鋰資源主要有鹽湖鹵水和偉晶巖兩種形式存在，其中封閉盆地鹵水占比58%，偉晶巖占比26%。供應上，全球鋰資源以澳洲礦石提取為主，2020年西澳鋰輝石與中國鋰輝石/鋰云母供應鋰合計占比約達為59%。
圖｜全球鋰資源存在形式占比，源起基金整理
２、從細分種類看：偉晶巖型品位較優且工藝成熟。花崗巖偉晶巖型主要包括鋰輝石和鋰云母，目前市場生產碳酸鋰主要使用鋰輝石，其工藝已較為成熟；鋰云母則更適合用于生產玻璃陶瓷。與鋰輝石相比，鋰云母主要區別在于：1）鋰云母精礦中 Li2O 含量通常為2.0-3.5%，低于鋰輝石精礦的5.0-6.0%；2）鋰云母成分復雜導致提煉難度大，提鋰過程中會產生大量的長石粉、鉭鈮錫精礦、銣、銫等副產品。
圖｜左一：鋰輝石，右一：鋰云母（來源：公共網絡）
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黏土型品位較差但采礦成本低。相較鋰輝石，黏土型品位僅0.4%遠低于花崗偉晶巖型（1.5%-4%），其主要優勢在于便于開采、低剝采比且無需爆破，因此在前端采礦環節成本較低。當前挑戰在于黏土提鋰未有商業化的先例，面臨一定的工藝壁壘、回收率、品質等問題，在當前高漲的鋰需求下一些鋰黏土提鋰項目已進入可研階段。
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湖相沉積型目前難以有效利用。湖相沉積巖型鋰礦一般指產于沉積巖中的、尚不具備獨立工業開采具有市場競爭價值的鋰礦床。湖相沉積巖型通常鋰含量不高、賦存狀態不清楚或者往往沒有獨立礦物而是賦存在黏土礦物晶格中，難以經濟有效地開發利用，但由于其資源總量非常大而引起了重視。
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鹽湖型趨于成熟具有戰略意義。鹽湖鹵水型通常指鋰離子濃度達到一定可提取標準的鹽湖資源，目前商業化的鹽湖大多數為南美易于開發的低鎂鋰比鹽湖，而針對我國高鎂鋰比鹽湖的提取技術正趨于成熟，未來可提取鹽湖的類型及范圍將不斷擴大。全球的富鋰鹽湖大多存在于湖相沉積的封閉盆地中，以大陸型鹽湖為主，近年來地熱型及氣田型鹽湖也在受到關注。
３、從儲量看——總量不斷提升，資源分布集中。2021年全球已探明的鋰資源量達到8900萬金屬噸，在高需求刺激下，隨著勘探的持續以及開采技術的更新，預計總量將會繼續提升。
細分國別來看，全球鋰資源主要以鹽湖鹵水的形式集中在南美鋰三角（玻利維亞、智利、阿根廷），占比約56.0%；以礦石的形式分布在澳大利亞地區，占比8.2%；中國占比5.7%位列第六，資源量較為豐富。
４、從資源稟賦看——我國稟賦相對較差。全球鹽湖鹵水鋰礦主要分布在玻利維亞、智利、阿根廷、美國、中國等國家，其中較難開發的高鎂鋰比鹽湖占比達到58.3%，我國大部分鹽湖以及資源量第一的玻利維亞Uyuni鹽湖均屬于鎂鋰比較高的鹽湖；全球巖石鋰礦主要分布在澳大利亞、墨西哥、捷克、美國、塞爾維亞、加拿大等國，其中澳洲鋰礦在資源量及品位上均具有優勢，而墨西哥及美國礦石類型主要為黏土礦尚未實現商業化。
二、資源供應情況
從供應量上看，據USGS數據，2021年全球鋰資源供給量約為10萬噸。其中，以礦石提鋰的澳洲占全球供給量的45%，而以鹽湖提鋰為主的智利、阿根廷、玻利維亞占全球供給量的33%，澳洲與南美仍是供給主體。
圖｜2021年全球鋰供給結構，源起基金整理
我國鋰資源供給占比約22%。在當前復雜多變的國際政治經濟局勢下，多國政府表示將加強產業保護，建立自主產業鏈。目前全球鋰產業受限于澳洲過高的資源供給集中度，隨著鋰需求日益膨脹，我國鹽湖鹵水型鋰資源在種類多元和供給保障的戰略需求下將受到重點開發。
提鋰工藝
根據鋰資源在自然界不同存在形式的資源特點，相應提鋰方式也不同，目前主流的提鋰工藝為鹽湖鹵水提鋰和礦石提鋰。
鹽湖提鋰利用鹽湖鹵水提取鉀鹽后的含鋰離子的鹵水，根據鹵水的特點使用不同的工藝除去鎂等雜質，由于鹽湖提鋰不需要經歷精礦加工環節，流程更簡單，因此成本較礦石提鋰低；礦石提鋰主要有鋰輝石提鋰和鋰云母提鋰技術，鋰輝石提鋰原料化學成分簡單雜質含量低，我國在此領域具有技術優勢，鋰云母成分復雜，鋰含量較低，提鋰難度較高，但近年來相應技術進步不斷成熟，成本大幅下降。
一、鹽湖提鋰技術
目前常用的鹽湖提鋰主要采用沉淀法、離子交換吸附法、溶劑萃取法、膜分離法、煅燒浸取法、太陽池法、電化學法這幾類技術路線，技術重點在于吸附提取材料對鋰離的選擇性、通用性和復用性以及環保因素影響下的裝置投資成本。
其中離子交換吸附法、膜分離法的環保成本更低，而且利用吸附劑、納濾膜或電滲析膜可以更有選擇性地富集鋰離子，相對而言是更優的選擇，但是也存在著吸附劑、納濾膜性能提升遇到瓶頸，電滲析膜通電能耗高且拆洗膜維護成本高的問題，未來的發展方向主要是高性能吸附分離材料的研發以及工藝流程的簡化。
二、鋰輝石提鋰技術
鋰輝石提鋰技術趨于成熟，主要的方法主要有硫酸焙燒法、氯化焙燒法、石灰燒結法、純堿壓煮法等。
其中目前主流的鋰輝石提鋰技術是硫酸焙燒法，在硫酸法的基礎上衍生出了硫酸鹽法和冷析法等先進改良方法大幅提升了得到碳酸鋰的產品品質。而我國作為鋰鹽加工大國，經過二十多年的產業鏈發展在鋰輝石提鋰技術工藝上不斷進步，擁有技術優勢。
三、鋰云母提鋰技術
鋰云母的提鋰技術在工藝方法上與鋰輝石類似，有硫酸鹽焙燒、硫酸焙燒法、氯化焙燒法、石灰燒結法、壓煮法，主流技術為硫酸鹽焙燒法。云母以硅酸鹽的形式存在，結構較為緊密，前期需要高溫焙燒做脫氟處理，在鋰云母提鋰過程中面臨的主要問題是雜質較多、易產生含氟的化學物質侵蝕設備。
在焙燒階段，現在多使用復合鹽替換老式石灰石焙燒，使得固氟效率大幅提升。永興材料在焙燒過程中使用隧道窯，江特通過優化輔料配比等方法都對鋰云母提鋰進行了技術改進提高提鋰效率。此外，鋰云母提鋰過程中產生的長石粉，鉭鈮錫精礦可以進行綜合利用以降低提鋰綜合成本。
四、黏土提鋰技術
黏土提鋰工藝由賦存狀態決定。鋰的賦存狀態是決定黏土提鋰工藝的關鍵因素，黏土型鋰礦的主要物質組成、化學成分決定了后續提取工藝甚至是凈化除雜過程。
分類型看，碳酸鹽黏土型鋰礦主要采用焙燒后硫酸浸出；火山巖黏土型鋰礦可采用直接浸出法、助劑焙燒法和氯化硫化法；賈達爾型鋰礦可采用多級破碎和濕式閉路重選洗滌后濃硫酸浸出的方法。
黏土提鋰具有綜合優勢，開發前景良好。黏土提鋰在速度上類似礦石提鋰所需時間短，而成本又類似于鹵水提鋰處于較低范圍。此前由于下游需求規模較小，鋰輝石及鹽湖率先產業化滿足供給而輕視了品位較低的鋰黏土。在新能源汽車的帶動下鋰需求快速爆發，鋰黏土因為自身提鋰技術的進步及較大的資源儲量受到重視，具備良好的開發前景。
工藝對比：鹽湖提鋰的技術工藝與鹽湖鹵水的資源稟賦相關，海外鹽湖憑借其優異的資源稟賦提鋰成本甚至小于2萬元/噸，近年來國內主要鹽湖企業提鋰技術進步使得提鋰成本大幅下降，目前成本為3-6萬元/噸，但在鎂鋰分離技術，提鋰后資源的綜合利用程度上仍有技術改進和成本下探的空間；鋰輝石提鋰技術較為成熟，4-6萬元/噸的成本也較高，短期內實現技術進步大幅降本的可能性小；鋰云母提鋰成本較鋰輝石低，云母提鋰產生的副產品可進行綜合利用，隨著技術進步和產能擴張，鋰云母提鋰綜合成本有望進一步下探。
圖｜部分提鋰工藝成本對比，渤海證券
結語：我國鋰行業發展前景良好，成長空間廣闊。下游為新能源行業，符合國家產業政策導向，配套資金和政策支持力度很大，帶動上游原材料行業快速增長。后續文章會繼續從行業格局特征、生命周期、市場規模結構、下游市場及驅動因素等方面探討鋰產業的發展及投資價值。
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