แหล่งแร่ลิเทียมกับผลต่ออุตสาหกรรมแบตเตอรี่ไทย

สุมิตรา จรสโรจน์กุลและพิมพา ลิ้มทองกุล
ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (เอ็นเทค) สวทช.

จากข่าวการค้นพบแหล่งแร่ลิเทียมในประเทศไทยทำให้เกิดการตื่นตัวในวงการอุตสาหกรรม แต่ยังมีข้อสงสัยว่าการค้นพบลิเทียมนี้จะมีผลอย่างไรต่อการเติบโตด้านอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ของไทย

ลิเทียมเป็นธาตุหลักสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่นิยมใช้งานกันในปัจจุบัน ทั้งในยานยนต์ไฟฟ้า โทรศัพท์เคลื่อนที่ คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก และอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมาย ทั้งนี้สารประกอบลิเทียมเป็นองค์ประกอบหลักของส่วนแคโทด (ขั้วบวก) ในเซลล์แบตเตอรี่ ร่วมกับธาตุอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับชนิดของแบตเตอรี่ หากเป็นแบตเตอรี่ชนิด NMC (LiNiMnCoO₂) ก็จำเป็นต้องมีธาตุลิเทียม นิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ในรูปของออกไซด์ หรือหากเป็นชนิด LFP (LiFePO₄) ต้องประกอบไปด้วยธาตุลิเทียม เหล็ก และฟอสฟอรัสในรูปของออกไซด์

ดังนั้นจะเห็นได้ว่า การผลิตแบตเตอรี่นั้นต้องอาศัยธาตุหลายชนิดเพื่อผลิตขั้วแคโทด

นอกจากนี้ยังต้องการองค์ประกอบอื่น ๆ อีก ทั้งส่วนของขั้วแอโนด (ขั้วลบ) สารอิเล็กโตรไลต์ เมมเบรน ขั้วนำไฟฟ้าทั้งฝั่งแคโทดและแอโนด วัสดุหุ้มเซลล์ และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ธาตุลิเทียมเพียงอย่างเดียวนั้นยังไม่สามารถผลิตออกมาเป็นแบตเตอรี่ได้

การผลิตลิเทียมในปัจจุบันนี้มาจากสองรูปแบบ คือ น้ำเกลือ (brine) และหินแร่ (hard rock) โดยที่น้ำเกลือลิเทียมนั้นพบมากในแถบอเมริกาใต้ เช่น ชิลี โบลิเวีย อาร์เจนตินา และสาธารณรัฐประชาชนจีน ส่วนหินแร่พบกระจายอยู่ทั่วไปในรูปของสปอดูมีน (spodumene) และหินแร่อื่น ๆ เช่น เลพิโดไลต์ (lepidolite) ซึ่งแร่เลพิโดไลต์ชนิดนี้เป็นแร่ที่มีรายงานว่ามีอยู่ในประเทศไทย

หัวใจสำคัญอีกประเด็นคือ การผลิตให้ได้ธาตุลิเทียมที่มีความบริสุทธิ์เพียงพอกับการผลิตแบตเตอรี่ และเป็นสารประกอบที่เหมาะสมแก่การผลิต คือต้องอยู่ในรูปของลิเทียมคาร์บอเนตหากต้องการผลิตแบตเตอรี่ชนิด LFP และต้องอยู่ในรูปของลิเทียมไฮดรอกไซด์หากต้องการผลิตแบตเตอรี่ชนิด NMC ทั้งนี้ยังมีความไม่แน่นอนในกระบวนการถลุงและแต่งแร่ว่า แร่ที่ผลิตได้นั้นจะได้คุณสมบัติที่เหมาะสมแก่การผลิตแบตเตอรี่หรือไม่

อีกปัจจัยที่ต้องคำนึงถึงคือ ระยะเวลาที่ต้องใช้ในการสร้างเหมืองและทำการปรับปรุงกระบวนการผลิตแร่ ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 5-10 ปี ซึ่งยาวนานกว่าการสร้างโรงงานผลิตแบตเตอรี่หรือยานยนต์ไฟฟ้าหลายเท่าตัว

นอกจากการผลิตลิเทียมจากแหล่งแร่ใหม่ ๆ แล้ว (ไม่ว่าจะมีปริมาณมากน้อยเพียงใด) การรีไซเคิลลิเทียมจากแบตเตอรี่ใช้แล้ว ก็เป็นอีกแหล่งการผลิตที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เพราะสามารถตอบโจทย์ของเศรษฐกิจหมุนเวียนได้เป็นอย่างดี

การค้นพบแหล่งแร่ที่มีลิเทียมเป็นองค์ประกอบนี้นับว่าเป็นเรื่องที่ดี อุตสาหกรรมแบตเตอรี่มีห่วงโซ่คุณค่าที่ยาว ทำให้ประเทศไทยมีโอกาสที่จะเข้าไปอยู่ในห่วงโซ่นี้ได้หลายจุด แต่จำเป็นต้องศึกษาและส่งเสริมอย่างจริงจัง ทั้งนี้แบตเตอรี่เป็นอุตสาหกรรมแบบ New S-curve ได้เอง โดยไม่จำเป็นต้องอิงกับยานยนต์ไฟฟ้า เพราะสามารถใช้งานได้หลากหลายมากกว่านั้น

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

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