中國儲能網訊：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)略性關鍵礦產。文章研究了中國和全球電動汽車產業(yè)對鋰、鈷、鎳需求的增長情況，預測了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)。文章建議加強海外礦產資源開發(fā)國際合作，提高對海外資產和權益的保駕護航能力；加快建設電動汽車電池循環(huán)回收體系，通過布局電池回收網絡和監(jiān)管體系，保障我國鋰、鈷、鎳金屬的供應安全，為實現(xiàn)“雙碳”目標提供有力支撐。
面對日益嚴峻的氣候變化威脅，世界各國正在積極推動能源低碳轉型。電動汽車作為能源轉型中的關鍵產業(yè)，近年來經歷了高速發(fā)展，全球電動汽車銷量已經從10年前的幾千輛增長到2022年的超過1000萬輛。根據國際能源署（IEA）的預測，到2030年，全球電動汽車銷量將超過4000萬輛。鋰（Li）、鈷（Co）、鎳（Ni）作為電動汽車電池的關鍵原材料，在電動汽車需求增長的驅動下，其需求也將迎來快速增長。電動汽車和電池儲能已經取代消費電子產品成為最大的鋰需求部門，并預計將在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)了全球對其資源安全的擔憂，這可能成為能源安全轉型的關鍵限制因素。2016年，國土資源部發(fā)布《全國礦產資源規(guī)劃（2016—2020年）》，將鋰、鈷、鎳等24種資源品種列為戰(zhàn)略性礦產；1939年起，美國開始針對戰(zhàn)略性原材料出臺法案，2018年美國內政部在關鍵礦產范圍中納入鋰和鈷，2022年進一步納入鎳金屬；2008年歐盟開始發(fā)布《歐盟關鍵原材料》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、鎳供應鏈安全提供決策依據和政策建議。
1 電動汽車產業(yè)驅動鋰、鈷、鎳需求迅速擴張
本研究參考國際能源署的情景設定，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當前政策前景進行詳細回顧的基礎上，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年實現(xiàn)二氧化碳凈零排放指明了道路?？紤]到未來電動汽車電池技術演變的不確定性，本研究設置了3種電池化學技術演變情景，分別是三元鋰電池主導情景、磷酸鐵鋰電池主導情景和新型電池技術涌現(xiàn)情景。
凈零排放氣候目標驅動全球鋰、鈷、鎳需求快速增長
在凈零排放氣候目標的驅動下，全球電動汽車電池對鋰、鈷、鎳的需求將快速增長。本研究結果顯示，2020年，全球電動汽車對鋰、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，全球電動汽車電池對鋰、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，全球電動汽車電池對鋰、鈷、鎳的需求將進一步擴大，分別達到74萬—124萬噸、35萬—82萬噸、299萬—631萬噸。
在不同的電池技術演變路徑下，鋰、鈷、鎳的需求呈現(xiàn)巨大的差異。在凈零排放情景下，全球電動汽車電池在三元鋰主導的技術路線下對鋰的需求最高，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度大幅降低，導致對鋰原材料的需求下降。電動汽車電池對鎳和鈷的累積需求也是在三元鋰主導的情景下最高，分別為9187萬噸和1341萬噸；而在磷酸鐵鋰主導的情景下最低，分別為5625萬噸和852萬噸，這主要是由于磷酸鐵鋰電池無需鎳、鈷2種原材料，從而大大降低了對鎳和鈷的需求。
中國的鋰、鈷、鎳需求
促進綠色發(fā)展是全人類的共同事業(yè)，中國順應綠色發(fā)展趨勢，努力為全球綠色轉型做出更大貢獻。中國新能源汽車產業(yè)快速發(fā)展，鋰、鈷、鎳等金屬礦產需求預計較快增長。在既定政策情景下，2025—2050年，中國電動汽車市場對鋰、鈷、鎳的需求總量預計分別超過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演變路徑。
中國對鋰、鈷、鎳等關鍵原材料的需求不僅僅局限于國內市場，還面臨著來自全球市場的廣泛需求。假設未來中國在全球電動汽車電池市場的份額能夠維持當前水平或穩(wěn)中略降，這將使中國對鋰、鈷、鎳的需求達到本土需求的1.4倍之多，進一步對我國鋰、鈷、鎳資源的供應可得性提出了更高要求。
2 鋰、鈷、鎳資源安全挑戰(zhàn)
鋰、鈷、鎳原生供應情況
鋰、鈷、鎳這3種金屬礦產在地理分布上具有較高的供應集中度。目前全球大約有80%的鋰供應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，且這一供應格局在短期內難以有明顯變化。在全球鋰、鈷、鎳供應日益緊張的背景下，高度集中的地理分布將進一步加劇對這3種金屬供應鏈韌性的挑戰(zhàn)。因此，我國未來在鋰、鈷、鎳的供應上，將不可避免地面臨來自全球市場的競爭，這也對我國鋰、鈷、鎳資源的供應安全提出了新的挑戰(zhàn)。當前全球探明鋰、鈷、鎳儲量分別為2100萬噸、1100萬噸、超13000 萬噸，未來隨著礦產開采技術的進步，全球鋰、鈷、鎳儲量可能進一步增長，高度集中的地理分布也可能出現(xiàn)變化，因此需要高度關注鋰、鈷、鎳礦產開采技術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)
隨著電動汽車電池退役潮的到來，我國電動汽車電池中鋰、鈷、鎳的回收量將大幅增加，能夠滿足相當大比例的金屬需求，這將有效地緩解這些關鍵金屬的供應壓力。在凈零排放情景下，我國電動汽車電池中鋰、鈷、鎳3種金屬的回收量在2035年之后將逐漸形成規(guī)模，分別達到約1.4萬噸、1.5萬噸、6.0萬噸；到2050年，電動汽車電池中鋰、鈷、鎳的回收量將快速增長，分別達到12.9萬—14.5萬噸、8.6萬—11.8萬噸、45.0萬—64.5萬噸，具體取決于其技術路徑演變趨勢。
到2050年，在三元鋰主導的技術路徑下，我國退役電動汽車電池中的鋰、鈷、鎳分別可以滿足35%、44%、31%的金屬需求；在磷酸鐵鋰主導的技術路徑下，這些數(shù)值將達到35%、68%、46%；在新型電池涌現(xiàn)情景下，這些數(shù)值將達到53%、91%、41%。相比于三元鋰主導的技術路徑，磷酸鐵鋰主導的技術路徑和新型電池涌現(xiàn)的技術路徑都呈現(xiàn)出更高的鈷和鎳的回收潛力，這是因為磷酸鐵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逐漸下降，而隨著早期裝機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)的技術路徑下，鈷金屬的回收潛力在2050年將高達91%，這將極大程度地降低對鈷的進口需求，從而降低鈷資源的供應風險。
3 對策建議
1.全面推進鋰、鈷、鎳金屬資源的勘探和開采工作，加強國際合作，積極探索海外供應潛力
制定中長期的鋰、鈷、鎳資源勘探計劃，提高我國資源儲備對風險的抵御能力。密切關注海外礦產項目可能面臨的風險，通過分散投資、加強合作、風險監(jiān)測等手段增強對海外資產和權益的風險預測、預警和預防能力。值得說明的是，鋰、鈷、鎳資源的供應風險不僅來自于供應量的緊缺和供應高度集中，還來自于自然災害等因素引發(fā)的供應和運輸中斷等問題，這有待于進一步的研究，例如制定相應的戰(zhàn)略儲備策略等，以提高抵御突發(fā)供應中斷等風險的能力。
2.推動構建電動汽車電池循環(huán)經濟戰(zhàn)略，制定科學可行的循環(huán)經濟目標和政策激勵方案
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，我國在電動汽車電池循環(huán)利用方面的規(guī)劃和實踐尚顯不足。亟需制定明確的電動汽車電池循環(huán)回收目標，以在2035年電動汽車退役潮到來之前對我國電動汽車電池回收產業(yè)進行布局，推動電動汽車電池產業(yè)加快對鋰、鈷、鎳3種關鍵金屬的循環(huán)利用。此外，還需要對電動汽車電池技術路線進行密切監(jiān)測，以動態(tài)研判在不同技術演變趨勢下循環(huán)回收對于電動汽車電池供應鏈安全的重要作用，并基于實際的供應安全形式對回收工作重心進行動態(tài)調整。
3.建立電動汽車電池廢棄物循環(huán)利用監(jiān)管體系，增強對電動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
電動汽車電池的循環(huán)回收需要依賴更加精細的數(shù)據監(jiān)測和技術追蹤，亟需完善涵蓋使用、回收、再利用等各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管體系，建立電動汽車電池廢棄物時空分布監(jiān)測數(shù)據平臺，通過及時跟蹤廢舊電池數(shù)量、地點和類型，為后續(xù)回收和處理提供依據。支持企業(yè)加大力度部署電動汽車電池回收網絡和回收站點、處理工廠等基礎設施，確保廢舊電池能被有效回收和處理。加強電動汽車電池回收企業(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。推動電池護照技術研發(fā)和數(shù)據庫建設，加強電池材料成分和供應鏈信息追蹤，實現(xiàn)對電動汽車電池廢棄物精細化監(jiān)管。
