李雪晨

自然资源部油气资源战略研究中心助理研究员、博士

AI阅评：

本文剖析了煤和油气开采伴生锂资源的战略价值、技术路线、工程模式与开发进展，同时指出了选择性提锂和稳定性挑战等方面的技术瓶颈，以及经济抗风险能力、环保压力等方面的关键瓶颈。尽管如此，文章认为伴生锂开发潜力巨大，有望成为国内锂供应的重要增量，这指出了资源保障战略的创新路径。

提要：

伴生锂作为“第二曲线”的价值将在未来5～10年逐步显现。随着DLE技术成熟、碳排放约束加强，以及“油—气—锂”协同模式推广，伴生锂有望贡献国内锂供应的15%～20%，成为盐湖、硬岩之外的重要补充。而这一进程的核心，在于能否把“水处理系统”真正改造为“资源回收工厂”。

煤和油气开采过程中产生的采出水、矿井涌水、地层卤水，正从“环保负担”转变为潜在的锂资源载体。伴生锂的开发兼具战略价值、经济性与减污降碳协同效应，是资源保障的重要一环。

概念界定：何为伴生锂

煤矿水和油气采出水正在从“处置负担”转向“可定价的资源流”。以川南页岩气为例，采出水量随开采量增加而增加，且采出水为压裂注入液与地层卤水的混合产物，富含锂、钾、溴、硼等有价元素。把水当作资源的关键在于“减量化/资源化”能否同时降低合规风险与综合成本。基于这一变化，伴生锂被放在了“水处理体系的增值环节”加以重新审视。

需求侧的推力同样明确：锂的用途已高度向电池集中，电池用锂占比从2006年的19%快速增长到2023年的87%。当电池成为锂最主要应用领域时，供需矛盾必然推动“非传统锂资源”进入增量补位的角色。也正如此，“白色石油”这一表述更多是在强调锂作为关键矿产的战略属性，而非暗示所有含锂水体都具有经济开采价值。接下来，研究的重点应转向可采性评估与工程化路径的构建。

概念上，应把“伴生锂”限定在煤、油气开发过程中随水相产出的溶解态锂，而非独立采矿对象。典型载体包括煤矿水/矿井涌水、油气采出水、地层卤水及回注水系统的处理与浓缩母液等。该边界强调“主产品是煤/油气，锂随水相产生”，有助于把资源评价与生产制度（井网、回注、处理工艺）放到同一张图上。基于这一界定，资源化项目首先是工程耦合问题，其次才是分离技术问题。

评价口径上，必须同时看品位、流量、稳定性和可分离性。川南威远与长宁页岩气井年采出水量分别为19800立方米与15293立方米，而大部分采出水中锂质量浓度为10.62～58.96毫克/升，体现了“低品位但可能大流量”的典型特征。与之相对，一些油田水换算为LiCl（氯化锂）后可达数百到两千毫克/升量级，更接近“高矿化度卤水型”。不同口径（峰值/年均、单井/站场汇水）会造成资源量高估或低估，因此，需要分层证据体系来逐级收敛。

伴生锂为何具有战略意义与产业价值

其一，战略价值—能源安全、关键矿产与供应链韧性。全球资源分布高度集中：2023年全球锂矿资源量1.05亿吨，玻利维亚、阿根廷、美国三国资源量合计5900万吨，占全球56.2%。资源越集中，地缘扰动对价格与供给的传导越强，非传统来源的“备份”价值就越凸显。因此，伴生锂可以被看作传统盐湖/硬岩之外的“第二曲线”，但它的战略意义必须通过可采性与经济性来兑现。

伴生锂与煤、油气生产同域，天然具备“能源—材料”协同的基础设施条件。以页岩气为例，采出水在脱盐过程中形成的含盐母液会进一步浓缩富集有价元素，若在处理过程中选择性提锂，既具经济实用性，也有助于缓解供需矛盾。换句话说，企业可把“必须做的水处理”转化为“可变现的副产”，实现从成本中心向收益中心的迁移。

其二，经济价值—从“处置成本”到“副产现金流”的经济账。川南页岩气采出水锂浓度“低品位大流量”的特征，决定了其开发要靠规模与工艺效率摊薄成本；而油田高矿化度水换算LiCl可达314.6～2067.96毫克/升，理论上更容易做出高浓度中间品。不同水体对应不同的资本支出（CAPEX）结构：低品位场景往往更依赖低能耗、低药耗与高连续运行率，高品位场景则更考验抗结垢、抗腐蚀与副产盐处置。算账时必须把“停机率”与“材料寿命”作为关键变量，而不是把回收率当作唯一指标。

产品路径决定现金流兑现速度。煤系锂综合利用研究总结了从煤矸石/粉煤灰浸出液中制备高纯锂产品的常见路线：通过分步去除铁铝钙镁等杂质后沉锂，可得到95.67%纯度碳酸锂，亦有工艺可获得质量分数大于99%的碳酸锂。对采出水体系而言，同样存在“先做中间品—再做电池级”的爬坡逻辑：先降低认证与纯化压力，再逐步提升产品等级以获取溢价。

其三，环境与社会价值—减污降碳与“资源化合规”的双重收益。页岩气采出水处理的关键步骤是脱盐，脱盐系统中的浓缩母液通常多效蒸发为固体盐而堆放或作为混合工业盐处理；这一过程会使锂等有价元素进一步浓缩富集，但若不提取就等于把资源与潜在风险一起固化。选择性提锂能够把“需要长期管理的盐”转化为“可销售的产品”，从而降低环境责任的长期不确定性。

咸化湖相页岩研究在讨论富锂采出水时提示，预处理与蒸发浓缩阶段需注意环境保护，防止造成锂污染地下水体，并强调应根据卤水成分综合工艺以降低成本、实现商业可行。若能与余热、可再生电力或当地干旱气候条件（如“太阳池”蒸发浓缩）耦合，单位能耗与碳足迹有望进一步下降。

技术路线、工程模式与开发进展

1.技术路线全景：从传统蒸发到直接提锂

技术路线正在从“单一工艺”走向“组合工艺+模块化”，直接提锂（DLE）成为更被关注的方向之一。川南页岩气采出水研究在资源评价之外，总结了萃取法、膜分离法与吸附法对从采出水中提取锂的适用性，并指出溶剂萃取适用于低浓度锂但需关注有机物影响。另一侧，咸化湖相页岩研究提出富锂卤水可经循环利用与预处理后，用“太阳池”蒸发浓缩降低后续萃取成本，并建议基于卤水特性选择钛基、锰基或有机吸附剂等组合工艺。

以膜分离为例，文献指出膜分离具有分离效率高、能耗低、设备集成化高等优势，但采出水中的有机物会造成膜污染且成本较高，导致应用报道相对较少。对吸附路线而言，离子交换吸附剂可包括锰基、钛基与铝基等，其中锂离子筛通过晶格“记忆效应”实现选择性吸附，再经酸洗脱附。把选择性、通量、寿命、抗污染与再生能耗放到同一张表上，才可能把“可用技术”筛到“可用在井场的技术”。

2.工程集成与放大：在井场/矿区如何落地

工程落地的第一原则是“前处理先稳住”。页岩气采出水不仅溶解性总固体高，还包含多种压裂添加剂与有机化合物，因此，处理技术通常包括常规预处理、有机物处理与脱盐技术，脱盐又是再利用的关键步骤。对于采用溶剂萃取回收锂的应用，文献明确建议在实施萃取前去除有机化合物，尤其是长链烷烃，以提升回收效率并降低后续废水处理负担。前处理做得好，后端才能用更“轻”的分离单元获得更稳定的运行窗口。

第二原则是“模块化连续运行+可旁路”。咸化湖相页岩研究给出了伴采场景：压裂过程中酸化剂或压裂剂与富碳酸盐矿物作用释放Ca2+，促进岩石中锂向流体排放，富锂流体与油气一起采至地表，并建议将富锂卤水循环利用于压裂以提高浓度或经预处理提取锂后再用于压裂。对井场而言，这意味着提锂系统需要同时满足回注/再利用水质要求与腐蚀、结垢、低温等运行约束，并对浓盐水与固废建立合规闭环。

3.产业化与商业模式：谁在做、怎么赚钱、做到哪一步

产业化推进通常不是“技术一把梭”，而是“模式先行、分段进入”。对油气与采出水场景，商业模式可类比为三种：能源企业自建（降本+副产）、第三方服务（处理费+分成）、合资平台（资源+技术+资本）。模式决定了谁承担CAPEX、谁承担停机风险、谁拥有产品定价权。先把激励机制对齐，技术才有落地的“组织载体”。

成熟度分级应以客观指标标注。可操作的分级包括：实验室验证（单一水样）、中试（周/月级连续运行）、示范（稳定产出+产品检测）、商业（长协+稳定产量+现金流）。川南页岩气研究给出2030年四川页岩气采出水所含碳酸锂资源量预测为8784～9662吨/年，这类“资源量预测”可以作为示范选址与规模预估的输入，但不能替代连续运行数据。把资源量、工艺窗口、运维数据与财务模型放在一起，才能把“能做”推进到“能长期做”。

关键瓶颈与争议

一是技术瓶颈—选择性、寿命、抗污染与稳定运行。技术瓶颈的本质是复杂体系中的选择性与寿命难以同时达标。页岩气采出水包含多种有机化合物与化学添加剂，有机物会影响溶剂萃取回收效率，同时也使膜分离面临有机物污染与成本较高的问题。对吸附路线而言，离子筛需要在高盐、多离子竞争环境中保持选择性并经受反复再生，任何中毒与结垢都会迅速反映到容量衰减与停机率上。现场最终拼的是可维护性：材料更换频次、再生能耗、清洗周期与备件体系。

另外一个技术难点是工况波动带来的控制问题。川南页岩气采出水来源于注入液与地层卤水混合，决定了水质会随开采阶段变化而变化；油田卤水则可能随矿化度和构造位置呈系统差异。若没有在线监测与自适应控制，工艺窗口会频繁漂移。解决路径往往不是换一种材料，而是把波动管理进系统设计。

二是经济与市场争议—锂价周期下的抗风险能力。市场争议集中在一点：伴生锂能否穿越锂价周期并保持正现金流。川南页岩气采出水属于低锂品位资源，这意味着项目对规模、能耗与连续运行率高度敏感；一旦锂价下行或停机率上升，成本曲线就可能迅速“倒挂”。因此，项目需要把风险管理写进合同结构，例如处理费+分成、底价包销或阶段性扩产，以降低对单一价格的暴露。没有对冲机制的副产项目，往往在周期下行时被动停摆。

CAPEX前置与示范期长，也使资本耐心成为隐性瓶颈。煤系锂研究提示锂需求在未来可能持续高增长（如估计2040年需求将超过现有产量的8倍），但“需求大”并不自动转化为“项目可投”。更稳妥的策略往往是产品分级：先做中间品或工业级，验证稳定运行与杂质控制后再升级电池级。把扩产节奏与技术成熟度对齐，才能避免“电池级一步到位”的高失败率。

三是监管与社会接受—水资源、环保与“资源归属”。监管层面的关键争议是：采出水究竟更接近“受监管废弃物”还是“可交易资源”。在页岩气处理链条中，脱盐浓缩母液往往多效蒸发成固体盐堆放或作为混合工业盐处理，体现了其在监管与工程实践中仍以处置逻辑为主。若要转为资源化，就需要在许可、检测、运输与副产物流处置上建立更清晰的合规路径，并明确锂产品与副产盐的责任边界。监管口径不一致会直接拉高项目的不确定性溢价。

社会接受同样取决于风险是否被可视化与可控化。咸化湖相页岩研究提醒富锂采出水在预处理与蒸发浓缩阶段需注意环境保护、避免污染地下水体，这本质上要求更严格的边界管理与监测体系。对地方而言，伴生锂可以把环境压力转化为新材料产业机会，但前提是浓盐水/固废的合规消纳路径明确、环境风险不外溢。换句话说，“白色石油”的叙事能吸引关注，但真正的信任来自可验证的合规闭环。

伴生锂作为“第二曲线”的价值将在未来5～10年逐步显现。随着DLE技术成熟、碳排放约束加强，以及“油—气—锂”协同模式推广，伴生锂有望贡献国内锂供应的15%～20%，成为盐湖、硬岩之外的重要补充。而这一进程的核心，在于能否把“水处理系统”真正改造为“资源回收工厂”。