Nếu con số 19 triệu tấn lithium được xác nhận về khả năng khai thác thương mại, liệu Mỹ có thể làm thay đổi cán cân chuỗi cung ứng pin toàn cầu vốn đang phụ thuộc mạnh vào các trung tâm khai thác và chế biến bên ngoài nước Mỹ?
Một nguồn lithium quy mô đặc biệt lớn đang thu hút sự chú ý tại miền nam bang Arkansas, Mỹ. Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ USGS, nước muối nằm sâu trong hệ tầng Smackover tại khu vực này được ước tính chứa khoảng 5,1 đến 19 triệu tấn lithium. Đây là tài nguyên lithium tại chỗ được ước tính bằng dữ liệu địa chất và mô hình khoa học, chưa đồng nghĩa với 5,1 đến 19 triệu tấn lithium có thể khai thác thương mại.
Chỉ tiêu Số liệu đáng chú ý
Tài nguyên lithium ước tính 5,1 đến 19 triệu tấn
Khu vực trọng tâm Miền nam Arkansas, Mỹ
Hệ tầng địa chất Smackover
Tỷ lệ so với ước tính trữ lượng lithium của Mỹ được USGS dùng để đối chiếu Khoảng 35 đến 136 phần trăm
Lithium được đưa lên cùng nước muối trong năm 2022 Khoảng 5.000 tấn
Công nghệ được các dự án hướng tới Khai thác lithium trực tiếp DLE
Doanh nghiệp tham gia phát triển khu vực ExxonMobil, Standard Lithium, Equinor
Thỏa thuận ExxonMobil và LG Chem Tối đa 100.000 tấn lithium theo thỏa thuận không ràng buộc được công bố
Điểm đặc biệt của Smackover nằm ở cách lithium tồn tại. Thay vì khai thác quặng đá cứng như nhiều mỏ tại Australia hoặc khai thác nước muối từ các salar và sử dụng hồ bay hơi như tại Nam Mỹ, lithium ở Arkansas hòa tan trong nước muối nằm sâu dưới lòng đất. Chính đặc điểm này khiến một khu vực có lịch sử hơn một thế kỷ gắn với dầu khí và brom bất ngờ trở thành tâm điểm của ngành nguyên liệu pin.
Hệ tầng Smackover không chỉ giới hạn tại Arkansas mà còn kéo dài qua Texas, Louisiana, Mississippi, Alabama và Florida. Tuy nhiên, miền nam Arkansas nổi bật nhờ nồng độ lithium trong nước muối và cơ sở hạ tầng công nghiệp đã tồn tại từ hoạt động khai thác hydrocarbon và brom.
USGS đã kết hợp dữ liệu mẫu nước muối, thông tin địa chất và mô hình học máy để dự đoán sự phân bố lithium. Từ đó, các nhà khoa học xây dựng mô hình về nồng độ và lượng lithium tồn tại trong khu vực nghiên cứu. Một chi tiết đáng chú ý là riêng trong năm 2022, khoảng 5.000 tấn lithium hòa tan được ước tính đã đi lên bề mặt cùng nước muối trong các hoạt động sản xuất hiện hữu.
Nhưng con số 19 triệu tấn cần được hiểu rất thận trọng. Đây là tài nguyên địa chất ước tính chứ không phải trữ lượng thương mại đã được chứng minh. USGS không đánh giá trong nghiên cứu này bao nhiêu lithium có thể thu hồi bằng công nghệ hiện tại, chi phí khai thác là bao nhiêu, tỷ lệ thu hồi thực tế thế nào hoặc dự án có đạt hiệu quả kinh tế hay không.
Sự khác biệt giữa tài nguyên tồn tại dưới lòng đất và lượng khoáng sản có thể sản xuất với lợi nhuận chính là yếu tố quyết định giá trị thực sự của Smackover.
Công nghệ DLE đang trở thành mắt xích quan trọng. Thay vì đưa nước muối vào những hồ bay hơi khổng lồ và chờ lithium cô đặc, DLE hướng tới tách lithium trực tiếp khỏi dòng nước muối. Sau quá trình xử lý, nước muối có thể được đưa trở lại tầng địa chất. Nếu công nghệ đạt tỷ lệ thu hồi cao, vận hành ổn định và có chi phí cạnh tranh ở quy mô công nghiệp, mô hình này có khả năng rút ngắn đáng kể thời gian sản xuất lithium.
Đây cũng là lý do các tập đoàn có kinh nghiệm dầu khí đặc biệt quan tâm. Khoan sâu, quản lý giếng, bơm chất lỏng, xử lý nước muối và vận hành hệ thống dưới lòng đất đều là những lĩnh vực mà ngành dầu khí đã tích lũy năng lực trong nhiều thập kỷ. Lithium trong nước muối vì thế tạo ra một điểm giao đáng chú ý giữa công nghiệp dầu khí truyền thống và chuỗi cung ứng năng lượng mới.
ExxonMobil đã tham gia phát triển lithium tại Arkansas và từng công bố kế hoạch sử dụng DLE. Thỏa thuận không ràng buộc với LG Chem liên quan khả năng cung cấp tới 100.000 tấn lithium cho thấy thị trường không chỉ nhìn Smackover như một phát hiện địa chất mà đã bắt đầu chuẩn bị cho chuỗi cung ứng công nghiệp nếu dự án vượt qua được các bài toán kỹ thuật và kinh tế.
Standard Lithium và Equinor cũng tham gia phát triển các dự án tại khu vực, làm gia tăng cạnh tranh trong việc thương mại hóa nguồn lithium từ nước muối.
Ý nghĩa chiến lược còn lớn hơn khi lithium là nguyên liệu quan trọng đối với pin lithium-ion sử dụng trong xe điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và nhiều thiết bị điện tử. Mỹ muốn mở rộng chuỗi cung ứng khoáng sản và pin trong nước, vì vậy một nguồn lithium lớn nằm ngay tại khu vực đã có hoạt động công nghiệp có thể mang lại lợi thế đáng kể.
Tuy nhiên, sở hữu nhiều lithium dưới lòng đất không tự động biến Mỹ thành cường quốc lithium. Chuỗi giá trị còn bao gồm khai thác, tinh chế, chuyển đổi thành hóa chất cấp pin, sản xuất vật liệu cathode, cell pin và tích hợp thành bộ pin. Trung Quốc hiện có vị thế đặc biệt mạnh ở nhiều công đoạn chế biến và sản xuất pin, trong khi Australia giữ vai trò lớn trong khai thác quặng lithium và Chile cùng Argentina sở hữu nguồn tài nguyên nước muối quan trọng.
Vì vậy, con số đáng theo dõi nhất trong những năm tới có thể không phải mức tối đa 19 triệu tấn mà là tỷ lệ lithium thực tế có thể thu hồi bằng DLE với chi phí cạnh tranh. Nếu Smackover chứng minh được khả năng sản xuất quy mô lớn, ổn định và kinh tế, Arkansas có thể chuyển mình từ một vùng dầu khí lâu đời thành một trung tâm nguyên liệu cho ngành pin thế hệ mới.
Còn nếu chi phí xử lý nước muối, năng lượng tiêu thụ, hiệu suất thu hồi hoặc những yêu cầu môi trường khiến DLE khó mở rộng, 19 triệu tấn vẫn chủ yếu là một con số rất lớn trên bản đồ địa chất. Chính khoảng cách giữa “có lithium” và “sản xuất lithium có lãi” mới là cuộc đua thực sự đang diễn ra dưới lòng đất Arkansas.
