鉅大LARGE | 點擊量：547次 | 2021年12月29日
全球動力鋰電池的資源約束
越來越多車企提出全電動化目標，特斯拉前聯合創始人則提醒：目標很美好，但在供應鏈問題上要確保管理到什么程度（甚至要追溯到礦山），他們并沒有完全計劃清楚。
本篇文章想探討在車企大規模推電動汽車的計劃下，電池供應鏈的保障面對什么挑戰，車企有什么應對案例，給行業一些參考相關相關經驗等。
1）發展情況
從歷史來看，電動汽車在全球在飛速擴展，2020年底，全球一共有1000萬輛電動汽車的存量（我國540萬、歐洲330萬、美國180萬，其他地區80萬）。但是從2021年開始，每年新增的電動汽車在加速，1-九月我國215.7萬輛、美國42.44萬臺，歐洲157.87萬，這三個市場前三個季度就有416萬臺，按照這個速度2021年一整年550萬臺，全球沖擊600萬臺一年，這個數據幾乎是之前電動汽車存量的一半。
圖1.我國占了全球一半的電動汽車的存量
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在所有的汽車公司都把電動汽車作為未來重要開發方向，全力以赴開發電動汽車的時候，接下來的問題就是，支撐電池的材料夠不夠？
圖2.IEA統計的世界重要車企的計劃
上升速度可以用數據來進行核對：2020年全球電池的需求才150GWh左右，可是我國九月份動力鋰離子電池產量共計23.2GWh，1-九月產量134.7GWh，這基本和之前全球電動汽車一年的需求相當，電池的需求膨脹速度太快了。
圖3.全球電池市場需求
2）材料的需求
所以，我們回溯五月份IEA寫的電池資源約束報告《TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergyTransitions》，詳細敘述了上端鋰、鎳、鈷還有稀土都制約著電動汽車大發展。
其實從這張圖里面，我們能發現隨著電動汽車和電池的爆發，有關上游資源端的需求是存在瓶頸的，而且這個問題涉及到長周期的資源開采問題，歸納下來重要涉及到銅、鎳、鈷和稀土這些核心材料。
圖4.石油天然氣到電池工業的資源、精煉和加工國
根據純電動汽車的發展，我們可以大致估算下使用量，單車鋰的用量約為10kg，鎳的用量50kg，鈷大概也在10kg左右。
圖5.IEA有關金屬材料的需求分解
從電芯的拆解核算也可以來做一個分解，以特斯拉用的LG的產品為例，大概材料可以分解下，51.75kWh，根據拆解來看，電芯的重量為201.68kg，對應的正極材料的重量為80kg，對應的鎳的重量為65.57kg，鈷的重量為4.8kg。
假如我們按照三元的51.75kwh作為基準，100萬臺Model3三元版本（51GWh），要的鎳6.5萬噸鎳，0.48萬噸鈷。2020年全球鈷產量為14萬噸，大概是這個數據。
圖6.特斯拉三元NCM811電芯的重量分解
假如從一個相對更為宏觀的角度切入，引用我國地質調查局全球礦產資源戰略研究中心公布《全球鋰、鈷、鎳、錫、鉀鹽礦產資源儲量評估報告（2021）》的數據來看：
全球鋰礦（碳酸鋰）儲量1.28億噸，資源量3.49億噸，重要分布在智利、澳大利亞、阿根廷、玻利維亞等國。
鈷礦儲量668萬噸，資源量2344萬噸，剛果（金）、印度尼西亞、澳大利亞等國最為富集。鎳礦儲量9063萬噸，資源量2.6億噸，印度尼西亞位居全球儲量第一，澳大利亞、俄羅斯等國資源豐富。
圖7.全球電池重要電池需求金屬的供給公司
從消費端來看，2020年全球鋰（碳酸鋰）消費量約40萬噸、鈷約17萬噸、鎳約240萬噸。相有關現有儲量，全球鋰、鎳、鉀鹽資源保障程度較高，鈷的保障程度相對較低。從目前的實際情況來，假如我國或者全球，大量使用磷酸鐵鋰的方法作為入門電動汽車的方法，整體電池的需求其實是可以保證的。
3）什么是普適的技術路線？
可以說，正是國內選擇了更普世的磷酸鐵鋰替代三元作為主流方法，才使得這段時間整體碳酸鋰價格飆漲，但是鈷價基本沒有大的漲幅的核心原因，數據顯示九月國內動力鋰離子電池裝機數據顯示，九月三元電池裝車6.14GWh，磷酸鐵鋰離子電池共計裝車9.54Wh，磷酸鐵鋰離子電池持續3個月在裝車量方面領先于三元電池。
產量方面九月三元電池產量9.63GWh，占總產量41.56%；磷酸鐵鋰離子電池產量13.51GWh，占總產量58.31%，這是持續第五個月磷酸鐵鋰離子電池產量超過三元電池。我國正是領先全球做了一次探索性的實驗來確認技術路線的更迭。
圖8.三元和磷酸鐵鋰的2021年比較
4）電池公司和車企的資源端行動
布局鋰、鈷、鎳等關鍵資源，已經成為電池公司的重要手段，這方面還是我國電池公司在巨大的需求和價格漲幅面前，成為了一項基本的內容。
以寧德時代為例：
2018年三月通過全資孫公司加拿大時代持有北美鋰業43.59%的股權；
2018年四月通過加拿大時代參股北美鎳業，持股25.38%；
2019年九月通過香港時代認購澳大利亞鋰礦公司PilbaraMinerals公司1.83億普通股，占總股本的8.5%；
2021年九月宣布擬在江西省宜春市建立鋰離子電池生產基地，而宜春被稱為“亞洲鋰都”。
而圍繞高鎳做開發的LG化學與現代汽車位于印尼的合資電池廠開始動工，計劃2024年投產。這方面，完全是基于鎳的需求考慮，計劃與一家礦業公司組建合資公司，以提高電池正極前驅體用金屬的采購能力。
有關全球各大汽車公司來說，為了確保電池、電機等核心部件的原材料供應，車企也是直接從礦商處通過長期采購協議來鎖定資源的供給。
以特斯拉為例：
2020年六月，特斯拉向全球最大的金屬礦商嘉能可采購鈷原料，按照雙方的長期合作協議，嘉能可將向特斯拉每年供應6000噸的鈷；
2020年九月，澳大利亞鋰礦生產商PiedmontLithium宣布與特斯拉簽署了一份為期五年的合作協議，將向其供應北卡羅來納州鋰礦中開采的高純度鋰礦石；
2021年六月，特斯拉與全球礦業巨頭必和必拓簽署了鎳供應協議。
從目前來看，一旦需求大了必然要在全球范圍內保障自己的電池原材料供應。
5）布局回收？
我覺得電動汽車里面的電池，可以理解為人為使用的城市精礦，特斯拉聯合創始人JBStraubel的公司RedwoodMaterials，還是非常有價值的，通過電池回收和后道的電池材料，可以構建一個循環體系。
通過建立一個電池生產和回收的循環體系，從報廢汽車和蓄電池中回收材料并生產電池，在未來數十年的時間中大大減少鎳、銅和鈷等原材料的開采，同時減少生產過程中報廢電池的損失。
實際上，電動汽車的發展的最終目標是，通過電池回收及電池材料生產，從根本上影響全球的資源可持續發展。
小結：我個人覺得電動汽車的發展，資源約束是暫時的，隨著循環經濟在電動汽車里面的落地，電動汽車的前景會更美好。
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