中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來鋰、鈷、鎳金屬的需求快速增長，中國、美國、歐盟等將這3種金屬列為戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)。文章研究了中國和全球電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)鋰、鈷、鎳需求的增長情況，預(yù)測了3種金屬的回收潛力，研判了我國鋰、鈷、鎳面臨的資源安全挑戰(zhàn)。文章建議加強(qiáng)海外礦產(chǎn)資源開發(fā)國際合作，提高對(duì)海外資產(chǎn)和權(quán)益的保駕護(hù)航能力；加快建設(shè)電動(dòng)汽車電池循環(huán)回收體系，通過布局電池回收網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)管體系，保障我國鋰、鈷、鎳金屬的供應(yīng)安全，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供有力支撐。
面對(duì)日益嚴(yán)峻的氣候變化威脅，世界各國正在積極推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型。電動(dòng)汽車作為能源轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，近年來經(jīng)歷了高速發(fā)展，全球電動(dòng)汽車銷量已經(jīng)從10年前的幾千輛增長到2022年的超過1000萬輛。根據(jù)國際能源署（IEA）的預(yù)測，到2030年，全球電動(dòng)汽車銷量將超過4000萬輛。鋰（Li）、鈷（Co）、鎳（Ni）作為電動(dòng)汽車電池的關(guān)鍵原材料，在電動(dòng)汽車需求增長的驅(qū)動(dòng)下，其需求也將迎來快速增長。電動(dòng)汽車和電池儲(chǔ)能已經(jīng)取代消費(fèi)電子產(chǎn)品成為最大的鋰需求部門，并預(yù)計(jì)將在2040年取代不銹鋼成為最大的鎳需求部門。
鋰、鈷、鎳3種金屬需求的激增引發(fā)了全球?qū)ζ滟Y源安全的擔(dān)憂，這可能成為能源安全轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵限制因素。2016年，國土資源部發(fā)布《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016—2020年）》，將鋰、鈷、鎳等24種資源品種列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)；1939年起，美國開始針對(duì)戰(zhàn)略性原材料出臺(tái)法案，2018年美國內(nèi)政部在關(guān)鍵礦產(chǎn)范圍中納入鋰和鈷，2022年進(jìn)一步納入鎳金屬；2008年歐盟開始發(fā)布《歐盟關(guān)鍵原材料》清單，2020年納入鋰、鈷，2023年納入鎳。鋰、鈷、鎳的資源可得性已經(jīng)引發(fā)了各國的高度重視。在此背景下，本研究旨在研判3種金屬面臨的資源安全挑戰(zhàn)，并為我國保障鋰、鈷、鎳供應(yīng)鏈安全提供決策依據(jù)和政策建議。
1 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)鋰、鈷、鎳需求迅速擴(kuò)張
本研究參考國際能源署的情景設(shè)定，選取了既定政策情景（STEPS）和凈零排放情景（NZE）2種氣候情景。既定政策情景是在對(duì)當(dāng)前政策前景進(jìn)行詳細(xì)回顧的基礎(chǔ)上，提供能源系統(tǒng)發(fā)展的主要方向；凈零排放情景為全球能源部門到2050年實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放指明了道路?？紤]到未來電動(dòng)汽車電池技術(shù)演變的不確定性，本研究設(shè)置了3種電池化學(xué)技術(shù)演變情景，分別是三元鋰電池主導(dǎo)情景、磷酸鐵鋰電池主導(dǎo)情景和新型電池技術(shù)涌現(xiàn)情景。
凈零排放氣候目標(biāo)驅(qū)動(dòng)全球鋰、鈷、鎳需求快速增長
在凈零排放氣候目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，全球電動(dòng)汽車電池對(duì)鋰、鈷、鎳的需求將快速增長。本研究結(jié)果顯示，2020年，全球電動(dòng)汽車對(duì)鋰、鈷、鎳的需求分別為1.8萬噸、2.0萬噸、8.1萬噸。到2050年，在既定政策情景下，全球電動(dòng)汽車電池對(duì)鋰、鈷、鎳的需求將上漲到45萬—75萬噸、21萬—49萬噸、180萬—380萬噸；在凈零排放情景下，全球電動(dòng)汽車電池對(duì)鋰、鈷、鎳的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大，分別達(dá)到74萬—124萬噸、35萬—82萬噸、299萬—631萬噸。
在不同的電池技術(shù)演變路徑下，鋰、鈷、鎳的需求呈現(xiàn)巨大的差異。在凈零排放情景下，全球電動(dòng)汽車電池在三元鋰主導(dǎo)的技術(shù)路線下對(duì)鋰的需求最高，累積為1814萬噸；在新型電池涌現(xiàn)的情景下對(duì)鋰的需求最低，累積為1392萬噸，這主要是由于新型電池的鋰材料強(qiáng)度大幅降低，導(dǎo)致對(duì)鋰原材料的需求下降。電動(dòng)汽車電池對(duì)鎳和鈷的累積需求也是在三元鋰主導(dǎo)的情景下最高，分別為9187萬噸和1341萬噸；而在磷酸鐵鋰主導(dǎo)的情景下最低，分別為5625萬噸和852萬噸，這主要是由于磷酸鐵鋰電池?zé)o需鎳、鈷2種原材料，從而大大降低了對(duì)鎳和鈷的需求。
中國的鋰、鈷、鎳需求
促進(jìn)綠色發(fā)展是全人類的共同事業(yè)，中國順應(yīng)綠色發(fā)展趨勢，努力為全球綠色轉(zhuǎn)型做出更大貢獻(xiàn)。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，鋰、鈷、鎳等金屬礦產(chǎn)需求預(yù)計(jì)較快增長。在既定政策情景下，2025—2050年，中國電動(dòng)汽車市場對(duì)鋰、鈷、鎳的需求總量預(yù)計(jì)分別超過300萬噸、200萬噸和1 400萬噸，凈零排放情境下分別超過400萬噸、300萬噸和2 000萬噸，具體取決于其電池技術(shù)演變路徑。
中國對(duì)鋰、鈷、鎳等關(guān)鍵原材料的需求不僅僅局限于國內(nèi)市場，還面臨著來自全球市場的廣泛需求。假設(shè)未來中國在全球電動(dòng)汽車電池市場的份額能夠維持當(dāng)前水平或穩(wěn)中略降，這將使中國對(duì)鋰、鈷、鎳的需求達(dá)到本土需求的1.4倍之多，進(jìn)一步對(duì)我國鋰、鈷、鎳資源的供應(yīng)可得性提出了更高要求。
2 鋰、鈷、鎳資源安全挑戰(zhàn)
鋰、鈷、鎳原生供應(yīng)情況
鋰、鈷、鎳這3種金屬礦產(chǎn)在地理分布上具有較高的供應(yīng)集中度。目前全球大約有80%的鋰供應(yīng)來自澳大利亞和智利，60%的鎳來自于印度尼西亞、菲律賓、俄羅斯和加拿大，80%以上的鈷來自于剛果民主共和國，且這一供應(yīng)格局在短期內(nèi)難以有明顯變化。在全球鋰、鈷、鎳供應(yīng)日益緊張的背景下，高度集中的地理分布將進(jìn)一步加劇對(duì)這3種金屬供應(yīng)鏈韌性的挑戰(zhàn)。因此，我國未來在鋰、鈷、鎳的供應(yīng)上，將不可避免地面臨來自全球市場的競爭，這也對(duì)我國鋰、鈷、鎳資源的供應(yīng)安全提出了新的挑戰(zhàn)。當(dāng)前全球探明鋰、鈷、鎳儲(chǔ)量分別為2100萬噸、1100萬噸、超13000 萬噸，未來隨著礦產(chǎn)開采技術(shù)的進(jìn)步，全球鋰、鈷、鎳儲(chǔ)量可能進(jìn)一步增長，高度集中的地理分布也可能出現(xiàn)變化，因此需要高度關(guān)注鋰、鈷、鎳礦產(chǎn)開采技術(shù)和地理分布的變化趨勢。
鋰、鈷、鎳的回收潛力在2035年后將逐步顯現(xiàn)
隨著電動(dòng)汽車電池退役潮的到來，我國電動(dòng)汽車電池中鋰、鈷、鎳的回收量將大幅增加，能夠滿足相當(dāng)大比例的金屬需求，這將有效地緩解這些關(guān)鍵金屬的供應(yīng)壓力。在凈零排放情景下，我國電動(dòng)汽車電池中鋰、鈷、鎳3種金屬的回收量在2035年之后將逐漸形成規(guī)模，分別達(dá)到約1.4萬噸、1.5萬噸、6.0萬噸；到2050年，電動(dòng)汽車電池中鋰、鈷、鎳的回收量將快速增長，分別達(dá)到12.9萬—14.5萬噸、8.6萬—11.8萬噸、45.0萬—64.5萬噸，具體取決于其技術(shù)路徑演變趨勢。
到2050年，在三元鋰主導(dǎo)的技術(shù)路徑下，我國退役電動(dòng)汽車電池中的鋰、鈷、鎳分別可以滿足35%、44%、31%的金屬需求；在磷酸鐵鋰主導(dǎo)的技術(shù)路徑下，這些數(shù)值將達(dá)到35%、68%、46%；在新型電池涌現(xiàn)情景下，這些數(shù)值將達(dá)到53%、91%、41%。相比于三元鋰主導(dǎo)的技術(shù)路徑，磷酸鐵鋰主導(dǎo)的技術(shù)路徑和新型電池涌現(xiàn)的技術(shù)路徑都呈現(xiàn)出更高的鈷和鎳的回收潛力，這是因?yàn)榱姿徼F鋰電池和新型電池都不再依賴鎳和鈷，因此鎳和鈷的需求將會(huì)逐漸下降，而隨著早期裝機(jī)的三元鋰電池的退役，使得鎳、鈷的回收量與需求量之間的占比快速上升。尤其值得注意的是，在新型電池涌現(xiàn)的技術(shù)路徑下，鈷金屬的回收潛力在2050年將高達(dá)91%，這將極大程度地降低對(duì)鈷的進(jìn)口需求，從而降低鈷資源的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。
3 對(duì)策建議
1.全面推進(jìn)鋰、鈷、鎳金屬資源的勘探和開采工作，加強(qiáng)國際合作，積極探索海外供應(yīng)潛力
制定中長期的鋰、鈷、鎳資源勘探計(jì)劃，提高我國資源儲(chǔ)備對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的抵御能力。密切關(guān)注海外礦產(chǎn)項(xiàng)目可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)，通過分散投資、加強(qiáng)合作、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測等手段增強(qiáng)對(duì)海外資產(chǎn)和權(quán)益的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測、預(yù)警和預(yù)防能力。值得說明的是，鋰、鈷、鎳資源的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)不僅來自于供應(yīng)量的緊缺和供應(yīng)高度集中，還來自于自然災(zāi)害等因素引發(fā)的供應(yīng)和運(yùn)輸中斷等問題，這有待于進(jìn)一步的研究，例如制定相應(yīng)的戰(zhàn)略儲(chǔ)備策略等，以提高抵御突發(fā)供應(yīng)中斷等風(fēng)險(xiǎn)的能力。
2.推動(dòng)構(gòu)建電動(dòng)汽車電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，制定科學(xué)可行的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和政策激勵(lì)方案
2023年8月，歐盟頒布的《歐盟電池和廢電池法規(guī)》生效，該法規(guī)規(guī)定到2031年，電池活性材料中再生金屬元素的最低使用比例分別為：鋰6%、鎳6%、鈷16%。相較于歐盟，我國在電動(dòng)汽車電池循環(huán)利用方面的規(guī)劃和實(shí)踐尚顯不足。亟需制定明確的電動(dòng)汽車電池循環(huán)回收目標(biāo)，以在2035年電動(dòng)汽車退役潮到來之前對(duì)我國電動(dòng)汽車電池回收產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局，推動(dòng)電動(dòng)汽車電池產(chǎn)業(yè)加快對(duì)鋰、鈷、鎳3種關(guān)鍵金屬的循環(huán)利用。此外，還需要對(duì)電動(dòng)汽車電池技術(shù)路線進(jìn)行密切監(jiān)測，以動(dòng)態(tài)研判在不同技術(shù)演變趨勢下循環(huán)回收對(duì)于電動(dòng)汽車電池供應(yīng)鏈安全的重要作用，并基于實(shí)際的供應(yīng)安全形式對(duì)回收工作重心進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
3.建立電動(dòng)汽車電池廢棄物循環(huán)利用監(jiān)管體系，增強(qiáng)對(duì)電動(dòng)汽車電池廢棄物回收規(guī)模的監(jiān)測和回收企業(yè)的監(jiān)管
電動(dòng)汽車電池的循環(huán)回收需要依賴更加精細(xì)的數(shù)據(jù)監(jiān)測和技術(shù)追蹤，亟需完善涵蓋使用、回收、再利用等各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)管體系，建立電動(dòng)汽車電池廢棄物時(shí)空分布監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過及時(shí)跟蹤廢舊電池?cái)?shù)量、地點(diǎn)和類型，為后續(xù)回收和處理提供依據(jù)。支持企業(yè)加大力度部署電動(dòng)汽車電池回收網(wǎng)絡(luò)和回收站點(diǎn)、處理工廠等基礎(chǔ)設(shè)施，確保廢舊電池能被有效回收和處理。加強(qiáng)電動(dòng)汽車電池回收企業(yè)監(jiān)管，打擊“作坊式”電池拆解廠，保障回收過程安全環(huán)保。推動(dòng)電池護(hù)照技術(shù)研發(fā)和數(shù)據(jù)庫建設(shè)，加強(qiáng)電池材料成分和供應(yīng)鏈信息追蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車電池廢棄物精細(xì)化監(jiān)管。
