中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：解決氣候變化問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)低碳可持續(xù)的發(fā)展，一些特殊的材料和技術(shù)將扮演重要的角色。（本公眾號(hào)在“關(guān)鍵金屬如何影響低碳發(fā)展的未來(lái)”一文中解讀了部分關(guān)鍵金屬將如何影響如儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等相關(guān)減排技術(shù)的布局和發(fā)展，感興趣的讀者可以前往觀看）
我們將在接下來(lái)的科普內(nèi)容中，開(kāi)啟“關(guān)鍵金屬與低碳未來(lái)系列”專題文章，對(duì)各種關(guān)鍵金屬的分布、用途、供應(yīng)鏈等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解讀。
本系列的第一篇文章，也是2022年新春開(kāi)年的第一篇科普文章，我們將聚焦于動(dòng)力電池的關(guān)鍵元素——鋰。從鋰為何在低碳發(fā)展中起到重要作用，鋰資源在全球的分布情況以及中國(guó)未來(lái)面臨哪些挑戰(zhàn)等三個(gè)維度進(jìn)行解答。
01、鋰在低碳發(fā)展中的重要作用
鋰（Lithium），原子序數(shù)為3，是位于元素周期表中第二周期IA族的堿金屬元素，元素符號(hào)為L(zhǎng)i，由瑞典化學(xué)家Johann August Arfvedson在1817年分析透鋰長(zhǎng)石礦物(LiAlSi4O10)時(shí)首次發(fā)現(xiàn)[1]。
鋰金屬外表呈銀白色，因?yàn)槊芏葮O小，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)[2]下鋰是最輕的金屬及最輕的固態(tài)元素。從鋰金屬在元素周期表中的位置可以推斷，鋰具有極強(qiáng)的活性，一般密封儲(chǔ)存在礦物油中，自然界中的鋰元素是以化合物的形式存在的。
作為全球能源低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)中的關(guān)鍵金屬之一[3]，鋰的重要用途之一是用于制造動(dòng)力電池。高性能的動(dòng)力電池?zé)o疑將在電動(dòng)汽車的普及和燃油車的替代中起到?jīng)Q定性作用。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年鋰的下游消耗在動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、消費(fèi)電子、其他傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域分別為32%、5%、16%、38%，2025年動(dòng)力電池領(lǐng)域的鋰消耗量占比預(yù)估將達(dá)到70%[4]。
圖1：2020年鋰消耗分布
02、鋰資源的全球分布
隨著低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)的普及，對(duì)于鋰資源的需求不斷提升。據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS）2021年礦場(chǎng)資源總結(jié)的報(bào)告顯示，全球已查明的鋰資源總量約為8600萬(wàn)噸[5]，具體分布可見(jiàn)下圖世界鋰資源儲(chǔ)量前幾位的國(guó)家依次是玻利維亞、阿根廷、智利、美國(guó)、澳大利亞和中國(guó)[6]。
圖2：全球鋰資源儲(chǔ)備排名
雖然，鋰元素在自然界中的豐度較高，但具備經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值的資源有限[7]。
鋰主要從巖石礦中、海水中和鹽湖中提取。從堅(jiān)硬的巖石中提取鋰的人工成本高、開(kāi)采費(fèi)用昂貴。海水中雖然含有相當(dāng)多的鋰，但精煉過(guò)程困難，回收成本同樣高。
相對(duì)而言，鹽湖提鋰效率更高，目前生產(chǎn)約83%的鋰來(lái)自鹽湖和鹽田，利用太陽(yáng)能將含有鋰鹽的水濃縮成氯化鋰鹽水，再經(jīng)過(guò)蘇打水沉淀出碳酸鋰[8]。
從全球的鋰礦生產(chǎn)來(lái)看（如圖2所示）主要集中在澳大利亞、智利和中國(guó)。在全球供應(yīng)鏈中，澳洲礦山和南美鹽湖為主要供應(yīng)方[9]，全球鋰礦生產(chǎn)主要集中在澳大利亞、智利和阿根廷[10]。
圖3：2020年全球鋰礦生產(chǎn)市場(chǎng)份額
從地理分布上來(lái)看，中國(guó)的鋰資源集中在青海和西藏地區(qū)，這些地區(qū)基建落后，開(kāi)采成本高，生態(tài)環(huán)境脆弱[11]。盡管鋰資源豐富，但開(kāi)采受限及需求缺口致使我國(guó)成為全球鋰資源第一進(jìn)口大國(guó)。
據(jù)中國(guó)有色金屬協(xié)會(huì)鋰業(yè)分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021年10月前我國(guó)鋰精礦進(jìn)口量173萬(wàn)噸，已超過(guò)2020年全年[12]。
03、中國(guó)對(duì)鋰資源的需求和面臨的挑戰(zhàn)
中國(guó)，作為全球最大的汽車市場(chǎng)，在未來(lái)交通低碳轉(zhuǎn)型的過(guò)程中對(duì)于新能源汽車需求量的持續(xù)增加，將帶動(dòng)新能源電動(dòng)汽車的銷量持續(xù)上漲。
據(jù)工信部2021年中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展年報(bào)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)新能源汽車銷量和市場(chǎng)滲透率呈高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，截至2020年銷量連續(xù)六年位居全國(guó)第一[13]。
圖4：中國(guó)新能源汽車的銷量和滲透率
隨著新能源汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，其核心組件動(dòng)力電池的需求也不斷上升。
2021年6月，中國(guó)電池制造商龍頭寧德時(shí)代與中國(guó)新能源汽車銷售排名第一的特斯拉公司[14]簽訂合作協(xié)議[15]，表明正極材料市場(chǎng)中磷酸鐵鋰（LFP）電池和三元電池競(jìng)爭(zhēng)升級(jí)。
華爾街日?qǐng)?bào)2022年1月17日的商業(yè)專欄提到，特斯拉掌門人馬斯克（Elon Musk）所推崇的LFP電池技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，特斯拉的美國(guó)和歐洲競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手面臨挑戰(zhàn)的同時(shí)，也加劇了鋰電池之爭(zhēng)[16]。
目前看來(lái)，中國(guó)在以鋰為關(guān)鍵元素的動(dòng)力電池制造技術(shù)鏈中占據(jù)一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在中游的鋰礦提取技術(shù)和下游的鋰金屬應(yīng)用技術(shù)（利用鋰金屬制造動(dòng)力電池）。
但是由于國(guó)內(nèi)的開(kāi)采條件受限，中國(guó)往往采用的是通過(guò)和部分海外鋰礦合作的形式進(jìn)行。
比如：澳大利亞鋰金屬儲(chǔ)量大、礦業(yè)體系成熟，中國(guó)的鋰提取技術(shù)有優(yōu)勢(shì)，成本較低，加上兩地運(yùn)輸條件便利，“澳洲礦+中國(guó)鋰鹽廠”成為長(zhǎng)久以來(lái)最具效率的組合[17]。
然而，近幾年隨著國(guó)際間貿(mào)易摩擦的增多，對(duì)于鋰礦這種不可再生資源的需求不斷加大，許多原先的資源出口國(guó)也在逐漸收縮和改變?cè)鹊馁Y源出口政策。
澳大利亞逐漸開(kāi)始意識(shí)到鋰電池產(chǎn)業(yè)上游價(jià)值創(chuàng)造有限，開(kāi)始反思中澳鋰產(chǎn)業(yè)國(guó)際合作[18]。
美國(guó)鋰礦巨頭Liven提出“本地產(chǎn)能供給本地市場(chǎng)戰(zhàn)略”[19]；2021年12月智利新當(dāng)選的總統(tǒng)Gabriel Boric支持鋰礦國(guó)有化，主張成立國(guó)有鋰礦企業(yè)[20]。
各國(guó)鋰產(chǎn)業(yè)“國(guó)有化”的趨勢(shì)預(yù)示著海外主流鋰資源供給受限，加劇了鋰產(chǎn)業(yè)鏈間中、下游加工制造的競(jìng)爭(zhēng)，增加了全球鋰產(chǎn)業(yè)的不穩(wěn)定性。
中國(guó)作為鋰電池生產(chǎn)大國(guó)，在國(guó)內(nèi)鋰資源不占優(yōu)勢(shì)的情況下，應(yīng)思考國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)一體化和國(guó)際鋰產(chǎn)業(yè)的合作，以應(yīng)對(duì)全球鋰產(chǎn)業(yè)的大變局。
