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報告書&レポート

2021年12月14日 資源開発部技術課 大久保聡、赤堀道弘、バンクーバー事務所 川井隆宏 佐藤佑美
21-16

Lithium Supply & Market Conference 2021参加報告

<資源開発部技術課 大久保聡、赤堀道弘、バンクーバー事務所 川井隆宏 佐藤佑美 報告>

はじめに

Lithium Supply & Market Conferenceは、工業用鉱物・金属関連の業界誌であるFastmarkets社が主催するリチウムの需給動向を主題とした会議であり、生産技術や新規資源開発プロジェクトのほか、主要用途であるリチウムイオン電池(LIB)材料に関する内容が取り上げられている。これまで、リチウム産出国であるチリやアルゼンチンをはじめ、リチウム探鉱プロジェクトを抱えるカナダや米国のほか、リチウムの大消費国であり、かつリチウム化合物の主要な大生産国である中国などで開催されてきた。13回目となる今回は、新型コロナウイルス(COVID-19)の影響もあり、2021年9月20~22日の会期で、Las Vegasでの会場開催及びオンラインのデュアル形式にて開催された。

本稿では、足元のリチウム市況、リチウムの需給動向に直結する各種リチウム化合物ごとの主要用途別動向及びサプライチェーンのトレンド、リチウム生産とSDGsに関する議論、並びに活発化している新規資源開発プロジェクトについて述べる。

1.会議の概要

参加者はweb登録者数から350名程度と推測され、前回(オンライン開催のみ)の200名程度から大幅に増加した。

講演者を職種別でみると、リチウム生産メジャー企業、リチウム探鉱・開発を手掛ける探鉱ジュニア企業、リチウム開発プロジェクトへの投資を検討する金融関係者や商社、リチウムに特化した投資コンサルタント、LIB関連企業、リチウム生産技術開発者、技術系コンサルタント、市場関係者など多岐に渡っている。本会議は、計40件の講演やパネルディスカッションから構成され、それまでより大幅に減少した2020年の34件に比べてやや増加した。なお、2019年及び2020年には資源国政府からの講演があったが、今回はこれら政府機関からの講演はなかった。他方、2020年はほとんどみられなかった新規プロジェクトの紹介が多数行われ、活況を呈していた。

2.リチウム市場動向

2.1.市況、需給

Fastmarkets社によれば、炭酸リチウム価格(Li 99.5%、CIF中国、日本、韓国)は、2020年9月時点での8US$/kgから2021年9月までに14.5US$/kg、水酸化リチウム価格(Li 56.5%、CIF中国、日本、韓国)は2020年同期比で8.50~9.50US$/kgから20~21US$/kgにまで急騰。これは、2016年当時の一過的なリチウムブームとは異なり堅調なファンダメンタルズに支えられたものであるとして、本セッションのパネルディスカッションでは多くのパネリストから電気自動車(EV)及びリチウム市場の成長が現実的なものとなったことが強調された。Fastmarkets社曰く、リチウム需給は引き続き流動的ながら、脱炭素化の流れの中で予想以上に早くEVが主流になることが期待されるため、現時点においてリチウム価格が急落するようなことは想像し難い。2025年までには新規プロジェクトからの供給を含め1.2百万tLCE(炭酸リチウム換算)の供給能力が見込まれ、2022年後半から短期的には需給タイト感が和らぐものの、各社は2025年以降の更なる需要増に対応するため在庫積み増し局面に入ることから、リチウム価格は引き続き高値圏で推移するとみられている。ただし、増産計画は遅延するケースが多々あるほか、新規プロジェクトが軌道に乗るためには更なる投資が必要であるという見方をFastmarkets社は示している。

なお、本セッションでは、EV市場の急速な成長に伴い透明性の高い取引への要請が強まる中、ロンドン金属取引所(LME)が2021年7月に、また米CMEグループが同年5月にバッテリーグレードの水酸化リチウム先物取引を開始したことが改めて紹介された。

2.2.調達リスク

本会議では、急拡大するリチウム市場におけるリスクマネジメント、新型コロナウイルスで顕在化したサプライチェーンリスクに関して活発な議論がなされた。

リチウムに特化した市場調査会社iLi Markets社は、長期的に市場が直面する最大のリスクは供給不足であると指摘し、また、業界自体が未成熟であるため、技術力や経験値の向上が課題であるとした。メタル商社Traxys North America社は、リチウム市場はボラティリティが高くサプライヤーが適切な投資判断を下しにくい点に言及し、先物取引は持続可能なリチウム市場を確立するための一貫した価格形成プロセスになるだろうとコメントした。同社はまた、新型コロナウイルスによりロジスティクス上の様々なリスクが浮き彫りになったことは良い試験的先例になったとし、企業によるサプライチェーンの多様化、強靭化に向けた動きは今後も継続するだろうと述べた。

また、リチウム資源の偏在性は、依然として欧米OEMにとっての主要リスクとなっている。Traxys Battery Holdings社は、足元の資源ナショナリズムは資源の囲い込みというよりはむしろ脱炭素化社会や、デジタル化社会から取り残されることへの不安(fear of missing out)から生じているものに近いのではないかと分析した。その他、資源系投資コンサルタントPala Investments社は、インドネシア政府によるニッケル鉱石輸出禁止の例を引き合いに、サプライチェーンのローカル化によって国内又は地域内で付加価値を生み出そうとする傾向が強まっている点を指摘した。各パネリストからは、地政学リスクを低減し持続可能なサプライチェーンを確立するためには政府支援が欠かせず、適切なタイミングで適切な介入を期待する声も挙がった。

3.主な議論

今回の会議では、リチウム原料別動向、リチウム生産とESG(環境・社会・ガバナンス)/SDGs的側面について活発な議論が交わされた。その概要は以下のとおりである。

3.1.原料種類別(炭酸リチウム・水酸化リチウム・Liメタル)の今後の傾向について

・マーケット動向で述べたとおり2016~2017年の高騰時とはリチウム化合物の需給ファンダメンタルズが変わっている。特に需要面ではEV用LIB向け実需が大きくけん引している。2019~2020年は潤沢なリチウム供給があり、その状況は継続しているものの、足元では需要がかなり堅調になっており、一時的なものに留まる可能性はあるものの、供給不足の傾向にある。ただし、投機の介在も考えられ、実需との見極めが重要である。

・リチウム原料の種類で見れば、2~3年の短期的視点では炭酸リチウム・水酸化リチウムが主要なリチウム原料であり続けるが、全固体電池では負極材として従来のグラファイトと並びカーボン-シリコン系負極材や金属リチウムが用いられると考えられ、全固体電池の開発が進んだ2030年近くになると金属リチウムも重要な位置を占めることが予想される。

・自動車メーカーはサプライチェーンに関心があり、主要メーカーは電池事業部門を置いて次世代電池開発を手掛けている。例えば全固体電池では金属リチウムが必要となる可能性が高いが、コストだけでなく品質の面からも垂直統合が重要である。

・Tesla社が米Piedmont Lithium社に投資した例に見られるとおり、自動車メーカーが資源開発を手掛ける可能性が今後高まっていくであろう。中国ではBYD(比亜迪汽車)社、Great Wall Motor(長城汽車)社も上流資源に投資しリチウム原料確保に向け動いている。こういった状況は2017~2018年にはなかったことで、ある意味ファンダメンタルな変化といえる。

・半導体不足による自動車生産への障害の教訓から、自動車メーカーは長期視点での原料供給策が必要と考えている。特にリチウム資源は、豊富ではあるが、バッテリー品質、持続可能性、コストといった基準を満たす供給源は限定されることに注意が必要である。

・求められる正極材としては、一つのタイプに集約されることは考えづらく、様々な正極材が共存するであろう。例えば、EUでは高級車向けと普及型の安価な自動車に両極化しており、中国では用途ごとに自由度を持った正極材を採用している。

・また、LIB需要の最大のけん引役であるEV向け需要だけでなく、新型コロナウイルス蔓延によるリモートワーク普及に伴うPC向け需要、定置型蓄電システム向けも堅調であることにも留意が必要である。

3.2.リチウム供給と社会・環境問題

・リチウム化合物はカーボンニュートラル、サーキュラーエコノミーの実現にとって重要な役割を担う原料であるが、その一方でリチウム化合物の生産過程での環境負荷も考慮する必要があり、本過程でのCO2排出削減とともに、エネルギー消費及び水使用を抑えることが重要視され始めている。そのため、リチウム生産でもライフサイクルアセスメント(LCA)の視点がますます重要になりつつある。

・ESGの観点から、リチウム原料別に注意すべき点は次のとおりである。
(1)鉱石からの生産はか焼を伴うことからかん水の場合と比べエネルギー強度が高い上に、熱・エネルギー源によってはCO2排出量も大きくなる。熱源を天然ガス、ディーゼル、石炭の中から選択するとすれば天然ガスを選択すべきなのは明らかである。Hectorite(粘土)鉱床の場合、硫酸浸出での生産が検討されている。硫酸使用量が多いが、硫黄から硫酸を作る過程で発生する熱を使用することが可能かつ、硫酸の循環もある程度可能という利点もある。
(2)現状の天日蒸発法によるリチウム原料は、広大な蒸発池、多量の地下水のくみ上げ、残渣(塩)の発生といった大きな環境影響を忌避するEUの法制変化により、使用が難しくなる可能性がある。このような状況下、かん水からの生産では直接抽出法(DLE:Direct Lithium Extraction)の採用が重要である。ただしDLEも環境負荷が全くない訳ではないことに留意が必要である。なお、今回の会議にて紹介された新規資源開発プロジェクトはいずれも開発早期段階のものばかりであったが、特に北米でのSmackover(地下かん水)といった非在来的なかん水資源へのDLE適用についての発表が目立った。

・この様に、リチウム生産には効率の良さともに、持続可能性が求められるようになった。持続可能性に関連して、リチウム生産者は各ステークホルダーに環境へのインパクトの説明責任がある。顧客(ユーザー)・地域住民・投資家(株主)、消費者に気を配ることが必要となり、特に地域住民への影響を極小にすることがリチウム資源開発に求められる。少なくとも10年前にはリチウム資源開発に関与するステークホルダーは少なく、持続可能性という概念はほとんどなかったことから、かなりの状況変化・進歩と言える。

・その他では、地政学的側面として、資源国動向に注視する必要がある。特に南米ではリチウム資源に対するナショナリズムの傾向があり、まだ主要生産国ではないもののボリビアでは高付加価値化への要請がある。

4.新規プロジェクト紹介

合計8件のリチウム資源開発プロジェクトが紹介され、表立ったプロジェクト紹介がなかった2020年とは大きな違いとなった。ただし、いずれも開発ステージとしては早期段階のものが大半であり、現時点で生産開始の見通しが立っているのは加Roseプロジェクト、ナミビアKaribibプロジェクトのみで、どちらも開発資金の調達中である。主だったプロジェクトの概要は以下のとおりである。

表1.リチウム探鉱・開発プロジェクト一覧
プロジェクト名(国名) オペレーター 鉱床
タイプ
資源量/
埋蔵鉱量
品位 年産
規模
マイン
ライフ
CAPEX OPEX 開発
ステージ
生産
開始年
※予定
Paradox Basin
(米国)
Anson Resources Brine 概測資源量
50千tLCE
140mgLi/L(Max)
80mgLi/L
2.7千tLCE 予備経済性評価
Smackover
(米国)
Galvanic Energy Brine 300mgLi/L 初期探鉱
(ボ-リング)
Rose
(カナダ)
Critical Elements Spodumene 推定埋蔵量
26.8百万t
Li2O 0.85%
Ta2O5 133ppm
50千t
Technical Grade conc.
186千t
Chemical Grade conc.
共にLi2O 6%
17年 256mUS$ 337$/tConc. FS 2022年
(精鉱)
Cancet, Sirmac-Clapier, Adina
(カナダ)
Winsome Resources Spodumene Li2O
2.06~3.15%
初期探鉱
(ボ-リング)
PAK/Spark
(カナダ)
Frontier Lithium Spodumene 概測資源量
9.3百万t(PAK)
3.3百万t(Spark)
Li2O
2.04%(PAK)
1.59%(Spark)
23千t 26年 685mUS$ 予備経済性評価
3Q Lithium
(アルゼンチン)
Neo Lithium Brine 精測+概測資源量
1,747千tLCE
923mg/L 20千t 50年 370mUS$ 2,953$/tLCE FS・パイロットプラント
Karibib
(ナミビア)
Lepidico Spodumene
Lepidolite
精測資源量
2.2百万t
Li2O 0.57% LiOH 5千t 14年 1,656$/tLCE FS 2022年精鉱
2023年化合物
Polokhivske
(ウクライナ)
UkrLithiumMining Petalite 概測資源量
26百万t
カットオフ品位:Li2O 1% 精鉱280千t 15~
20年
200mUS$ 360$/t conc. プレFS

※ 空欄は未発表である。
出典:各社発表よりJOGMEC作成

4.1.Roseタンタル-リチウムプロジェクト(Critical Elements社)

加QC州の旧Nemaska Lithium社のWhabouchi鉱山近傍に位置するスポジュメン鉱山開発プロジェクトで、ガラス・セラミック向けテクニカルグレード(品位:Li2O 6%)のスポジュメン精鉱を50千t/年、LIB向け水酸化リチウム原料のケミカルグレード(品位:Li2O 6%)精鉱を186千t/年生産する計画である。本計画は、スポジュメン精鉱生産のフェーズ1、ケミカルグレード精鉱から水酸化リチウムを生産するまでのフェーズ2に分かれている。テクニカルグレード精鉱は外販が想定されている。ケミカルグレード精鉱はフェーズ2の原料にする計画であるが、市場の状況に応じて外販することも考慮している。

埋蔵量(Probable)は品位:Li2O 0.85%、Ta2O5 133ppmで26.8百万t、鉱石に含まれる不純物としては鉄酸化物が0.8%、雲母が2.7%と比較的低い。精鉱では鉄酸化物は0.4%まで低減される。

フェーズ1のCAPEXは256mUS$、精鉱生産コストは373US$/tを見込み、2022年に精鉱生産の開始が予定されている。

Metso-Outotec設計によるFSによれば、(1)スポジュメン精鉱+ソーダ灰をスラリーにし、(2)高圧浸出、(3)得られた炭酸リチウム沈殿を消石灰により水酸化リチウムに変換、(4)イオン交換による不純物除去、(5)水酸化リチウム結晶化、のフローにより水酸化リチウムが精製されている。

図1.Roseプロジェクトで想定される水酸化リチウム精製フロー

図1.Roseプロジェクトで想定される水酸化リチウム精製フロー

出典:Critical Elements社ウェブサイト

なお、本プロジェクトの開発は、QC州政府、ファーストネーション、地域住民コミュニティからも支持を受けている。道路や空港へのアクセスが良好で、水力発電による電力網も活用出来る。

4.2.Karibibリチウムプロジェクト(Lepidico社)

本プロジェクトは以前Desert Lion社が保有していたナミビアHelikon及びRubicon鉱山を買収したもので、新規鉱床及び貯鉱・尾鉱を資源の対象としている。詳細の発表はないが、貯鉱及び尾鉱はLepidolite(リチア雲母)、新規鉱床はスポジュメンが対象とみられる。当該プロジェクトの鉱山・選鉱所からのLepidoliteを、アラブ首長国連邦アブダビでの建造が予定されている化合物精製工場で水酸化リチウム・炭酸リチウムに精製する予定である。通常鉱石を処理する際に必要となるか焼工程(1100℃程度まで加熱)を省略可能な技術として、Lepidico社が開発し特許を保有するL-Max/LOH-Max技術の適用が計画されている。当該技術の詳細は明らかにされていないが、一般的に鉱石から水酸化リチウムを精製する際に副生するものの用途が限られるNa2SO4が発生しないことも利点である。アブダビに精製工場を建造し、生産が立ち上がるまでがプロジェクトのフェーズ1とされており、初期の生産目標は水酸化リチウム3千t/年となっている。最大生産能力は5千t/年を見込み、マインライフは14年の計画である。生産コストは3,221US$/tLCEを見込んでおり、水酸化リチウム生産開始は2023年第4四半期を予定している。

図2.Lepidico社のリチウム開発戦略

図2.Lepidico社のリチウム開発戦略

出典:Lepidico社ウェブサイト

4.3.Tres Quebradas(3Q)リチウムプロジェクト(Neo Lithium社)

アルゼンチンCatamarca州南西部のかん水プロジェクトである。Mg/Li比が2程度、SO4/Li比が20以下と、アルゼンチンHombre Muerto塩湖、Olaroz塩湖と同等、チリAtacama塩湖より低いという特長がある。資源量としては高品位エリア(カットオフ品位:800mg/L)としてLi 923g/Lで1,747千tLCE(精測+概測資源量)があり、その他に中品位エリア(カットオフ品位:400mg/L)も存在する。生産方法としては、天日蒸発法・不純物除去(溶媒抽出によるB除去、中和によるMg・Ca除去)、ソーダ灰添加・炭酸リチウム沈殿による従来の精製法を計画している。

これまで、パイロット蒸発池での蒸発試験でLi濃度3.6%の濃縮かん水20tを得ており、1/500スケールの炭酸リチウム精製パイロットプラントを1年間運転している。その結果、99.9%のバッテリーグレードの炭酸リチウム生産を達成している。

2021年10月に公表されたFSによれば、CAPEXは370.5mUS$、生産コスト2,953US$/tLCEで、生産規模は20千tLCE/年、マインライフ50年を見込む。なお、中CATL社による投資を経て、最終的には2021年10月には中Zijin Mining Group(紫金鉱業集団)がNeo Lithium社を960mC$で買収した。

図3.3Qプロジェクトと他プロジェクト、Li濃度の比較

図3.3Qプロジェクトと他プロジェクト、Li濃度の比較

出典:Neo Lithium社ウェブサイト

おわりに

現状のリチウム市況は2016~2018年の価格高騰時とは異なり、本格化したEV用LIB向けリチウム化合物需要の高まりという需給ファンダメンタルズによって推移しているものと考えられ、好調なリチウム価格を背景に、本会議では新規資源開発プロジェクト紹介が積極的に行われた。ただし、活発化しているEU域内の消費・資源開発動向については2020年の会議に比べ情報が少ない印象であった。

前回の会議では長期的な需要増を見越して、リチウム生産メジャー(SQM社、Livent社、Albermarle社)が既存プロジェクトの再開・拡張等について言及していた一方、新規資源開発プロジェクトの紹介がほとんどなかったことを考えると、資源開発の活発化が明瞭になった形ではあるものの、紹介されたプロジェクトは開発ステージが早期段階のものが多く、リチウム供給に寄与するまで時間を要することにも注意が必要である。

技術的には、全固体電池における金属リチウムの負極材の話題が印象的であった。前回の会議では、Tesla社がシリコン系負極材を開発中であることが話題になっていたが、今回は金属リチウムの負極材が広く議論されており、技術進化のスピードを感じた。

リチウム生産とESG/SDGs的側面についても活発な議論があり、コスト及び生産時間短縮のみならず環境保全の観点に基づくかん水からの生産技術の趨勢としてDLEへの要求の高まりが明らかになった。

現在は市況が高騰しており、リチウムに対する注目が集まっている状況の中でリチウム資源開発状況や需給動向、周辺情報としての資源国・消費国の政策、リチウム開発・消費とSDGs的観点など、大きな情勢変化の時期と考えられ、多面的観点での注視が求められていることを痛感した。

おことわり:本レポートの内容は、必ずしも独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構としての見解を示すものではありません。正確な情報をお届けするよう最大限の努力を行ってはおりますが、本レポートの内容に誤りのある可能性もあります。本レポートに基づきとられた行動の帰結につき、独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構及びレポート執筆者は何らの責めを負いかねます。なお、本資料の図表類等を引用等する場合には、独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構資料からの引用である旨を明示してくださいますようお願い申し上げます。

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