中國儲能網(wǎng)訊：為應(yīng)對氣候變化，向清潔能源轉(zhuǎn)型是大勢所趨。以新能源、信息產(chǎn)業(yè)和低碳經(jīng)濟等為代表的新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展，帶動關(guān)鍵礦物資源的需求快速增長，全球礦物資源的供需格局發(fā)生了重大變化。
而使用的礦物資源類型因技術(shù)而異：比如鎳、鈷、鋰，都是電動車三元鋰電池的重要原材料；稀土元素對風力渦輪機、太陽能電池板和電動車電機所使用的磁鐵至關(guān)重要；電網(wǎng)需要大量的銅和鋁，而銅是所有電力相關(guān)技術(shù)的基石。
向清潔能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型推動能源、制造業(yè)對這些礦物的需求增加，下圖是基于國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)整理出的關(guān)鍵金屬產(chǎn)地及加工地。
圖表來源：ELEMENTS.VISUALCAPITALIST.COM
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中國產(chǎn)出了全球60%的稀土元素，這些元素被用于制造電子設(shè)備，包括智能手機和電腦。鋰的生產(chǎn)市場份額由澳大利亞(52%)和智利(22%)主導(dǎo)，中國占有約13%。清潔能源金屬加工業(yè)務(wù)方面，中國占比較高，鎳、鋰、鈷和稀土元素加工比重分別為35%、58%、65%和87%。
根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心最新預(yù)測，到2035年中國關(guān)鍵礦產(chǎn)需求為鈷25萬噸、稀土40萬噸、鋰（折碳酸鋰）130萬噸、鎳210萬噸、鍺800噸，分別是2020年的3.5倍、2.6倍、5.9 倍、1.6倍和10倍。
稀土元素
稀土元素是一組含有17種銀白色軟重金屬的統(tǒng)稱，它們很少單獨存在于大型的獨立礦床中，通?；祀s在其他元素中，導(dǎo)致其較難被發(fā)現(xiàn)。
17種稀土元素是：鑭（La），鈰（Ce），鐠（Pr），釹（Nd），钷（Pm），釤（Sm），銪（Eu），釓（Gd），鋱（Tb），鏑（Dy），鈥（Ho），鉺（Er），銩（Tm），鐿（Yb），镥（Lu），鈧（Sc）和釔（Y）。
稀土元素通常用作催化劑和磁鐵。目前已知最強的磁鐵釹鐵硼是由釹、鐵、硼形成的四方晶系晶體，通過向其中添加鏑和鐠等其他稀土元素還可以改變磁鐵的性能和特性。
電動車發(fā)動機、風力渦輪機中的發(fā)電機、各種電子產(chǎn)品都需要用到稀土做成的磁鐵和元件，例如，裝機容量為1兆瓦的風機需要用到171千克的稀土，1部iPhone中含有8種不同的稀土元素。此外，稀土也常應(yīng)用在航天、軍事、國防等高精尖領(lǐng)域，可替代性小，預(yù)計到2030年，對稀土金屬的需求將增加近一倍。
目前全球稀土元素儲量約為1.15億噸，中國在稀土礦產(chǎn)量和儲量位居世界第一，儲量為4400萬噸，比位居第二和第三位的越南（2200萬噸）和巴西（2100萬噸）儲量之和還要多。中國的稀土礦山主要集中在內(nèi)蒙古、山東、四川和南方的部分省份。其中內(nèi)蒙古白云鄂博稀土礦被稱為世界第一大稀土礦。
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中國自上世紀80年代以來就開始持續(xù)研究稀土元素，并出臺了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策支持其發(fā)展。2020年時中國生產(chǎn)了全球85%的精煉稀土，美國80%的稀土從中國進口。不過隨著中國一系列稀土管制政策的實行和稀土價格的上漲，世界主要稀土公司均增加了新開稀土礦山的數(shù)量或增加已有稀土礦山的產(chǎn)量，使中國在全球稀土產(chǎn)量中的占比有所下降，未來世界稀土生產(chǎn)依賴中國單邊供應(yīng)的局面將有所改變。
鋰
鋰是為電子設(shè)備、電動汽車、儲能技術(shù)提供動力的鋰離子電池的核心材料之一。
由于鋰在清潔能源技術(shù)中的應(yīng)用，自2010年以來，鋰的消費量幾乎增長了4倍。不但需求增加了，用途也發(fā)生了變化。以往鋰最大的用途是陶瓷和玻璃制造業(yè)。在陶瓷和玻璃器皿的涂層中添加碳酸鋰可以減少熱膨脹，這對于現(xiàn)代玻璃陶瓷灶具來說是必不可少的。但在這十年間，電動汽車發(fā)展迅速，占全球汽車市場份額從2010年的0.01%飆升至2021年的8.6%。這對電池產(chǎn)生了巨大的需求，目前電池用鋰占全球鋰消費量的近四分之三。隨著電動汽車的普及，本世紀20年代或許是標志著鋰消費增長的又一個十年。多個國家已經(jīng)承諾到2030年逐步淘汰內(nèi)燃機汽車，大眾、通用和福特等大型汽車制造商都在計劃推出新的電動汽車。鋰的消耗量預(yù)計會持續(xù)增加，到2025年，電池消耗的鋰將占鋰總產(chǎn)量的84%。
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全球鋰資源豐富，根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心發(fā)布的《全球鋰、鈷、鎳、錫、鉀鹽礦產(chǎn)資源儲量評估報告（2021）》，全球鋰礦儲量12828萬噸（碳酸鋰當量），主要分布在智利41.06%、澳大利亞14.34%、阿根廷13.20%。
中國鋰礦儲量810萬噸，占全球6.31%。目前國內(nèi)鋰電企業(yè)所使用的鋰礦資源主要來源于澳大利亞的鋰輝石資源以及智利地區(qū)的鹽湖提鋰。華西證券口徑稱，目前國內(nèi)的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對海外鋰礦的資源依賴程度達到85%。
據(jù)eo不完全統(tǒng)計，中國企業(yè)在海外的鋰礦項目有以下這些：
鈷
鈷是重要的新能源材料，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中有許多不可替代的用途。除了是航空航天、石油化工、玻璃制造及醫(yī)藥領(lǐng)域的重要原材料，鈷還是制備鋰離子電池的正極材料。電池行業(yè)是消耗鈷最多的行業(yè)，電動汽車動力電池對鈷的需求迅速增長。基準礦物咨詢公司認為，2026年全球電池材料鈷用量將比2017年電池材料用鈷量增長4倍以上，達19.5萬噸。國際能源署推測，2030年電動車鈷需求量將達到29.1萬噸/年。
全球鈷資源相對稀少，鈷礦儲量668萬噸，主要分布在剛果（金）44.46%，其次是印度尼西亞16.02%、澳大利亞9.73%。剛果（金）作為全球最重要的鈷資源分布地區(qū)，其南部的中非銅鈷成礦帶集中了全球近一半的鈷礦資源。全球鈷產(chǎn)業(yè)鏈基本形成了以非洲采礦為基點，以中國冶煉為主導(dǎo)，以中、歐、美、日消費為歸宿的產(chǎn)供銷格局。
鈷被美國和歐盟列入影響國家和地區(qū)安全及未來經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵礦物和材料清單，也被中國列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄。中國是世界上最主要的精煉鈷生產(chǎn)國和鈷消費國之一，但鈷礦儲量僅占全球總儲量的1.1%，鈷原料大量依靠進口，數(shù)據(jù)顯示，2020年中國鈷資源對外依存度高達97%，而到2025年這一數(shù)字預(yù)計將達到99%。
鎳
主要用于生產(chǎn)不銹鋼的鎳已經(jīng)是世界上最重要的金屬市場之一，規(guī)模超過 200 億美元。但鎳除了在不銹鋼生產(chǎn)中得到廣泛使用外，還是鋰離子電池正極中最重要的金屬。隨著電動汽車普及率的提高和鋰電池的發(fā)展，預(yù)計鎳在未來電池中所占比例將越來越大，全球?qū)︽嚨男枨笠矊⒓ぴ?。特斯拉CEO埃隆·馬斯克曾指鎳原料的短缺是影響電動車電池生產(chǎn)的最大障礙之一。
全球鎳礦儲量約9063萬噸，主要分布在印度尼西亞、澳大利亞、俄羅斯、古巴、巴西、加拿大和菲律賓等國家。盡管全球鎳礦資源豐富，但全球供應(yīng)鏈中的大多數(shù)鎳實際上并不適合電池生產(chǎn)。
目前開發(fā)的鎳礦主要分為紅土型和硫化物型。其中紅土型鎳礦儲量5740萬噸，占全球總儲量的63%，主要用于制造不銹鋼。品位較高但較稀有的硫化鎳型儲量3318萬噸，占全球總儲量的37%。硫化鎳礦床用于制造鎳金屬和硫酸鎳。而后者主要用于電鍍和鋰離子正極材料，不到10%的鎳供應(yīng)是硫酸鹽形式。能源咨詢公司伍德麥肯茲指出，盡管硫酸鎳的生產(chǎn)能力正在迅速擴大，但仍無法確定是否有足夠的硫酸鎳產(chǎn)能來滿足電池的需求。
中國鎳儲量398萬噸，占全球4.39%。我國硫化物型鎳礦資源較為豐富，主要分布在西北、西南和東北等地，但紅土鎳礦資源比較缺乏，且品位較低，開采成本高，我國每年都需大量進口紅土鎳礦來發(fā)展不銹鋼工業(yè)。
據(jù)eo不完全統(tǒng)計，中國企業(yè)在海外的鎳礦項目有以下這些：
銅
銅有著極佳的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，因此是能源技術(shù)中使用最廣泛的礦物，對所有與電力相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施都至關(guān)重要。根據(jù) Navigant Research 的數(shù)據(jù)，以下是風能和太陽能發(fā)電場每兆瓦裝機使用的銅量：
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新能源電力、新能源汽車等行業(yè)發(fā)展將拉動銅資源需求呈較快增長態(tài)勢。2040年，全球銅消費將增長至4150萬噸，較2020年增長 62%。中國仍將是全球銅需求的主體，2040年需求仍占全球51%。
然而，尚不清楚是否會有足夠的銅供應(yīng)來滿足這種不斷增長的需求。全球探明銅礦儲量約21億多噸，儲量最多的國家是智利，約占世界儲量的三分之一。但智利的平均礦石品位在過去15年中下降了30%，開采銅變得越來越困難。尤其是2022年以來，智利的銅產(chǎn)量遠低于預(yù)期，接近一半的供應(yīng)受到影響。
中國銅礦資源探明儲量1.13億噸，主要集中在西北、西南及華南等地區(qū)。為了滿足日益龐大的需求，中國不斷增加銅產(chǎn)品的進口量，國內(nèi)礦企也加大走出去的力度，收購海外銅礦。
據(jù)eo不完全統(tǒng)計，中國企業(yè)在海外的銅礦項目有以下這些：
題外話
一輛電動汽車中含有多少種關(guān)鍵礦物？
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在電動汽車的電池中，正極含有多種礦物，可以說是電池中最重要和最昂貴的組件，也是電池性能的主要決定因素，每種礦物都具有獨特的優(yōu)勢。例如，鎳鈷錳NMC電池中含有的鎳能增加其能量密度或每單位體積存儲的能量，從而增加電動汽車的行駛里程。鈷和錳通常在NMC 電池中充當穩(wěn)定劑，提高其安全性。
同時，石墨因其成本相對較低、資源豐富且循環(huán)壽命長而成為負極的首選材料。由于整個負極由石墨組成，它是電池中最大的單一礦物成分。電池中所用的其他材料包括用于保護電池免受外部損壞的外殼中的鋼，以及用作負極集電器的銅。
磷酸鐵鋰LFP電池不使用任何鎳，與在正極使用氫氧化鋰化合物的鎳基電池不同，LFP電池使用碳酸鋰，這是一種更便宜的替代品。特斯拉最近也將LFP電池用于標準續(xù)航里程的汽車，將碳酸鋰的價格推至歷史新高。
隨著汽車制造商推出具有不同特性的新車型，未來電池化學成分也會不斷發(fā)展。
