在2021德國國際汽車及智慧出行博覽會（IAA）上，寶馬集團提出了對循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)出行進行了前瞻性展望，并帶來BMW i循環(huán)概念車（BMW i Vision Circular）的全球首發(fā)。由此，寶馬更是堅定了對循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的高地占領(lǐng)。

 

對于寶馬來說，踐行循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展遠比概念性口號宣傳更重要。幾乎與BMW i循環(huán)概念車亮相慕尼黑IAA的同時，10月6日，寶馬宣布通過旗下BMW iVenture風(fēng)險投資基金對美國初創(chuàng)企業(yè)Lilac Solutions進行投資，以資助其專利的離子交換技術(shù)更快實現(xiàn)商業(yè)化。此外，在今年上半年，寶馬與美國公司 Livent 簽訂價值約2.85億歐元的多年合同，Livent利用專利技術(shù)從阿根廷北部的鹵水資源中獲得鋰。

 

在外界看來，這兩者似乎關(guān)聯(lián)性不大，但了解寶馬電動化戰(zhàn)略的人發(fā)現(xiàn)，寶馬布局鹵水資源后，再實現(xiàn)對鹵水鋰的提取技術(shù)進行選擇。而與傳統(tǒng)提取方法相比，寶馬通過創(chuàng)新的離子交換技術(shù)來高效的提取鋰元素，更能有效地保護環(huán)境。

 

或許對于行業(yè)外的人來說，這樣的專業(yè)術(shù)語仍然讓人感覺到一頭霧水。堂堂的一個跨國車企集團怎么會連鹵水鋰提取方法都要親自布局。在了解整個來龍去脈之后，對于寶馬踐行循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的追求可以用一句話來概括，那就是“勿以惡小而為之，勿以善小而不為。”

 

 

目前汽車的電動化已經(jīng)成為市場大趨勢，根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，今年前9月，新能源汽車?yán)塾嬩N量達到216.5萬輛，同比增長184.5%。同時，新能源汽車市場滲透率在9月達到17.3%。按照國家新能源汽車到2025年滲透率20%的規(guī)劃，這一目標(biāo)已“觸手可得”。根據(jù)產(chǎn)業(yè)生命周期理論，在一種新產(chǎn)品、一種新商業(yè)模式市場占有率達到10%以后，會從初創(chuàng)期進入成長階段，市場滲透率大幅增長，將會迎來爆發(fā)階段，即拐點。


 

 

新能源市場迅速擴張也導(dǎo)致動力電池行業(yè)水漲船高，數(shù)據(jù)顯示，1-9月，我國動力電池累計銷量達106.8GWh，同比累計增長176.9%。其中，磷酸鐵鋰電池累計銷售56.7GWh，同比累計增長225.0%。受連鎖影響，車企為了能夠保障原材料供應(yīng)以及價格穩(wěn)定，往往也會對原材料供應(yīng)端進行布局。

 

鋰作為動力電池的主要原材料之一，在全球鋰礦床主要有五種類型，即偉晶巖礦床、鹵水礦床、海水礦床、溫泉礦床和堆積礦床，目前開采利用的鋰資源主要為偉晶巖礦床和鹵水礦床。而偉晶巖鋰礦床面臨資源枯竭，開采成本增大現(xiàn)實問題。這也就導(dǎo)致開采礦面進一步增大，能耗碳排放也隨之增高。相較而言，鹵水礦床有著開采成本低和資源蘊含豐富的天然優(yōu)勢。

 

 

提起鹵水，人們普遍想到一句民諺“鹵水點豆腐，一物降一物”，千百年來，鹵水一直是制作豆腐的經(jīng)典凝固劑。所謂的鹵水，是指礦化很強的水。常用以提取某些化工原料，如食鹽、碘、硼、溴等。中國四川自貢井鹽就是從鹵水中提煉而來。聚集于地表的稱表鹵水或湖鹵水。聚集于地面以下者稱地下鹵水。與石油聚集一起的稱石油鹵水。

 

根據(jù)相關(guān)機構(gòu)估計，目前全球鋰儲量為1300萬噸，鋰資源量為3900萬噸。而鹽湖鹵水中的鋰資源約占全球已探明鋰資源的90%，南美地區(qū)是世界上鹵水鋰資源最豐富的地區(qū)，約占世界鹵水鋰資源的85%，主要分布在普納高原，包括玻利維亞（900萬噸）、阿根廷（650萬噸）和智利（750萬噸），被稱為世界鋰三角地區(qū)。而阿根廷鋰資源主要分布在普納高原，鹽層厚度一般為幾十米至100多米，鹵水中鋰的含量為0.01%～0.09%，并伴生有0.34%～0.91%的鉀和0.01%～0.90%的B2O3。普納高原鹽湖（沼）鹵水K、Li、B資源豐富，鎂鋰比值低，資源的稟賦條件好，開采工藝條件優(yōu)越，產(chǎn)品生產(chǎn)成本低。

 

為此，在今年上半年寶馬與美國公司 Livent 簽訂價值約2.85億歐元的多年合同，Livent利用專利技術(shù)從阿根廷北部的鹵水資源中獲得鋰，而為了盡量減少對周圍生態(tài)系統(tǒng)的影響，寶馬采用創(chuàng)新技術(shù)提取而不是蒸發(fā)，因此大部分使用的鹽水直接返回到周圍的棲息地，這在很大程度上保持了鹽水層和地下水層之間的平衡。

 

 

今年3月，寶馬宣布同美國Livent公司達成鋰供應(yīng)協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，Livent公司將向?qū)汃R供應(yīng)在阿根廷本地開采的鋰礦，以滿足該集團全球電動汽車業(yè)務(wù)的增長需求。寶馬集團表示，預(yù)計到2030年，集團一半的銷售都將是電動汽車。此次協(xié)議簽署就是集團鋰礦供應(yīng)保障戰(zhàn)略的重要一步。

 

據(jù)報道，Livent公司是全球主要鋰生產(chǎn)商，在阿當(dāng)?shù)亟?jīng)營30余年，項目集中在卡塔馬卡省。該公司于2019年在阿追加6億美元投資，將其鋰礦開采產(chǎn)能提升至年產(chǎn)6萬噸水平。Livent生產(chǎn)鋰礦主要出口市場是中國、歐洲和美國。對應(yīng)的正是全球三大汽車消費市場。

 

 

在具體獲取鋰資源方法上，寶馬宣布通過旗下BMW iVenture風(fēng)險投資基金對美國初創(chuàng)企業(yè)Lilac Solutions進行投資，以資助其專利的離子交換技術(shù)更快實現(xiàn)商業(yè)化。這家公司創(chuàng)新的離子交換技術(shù)能更高效地提取鋰元素，跟傳統(tǒng)方法相比，更能有效地保護環(huán)境。

 

不難看出，寶馬不僅要實現(xiàn)對阿根廷鹵水鋰礦的布局，而且還針對具體提取方法有所取舍。這就不得不說鹵水鋰的提取方法。目前鹽湖鹵水提鋰的主要方法包括沉淀法、溶劑萃取法、煅燒浸取法、碳化法、吸附法、膜分離技術(shù)和電滲析技術(shù)等。

 

其中最為人熟知的就是煅燒浸取法，如海鹽場的曬鹽，四川自貢井鹽煮鹽都屬于煅燒法大類。具體鹵水鋰的提取來看，傳統(tǒng)的煅燒法是將提硼后的鹽湖鹵水蒸發(fā)濃縮得到MgCl2·6H2O和LiCl的固體混合物，再將上述混合物在450℃——900℃煅燒，MgCl2·6H2O熱分解成MgO和HCl，然后水浸使LiCl和MgO分離。水中的Li+可通過深度除雜質(zhì)的目標(biāo)產(chǎn)物L(fēng)i2CO3。煅燒后的MgO渣精制后可得到純度98.5%的MgO副產(chǎn)品，HCl氣體可制備鹽酸。這種方法有利于綜合利用鋰、鎂等資源，原料消耗少，但鎂的利用造成流程復(fù)雜、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、蒸發(fā)水量較大及動力能耗過大。

 

據(jù)BloombergNEF（彭博新能源財經(jīng)）估計，從鹽水中提取每噸鋰需要耗費7萬升淡水。而鋰礦開采大多發(fā)生在已經(jīng)缺水的地區(qū)。如智利的阿塔卡馬沙漠（Atacama Desert），采礦活動嚴(yán)重破壞該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，給當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)帶來巨大壓力。與此同時，蒸發(fā)池提取鋰的速度也相當(dāng)緩慢，鹵水需要兩年時間才能生產(chǎn)出可用的鋰。此外，這個過程只能回收鹽水中50%的鋰。所有這些都增加了前期的投資成本，并減緩了新礦開工的速度。

 

相比于工藝簡單的煅燒浸取法，寶馬通過投資鋰技術(shù)初創(chuàng)公司Lilac Solutions，采用離子交換技術(shù)提取鋰資源。也就是說，Lilac Solutions不是等待太陽加熱蒸發(fā)池，而是使用離子交換珠，可以選擇性地去除鋰，留下鎂、鈣、硼和其他不需要的礦物質(zhì)。Lilac Solutions表示，這種方法不需要大型蒸發(fā)池，而且可以將鋰鹽耗盡的鹵水重新送回地下。該公司還能將從鹽水中提取鋰的時間縮短到幾個小時。這些珠子的提取效率更高，可以回收鹵水中90%的鋰。一旦珠子飽和，就會接受酸處理以提取鋰，然后可以再次使用。這些技術(shù)可以大幅度減少水的使用，降低資本支出，整個過程能減少能源消耗，從而減少了溫室氣體的排放。

 

 

針對寶馬動力電池原材料端的采集，與采取鹵水鋰資源遵循循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展理念相一致的還有寶馬在今年上半年宣布暫停采集深海鈷。今年3月31日，寶馬與世界自然基金會(WWF)簽署了暫停深海采礦倡議，成為第一批簽署呼吁暫停深海采礦倡議的全球公司，而深海采礦的標(biāo)的物正是有關(guān)電動汽車的鈷、鎳、稀土等稀有金屬元素。

 

數(shù)據(jù)顯示，目前深海鈷儲量為陸地鈷6倍，深海稀土占全球稀土資源20%，隨著電動車的發(fā)展，企業(yè)對于鈷、稀土等礦物的需求越來越多。汽車預(yù)言家了解到，生產(chǎn)一輛純電動車平均要7千克鈷、9千克稀土。相比陸礦，深海礦儲量大、純度高，因此，在采礦公司看來，深海采礦更具持續(xù)性。但是深海礦物一般儲藏在深海5000米的位置，而目前開采技術(shù)也只能將其輸送至海面，不能保證重金屬運輸過程不會泄漏，而深海生態(tài)系統(tǒng)是最缺乏韌性的生態(tài)系統(tǒng)，一旦泄露污染，海底生態(tài)與生物多樣性將受到不可逆的損傷。為了降低對不可再生材料的依賴，寶馬集團宣布第五代電驅(qū)系統(tǒng)不再依賴稀土，同時，在動力電池電芯的設(shè)計上也開始逐漸傾向于無鈷、低鈷化。

 

除了在原材料源頭積極布局外，今年，寶馬在首屆寶馬集團可持續(xù)發(fā)展峰會以及“2021中國汽車論壇”上，寶馬集團多次強調(diào)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以應(yīng)對氣候變化的碳減排措施、倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟以及企業(yè)社會責(zé)任為三大核心，目標(biāo)是打造最綠色的電動車：從原材料、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)到回收利用，實現(xiàn)全生命周期的綠色環(huán)保。

 

中國作為寶馬集團最大的世界市場，在實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟以及可持續(xù)發(fā)展中扮演重要角色。為此，寶馬在中國專門建立動力電池回收管理體系。早在2017年，寶馬便已在中國建立專門的團隊負責(zé)動力電池回收和利用相關(guān)業(yè)務(wù)。通過深化與專業(yè)的電池運輸和電池回收伙伴的合作，寶馬建立了完善的經(jīng)銷商高壓動力電池回收管理流程。

 

具體來看，由經(jīng)銷商回收高壓電池開始，物流供應(yīng)商將這些電池運送到有相關(guān)資質(zhì)的企業(yè)進行評估。根據(jù)這些電池的不同狀態(tài)，鑒定決定是否繼續(xù)使用這些電池用作電力儲存，或者安裝在沈陽工廠的叉車上繼續(xù)使用，亦或是專業(yè)公司進行拆解后由原材料公司對金屬原材料進行再利用。

 

針對動力電池回收過程中可能會出現(xiàn)的問題，華晨寶馬搭建了電池碼溯源管理系統(tǒng)，所有國產(chǎn)和進口電動車的電池信息都傳送到這個專門的溯源平臺，對電池從生產(chǎn)直至報廢回收的全生命周期進行追蹤，并實現(xiàn)平臺的對接。

 

此外，在運輸環(huán)節(jié)，寶馬選擇與專業(yè)運輸機構(gòu)，避免不當(dāng)運輸產(chǎn)生的二次污染。在創(chuàng)新技術(shù)驅(qū)動下，寶馬也在開發(fā)更多電池梯次利用的場景。如寶馬與國網(wǎng)電動正在經(jīng)銷商端合作打造充光儲一體能源示范站，未來計劃在能源示范站的儲能設(shè)備上使用寶馬退役電池。這使得寶馬在真正實現(xiàn)新能源的循環(huán)利用。