เมื่อมังกรสกัดลิเทียมจากน้ำทะเลสำเร็จ โลกก็มีรอยยิ้ม โดย ดร.ไพจิตร วิบูลย์ธนสาร

เมื่อหลายวันก่อน ผมมีโอกาสไปพูดคุยกับเพื่อนคนจีน และได้รับทราบข่าวว่า จีนพึ่งประสบความสำเร็จในการสกัดลิเธีนมจากน้ำทะเล (น้ำเกลือ) ที่ปนมากับแหล่งน้ํามันและก๊าซธรรมชาติ

แรกทีเดียว ผมก็ฟังไม่ค่อยเข้าใจนัก และงงอยู่นาน อาจเพราะเป็นศัพท์เทคนิคและผมไม่ค่อยมีความรู้ในด้านนี้มากนัก แต่เห็นเป็นเรื่องนวัตกรรมที่อาจเปลี่ยนโลกพลังงานในอนาคต ผมก็เลยหาเวลาไปเจาะลึกข้อมูลมาแชร์กับท่านผู้อ่านกันครับ ...

แร่ลิเทียมเป็นโลหะที่เบาที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด มีสีเงิน และมีความหนาแน่นเพียงครึ่งหนึ่งของน้ำ ทำให้อ่อนนิ่มมากจนสามารถตัดด้วยวัสดุมีคมได้

ลิเทียมมีคุณสมบัติเช่นเดียวกับโลหะแอลคาไลปฏิกิริยาสูง ทำให้ลิเทียมมีคุณสมบัติพิเศษในการเป็นสื่อนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม จึงถูกนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตสินค้าหลากหลายประเภท

โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ชนิดลิเทียมไอออนที่ใช้ในรถยนต์พลังงานไฟฟ้า สมาร์ตโฟนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ รวมทั้งแบ็ตเตอรี่สำรอง หรือที่เราเรียกกันจนติดปากว่า “พาวเวอร์แบ้งค์”

ขณะที่แนวคิดและเทคโนโลยีในการสกัดแร่ธาตุจากหินและน้ำไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะมีนักวิทยาศาสตร์ของหลายชาติได้พยายามคิดค้นการสกัดแร่ธาตุมีค่า อาทิ ทองคำ ยูเรเนียม และลิเทียมจากเหมืองหินและแหล่งน้ำมาเป็นเวลานานนับร้อยปี

ทั้งนี้ ในช่วงหลายปีหลัง เทคโนโลยีการสกัดก็ได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพการสกัดที่สูงขึ้น เช่น เมื่อไม่นานมานี้ ก็มีข่าวว่า มีนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันประสบความสำเร็จในการสกัดลิเทียมจากน้ำบาดาล แต่ส่วนใหญ่สนใจกับการสกัดแร่ลิเทียมจากน้ำทะเล

เพราะงานวิจัยหนึ่งระบุว่า ลิเทียมที่มีในน้ำทะเลมีมากกว่าลิเทียมในเหมืองบนพื้นแผ่นดินกว่า 5,000 เท่า ทำให้การสกัดลิเทียมจากน้ำทะเลเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีในฝันของนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก

เทคโนโลยีการสกัดลิเทียมแบบเก่าใช้หลักการระเหยของน้ำเป็นหลัก เหมือนกับการทำนาเกลือในบ้านเราที่ทำบ่อไว้แล้วรอให้น้ำระเหยออกไปโดยอาศัยความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ หลังจากนั้นก็รอให้เกลือตกตะกอน

ปัจจุบัน แหล่งที่พบแร่ลิเทียมกระจายอยู่ในพื้นที่ราบเกลือ (Salt Flat) หลายแห่งทั่วโลก อาทิ โบลิเวีย ชิลี และอาร์เจนตินาในทวีปอเมริกาใต้ รวมทั้งจีน

โดยแหล่งที่มีขนาดใหญ่สุดก็ได้แก่ Salar de Uyuni ในโบลิเวีย ซึ่งประเมินว่า พื้นที่นี้เป็นแหล่งลิเทียมสำรองถึง 70% โดยรวมของโลก

ในเชิงของขนาด พื้นที่ราบเกลือนี้มีขนาดกว่า 10,000 ตารางกิโลเมตร คิดเป็นถึงเกือบครึ่งหนึ่งของขนาดในเชิงภูมิศาสตร์ของจังหวัดเชียงใหม่ จังหวัดที่มีขนาดใหญ่สุดของไทย

อย่างไรก็ดี วิธีการแบบเดิมดังกล่าวต้องใช้แรงงานมนุษย์และพื้นที่จำนวนมากในการผลิต รวมทั้งยังอาจต้องใช้เวลานานถึง 2 ปี แต่สามารถสกัดลิเทียมออกมาได้เพียง 30-50% ซึ่งอาจนำไปสู่ความท้าทายที่อุปทานไม่เพียงพอต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและต่อเนื่องในอนาคต

นี่อาจเป็นเหตุผลที่ลิเทียมกลายเป็นเสมือน “ทองคำขาว” ชั้นดีที่มีราคาในตลาดโลกเพิ่มขึ้นถึง 10 เท่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และมีกิจการเหมืองแร่ลิเทียมจดทะเบียนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนมีจำนวนกว่า 200 แห่งในปัจจุบัน

แต่เมื่อเร็วๆ นี้ ก็มีข่าวดีว่า หนึ่งในบริษัทชั้นนำของวงการอันได้แก่ EnergyX ได้เปิดเผยข้อมูลความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีการสกัดใหม่ที่มีชื่อว่า “LiTAS” โดยระบุว่าสามารถสกัดลิเทียมได้ถึงเกือบ 90% โดยใช้เวลาเพียงไม่กี่วัน และยังเป็นวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเทคโนโลยีแบบเดิมอีกด้วย

ประการสำคัญ เทคโนโลยีล้ำสมัยดังกล่าวและสภาพปัจจัยแวดล้อมเชิงบวก อาทิ การขุดพบแหล่งลิเทียมสำรองปริมาณนับล้านตันในจีน ช่วยคลายความกังวลใจเกี่ยวกับการขาดแคลนลิเทียม ส่งผลให้ราคาลิเทียมในตลาดโลกลดลงอย่างฮวบฮาบในช่วงไม่กี่เดือนต่อมา

แม้ว่าเทคโนโลยีการสกัดดังกล่าวจะไม่ใช่เรื่องใหม่นัก แต่พอเกี่ยวข้องกับแร่หายากที่มีอุปสงค์สูงอย่างลิเทียม ที่ใช้เป็นวัตถุดิบพื้นฐานในการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ก็ทำให้หลายคนสนใจเป็นอย่างมาก

ประการสำคัญ ความสำเร็จในการทดลองในครั้งนี้เกิดขึ้นในจีน ก็เลยทำให้หลายฝ่ายจินตนาการต่อไปว่าแบตเตอรี่เจนใหม่จะมีต้นทุนค่าใช้จ่ายที่ลดลงและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น และนั่นอาจหมายถึงรถยนต์พลังงานไฟฟ้า สมาร์ตโฟน และอื่นๆ ที่มีราคาต่ำลงและคุณภาพดีขึ้นในอนาคต

ความสำเร็จในโครงการนําร่องของจีนในครั้งนี้ใช้แหล่งก๊าซธรรมชาติในพื้นที่เจียนเป้ย (Jianbei) เป็นฐานการทดลอง ซึ่งถือเป็นโครงการใช้ประโยชน์จากแร่ธาตุที่เกี่ยวข้องแห่งแรกในเขตที่ราบสูงชิงไห่-ทิเบต (QinghaI-Tibet) ด้านซีกตะวันตกของจีน

อันที่จริง บ่อน้ํามันชิงไห่ (Qinghai Oilfield) นี้ถือเป็นแหล่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่สูงที่สุดในโลก โดยมีระดับความสูงเฉลี่ยราว 3,000 เมตร และเป็นหนึ่งในแหล่งน้ํามันที่พัฒนาเร็วที่สุดในลุ่มน้ําไกดัม (Qaidam) ทางซีกตะวันตกเฉียงเหนือของมณฑลชิงไห่

นอกจากการสกัดลิเทียมจากน้ำเกลือของแหล่งน้ํามันและก๊าซธรรมชาติเครื่องแรกของจีนแล้ว ความสำเร็จของโครงการนำร่องนี้ยังอยู่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีล้ำสมัยที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเพิ่มคุณค่าใหม่อย่างคาดไม่ถึง

ปัจจุบัน จีนมีทรัพยากรลิเทียมสำรองคิดเป็นไม่ถึง 10% ของปริมาณโดยรวมของโลก แต่ก็มีก็ผลิตลิเทียมคาร์บอเน็ตในเชิงพาณิชย์ประมาณครึ่งหนึ่งของโลก และด้วยอุปสงค์ของหลายอุตสาหกรรมของจีนในฐานะ “โรงงานของโลกยุคใหม่” ทำให้จีนจำเป็นต้องพึ่งพาการนําเข้าในระดับที่สูง

นอกจากนี้ ในช่วงหลายปีหลัง จีนยังได้เพิ่มความพยายามในการสํารวจทรัพยากรลิเทียมภายในประเทศเป็นสองเท่า เพื่อเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานและทรัพยากรธรรมชาติ อันนำไปสู่เบื้องหลังการเสริมสร้างขีดความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมยุคใหม่ภายใต้นโยบาย Made in China 2025 ของจีนในเวทีโลก

ย้อนกลับไป จีนเริ่มทดลองใช้ระบบ 5G เมื่อปลายปี 2018 และเปิดให้ใช้ในเชิงพาณิชย์ในปีต่อมา แต่เพียง 2-3 ปีต่อมา จีนก็ประกาศว่าประสบความสำเร็จในการพัฒนาระบบ 6G ในห้องทดลองแล้ว

หลังจากนั้นไม่นาน จีนก็ตั้งเป้าหมายที่จะเริ่มใช้ระบบ 6G ภายในปี 2030 แต่เมื่อไม่กี่ปีก่อน จีนก็สร้างความฮือฮาด้วยการประกาศจะเดินหน้าโครงการนำร่องการใช้ระบบ 6G ในปี 2025 นี้แล้ว

นั่นหมายความว่า มีความเป็นไปได้สูงที่จีนจะเริ่มใช้ระบบ 6G ในเชิงพาณิชย์ก่อนเป้าหมายเดิมที่กำหนดไว้หลายปี

สิ่งที่น่าสนใจตามมาก็คือ เราก็น่าจะเห็นหน้าตาของหลายอุตสาหกรรมดิจิตัลเปลี่ยนแปลงไป โดยไม่ต้องกังวลใจกับระบบการประมวลผล อาทิ รถยนต์พลังงานไฟฟ้าจะปรับไปสู่รถยนต์ไร้คนขับ สมาร์ตโฟนที่จะกลายเป็นอุปกรณ์ IoTs และอื่นๆ

ความสำเร็จในการสกัดลิเทียมจากน้ำเกลือที่มาจากการขุดเจาะแหล่งน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติของจีนในครั้งนี้ อาจจะเป็น “จิ๊กซอว์” สำคัญในการยกระดับหลายอุตสาหกรรมยุคใหม่ของจีนที่จะสร้างคุณูปการต่อมวลมนุษยชาติของโลกในอนาคต ...

ภาพจาก reuters