แหล่งแร่ลิเทียมกับผลต่ออุตสาหกรรมแบตเตอรี่ไทย

จากข่าวการค้นพบแหล่งแร่ลิเทียมในประเทศไทยทำให้เกิดการตื่นตัวในวงการอุตสาหกรรม แต่ยังมีข้อสงสัยว่าการค้นพบลิเทียมนี้จะมีผลอย่างไรต่อการเติบโตด้านอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ของไทย

ลิเทียมเป็นธาตุหลักสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่นิยมใช้งานกันในปัจจุบัน ทั้งในยานยนต์ไฟฟ้า โทรศัพท์เคลื่อนที่ คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก และอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมาย ทั้งนี้สารประกอบลิเทียมเป็นองค์ประกอบหลักของส่วนแคโทดในเซลล์แบตเตอรี่ ร่วมกับธาตุอื่นๆ ขึ้นอยู่กับชนิดของแบตเตอรี่ หากเป็นแบตเตอรี่ชนิด NMC (LiNiMnCoO₂) ก็จำเป็นต้องมีธาตุลิเทียม นิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ในรูปของออกไซด์ หรือหากเป็นชนิด LFP (LiFePO₄) ต้องประกอบไปด้วยธาตุลิเทียม เหล็ก และฟอสฟอรัสในรูปของออกไซด์

ดังนั้นจะเห็นได้ว่า การผลิตแบตเตอรี่นั้น ต้องอาศัยธาตุหลายชนิดเพื่อผลิตขั้วแคโทด

นอกจากนี้ยังต้องการองค์ประกอบอื่นๆ อีก ทั้งส่วนของขั้วแอโนด สารอิเล็กโตรไลต์ เมมเบรน ขั้วนำไฟฟ้าทั้งฝั่งแคโทด และแอโนด วัสดุหุ้มเซลล์ และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ธาตุลิเทียมเพียงอย่างเดียวนั้น ยังไม่สามารถผลิตออกมาเป็นแบตเตอรี่ได้

การผลิตลิเทียมในปัจจุบันนี้ มาจากสองรูปแบบ คือ น้ำเกลือ (brine) และหินแร่ (hard rock) โดยที่น้ำเกลือลิเทียมนั้น พบมากในแถบอเมริกาใต้ เช่น ชิลี โบลิเวีย อาร์เจนตินา และสาธารณรัฐประชาชนจีน ส่วนหินแร่นั้น มีการพบกระจายอยู่ทั่วไปในรูปของสโปดูมีน (Spodumene) และหินแร่อื่นๆ เช่น เลพิโดไลต์ (Lepidolite) ซึ่งแร่เลพิโดไลต์ชนิดนี้เป็นแร่ที่ได้มีรายงานว่ามีอยู่ในประเทศไทย

หัวใจสำคัญอีกประเด็นคือ การผลิตให้ได้ธาตุลิเทียมที่มีความบริสุทธิ์เพียงพอกับการผลิตแบตเตอรี่ และเป็นสารประกอบที่เหมาะสมแก่การผลิต กล่าวคือต้องอยู่ในรูปของลิเทียมคาร์บอเนตหากต้องการผลิตแบตเตอรี่ชนิด LFP และต้องอยู่ในรูปของลิเทียมไฮดรอกไซด์หากต้องการผลิตแบตเตอรี่ชนิด NMC ทั้งนี้ ยังมีความไม่แน่นอนในกระบวนการถลุงและแต่งแร่ว่า แร่ที่ผลิตได้นั้นจะได้คุณสมบัติที่เหมาะสมแก่การผลิตแบตเตอรี่หรือไม่

อีกปัจจัยที่ต้องคำนึงถึงคือ ระยะเวลาที่ต้องใช้ในการสร้างเหมืองและทำการปรับปรุงกระบวนการผลิตแร่นั้น ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 5-10 ปี ซึ่งยาวนานกว่าการสร้างโรงงานผลิตแบตเตอรี่หรือยานยนต์ไฟฟ้าหลายเท่าตัว

นอกจากการผลิตลิเทียมจากแหล่งแร่ใหม่ๆ แล้ว (ไม่ว่าจะมีปริมาณมากน้อยเพียงใด) การรีไซเคิลลิเทียมจากแบตเตอรี่ใช้แล้ว ก็เป็นอีกแหล่งการผลิตที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เพราะสามารถตอบโจทย์ของเศรษฐกิจหมุนเวียนได้เป็นอย่างดี

การค้นพบแหล่งแร่ที่มีลิเทียมเป็นองค์ประกอบนี้นับว่าเป็นเรื่องที่ดี อุตสาหกรรมแบตเตอรี่มีห่วงโซ่คุณค่าที่ยาว ทำให้ประเทศไทยมีโอกาสที่จะเข้าไปอยู่ในห่วงโซ่นี้ได้หลายจุด แต่จำเป็นต้องให้ความสำคัญและทำการศึกษาและส่งเสริมอย่างจริงจัง ทั้งนี้แบตเตอรี่สามารถเป็นอุตสาหกรรมแบบ New S-curve ได้เอง โดยไม่จำเป็นต้องอิงกับยานยนต์ไฟฟ้า เพราะสามารถใช้งานได้หลากหลายมากกว่านั้น

เรียบเรียงโดย สุมิตรา จรสโรจน์กุลและพิมพา ลิ้มทองกุล ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (เอ็นเทค) สวทช.

อ้างอิงจาก Gielen, D. and M. Lyons (2022), Critical Materials for the Energy Transition: Lithium, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.