作者 ｜ 秦志偉
鈷是鋰電池中的重要材料，也是稀缺資源。據(jù)國際能源署預計，到2040年，鈷的需求量將較2020年增長約20倍。
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，近兩年來，鈷的價格一路上揚。
日前，由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會主辦的2021年中國鎳鈷工業(yè)年會在浙江寧波舉行。
《中國科學報》在會上獲悉，今年前三個季度，國內(nèi)現(xiàn)貨市場鈷均價為35.7萬元/噸，同比上漲33.7%。
“歷史經(jīng)驗和教訓表明，鈷價應穩(wěn)字當頭并保持在相對合理區(qū)間，只有這樣，行業(yè)才能行穩(wěn)致遠。”中國有色金屬工業(yè)協(xié)會副會長王健強調(diào)，要多渠道提高資源保障能力，強化鈷金屬循環(huán)利用技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
2014年前未研究評估鈷
鈷與鎳總是相伴而生，這是因為鈷礦物大多數(shù)是鎳、銅等礦物的副產(chǎn)品。
隨著新興技術的崛起和低碳經(jīng)濟發(fā)展的需要，對礦產(chǎn)資源的需求出現(xiàn)新的動向。
未來的資源沖突可能更多集中于對某些非化石礦產(chǎn)的競爭，因為這些礦產(chǎn)資源使新興技術成為可能，或使低碳工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，由此導致部分金屬需求出現(xiàn)大幅增長。
為此，世界多數(shù)國家適時將部分礦產(chǎn)資源列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)或關鍵礦產(chǎn)清單，為其國內(nèi)外供應來源提供政策扶持。
2018年，美國確定鈷為關鍵礦產(chǎn)，日本確定鈷為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，剛果（金）的《礦業(yè)法》將鈷確定為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)。
據(jù)學者統(tǒng)計，2005~2018年，世界主要礦產(chǎn)資源國家共32篇頗具代表性和影響力的關鍵礦產(chǎn)目錄研究文獻發(fā)現(xiàn)，鈷被評估為關鍵礦產(chǎn)的次數(shù)為27次。
中國地質調(diào)查局發(fā)展研究中心副研究員余韻等人分析這些研究文獻發(fā)現(xiàn)，2014年前并未對鈷進行過研究評估。例如，美國國家科學委員會在2008年以及澳大利亞地球科學局在2013年都沒有研究評估過鈷。
“2014年后的14份文獻均研究評估了鈷，其中11份文獻認為，鈷屬于關鍵礦產(chǎn)，這與鈷在該時期的需求變化密切相關?！庇囗嵳f。
在我國，行業(yè)界一直非常重視鈷資源。
早在2010年，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會成立鈷業(yè)分會，協(xié)助政府實施行業(yè)管理和維護企業(yè)合法權益，推動行業(yè)和企業(yè)的健康發(fā)展。
鈷業(yè)分會秘書長徐愛東在接受《中國科學報》采訪時表示，相比成立于2020年的鎳業(yè)分會，鈷業(yè)分會成立時間整整早了10年。
我國第三輪《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016~2020年）》戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄共列入24個礦種，其中就包括鈷。第四輪全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃已于今年開啟。
在余韻看來，鈷礦的戰(zhàn)略地位和作用不斷提升，在新的第四輪全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃中，應繼續(xù)將鈷保留在戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄之中。
供應風險指數(shù)增幅最快
據(jù)統(tǒng)計，全球鈷資源總儲量長期保持在700萬噸左右，但高度集中，主要分布在剛果（金）、澳大利亞和古巴。
2018年，這3個國家鈷資源儲量超過全球總儲量的74%。
而我國鈷資源儲量僅占全球1%左右，鈷對外依存度達到90%以上。
余韻認為，受新能源汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的影響，鈷資源需求量持續(xù)增長。
據(jù)統(tǒng)計，2006~2018年全球精煉鈷消費從5.4萬噸升至12.6萬噸，其中全球鋰電池的鈷需求量占總消費量的比重從30%升至60%。
根據(jù)自然資源經(jīng)濟研究院《主要礦產(chǎn)品供需形勢分析報告（2020年）》，2002年以前，美國是全球第一鈷消費國；2002~2006年，日本接替美國成為世界第一；2007年至今，我國一直穩(wěn)居世界第一。
據(jù)統(tǒng)計，2020年表觀消費量9.2萬噸，是2006年全球消費量5.67萬噸的1.62倍。
“目前三元鋰電池基本都是含鈷的，它的裝機量在新能源汽車產(chǎn)業(yè)占到 ‘半壁江山’。”北方工業(yè)大學汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心研究員張翔介紹，鈷讓電化學反應過程更加穩(wěn)定，并提升動力電池的安全性。
然而，余韻等計算2014年至2018年鈷的關鍵性指數(shù)發(fā)現(xiàn)，鈷的供應風險指數(shù)增幅最快。
不過，正如徐愛東所說，不需要過分擔憂。
“鈷對外依存度高的國家并不只有我國。”她表示，2017年，美國、歐盟、英國和日本進口依存度分別為72%、32%、100%和100%。
此外，南京大學現(xiàn)代工程與應用科學學院教授周豪慎告訴《中國科學報》，部分動力電池使用含鈷的三元材料，但不含鈷的高鎳正極NCA等在國內(nèi)外均走向應用，其他無鈷正極的研發(fā)也越來越多。
“鈷資源短缺對鋰電池有一定影響，但不會很大?！敝芎郎髡f。
循環(huán)利用與研發(fā)冶煉同時發(fā)展
鈷主要以銅、鎳的伴生資源形式存在，鎳鈷伴生礦占據(jù)50%的鈷儲量，銅鈷伴生礦占據(jù)44%的儲量，而原生鈷儲量僅為6%。
因此，“鈷的供應程度受限于銅、鎳礦的開采”。北京科技大學冶金與生態(tài)工程學院教授馬保中撰文介紹道。
余韻調(diào)查發(fā)現(xiàn)，銅和鎳低于鈷增長率，“說明鈷的增長來自小型傳統(tǒng)礦山和回收礦石”。
既然鈷資源極其稀缺且需求量極大，是否有替代資源呢？
其實，產(chǎn)業(yè)界和學術界已經(jīng)開始關注降低鋰電池中鈷含量的問題?！半m然鈷具備被其他礦產(chǎn)替代的可能性，但替代的結果將導致最終產(chǎn)品的成本增加或性能降低。
余韻判斷，鈷化學品在短期內(nèi)會繼續(xù)成為新能源電池行業(yè)的首選品，其可替代性極差，中期內(nèi)不太可能出現(xiàn)被全面替代的局面。
徐愛東向《中國科學報》介紹，行業(yè)少鈷或無鈷的聲音出現(xiàn)在鈷價高、鎳價相對較低時，如2017年至2018年期間，鈷價達到約60萬元/噸、鎳價只有10萬元/噸左右。但她表示，降鈷價是未來的趨勢。
目前，再生鈷的主要來源是從合金邊角料、廢舊電池和電池生產(chǎn)過程的殘次品中回收?！拔磥碜畲蟮脑偕捲隽恐饕獊碜孕履茉雌嚨膭恿﹄姵?。”
余韻表示，2020年前，新能源汽車動力電池再生鈷與新增礦山鈷相比較，其數(shù)量較小，以致在統(tǒng)計上可以忽略不計。
不過，2021年情況有所改觀。徐愛東介紹，今年國內(nèi)鈷產(chǎn)量約12萬噸，其中2.5萬噸來自于再生鈷原料，占總產(chǎn)量的20%。
在國內(nèi)需求逐漸增加與外部因素導致進口不穩(wěn)定的雙重壓力下，我國的鈷資源供應安全成為各界高度關注的話題。在馬保中看來，未來還需“兩條腿”走路，不僅要開發(fā)針對復雜鈷礦物冶煉的新技術，還要注重從二次資源中回收鈷。
實際上，我國鈷產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展貫穿始終，已形成具有相對優(yōu)勢的完整產(chǎn)業(yè)鏈和規(guī)模。
未來既要鞏固并擴大相對優(yōu)勢，同時依然要依靠創(chuàng)新原動力。
王健認為，要加強科技創(chuàng)新，瞄準新能源產(chǎn)業(yè)科技前沿，不斷提升鎳鈷材料高質量供給能力，支撐電池材料可持續(xù)發(fā)展，增強產(chǎn)業(yè)韌性和競爭力。
在此基礎上，“遵循產(chǎn)業(yè)細分特點，加快培育眾多‘精專特新’‘單項冠軍’‘小巨人’企業(yè)?！蓖踅≌f。
《中國科學報》 (2021-11-08 第3版 能源化工 原標題為《“鈷奶奶”發(fā)威 “兩條腿”應對》)
