2021年6月，美國(guó)能源部發(fā)布了由聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱聯(lián)盟）編制的《美國(guó)國(guó)家鋰電發(fā)展藍(lán)圖2021-2030》（以下簡(jiǎn)稱《藍(lán)圖》）。賽迪研究院先進(jìn)制造業(yè)研究中心對(duì)該《藍(lán)圖》進(jìn)行了編譯，期望對(duì)我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展規(guī)劃有所借鑒。
“該《藍(lán)圖》以美國(guó)經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)、國(guó)家安全和全球競(jìng)爭(zhēng)力為背景，全面分析了美國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)前景，通過(guò)對(duì)本國(guó)鋰電池制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)估，提出了美國(guó)鋰電池供應(yīng)鏈的五大建設(shè)目標(biāo)。”
一、《藍(lán)圖》發(fā)布的背景
（一）美國(guó)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域
當(dāng)前鋰電產(chǎn)業(yè)的主要下游需求仍來(lái)自于電動(dòng)汽車（EV）。如圖1所示，根據(jù)彭博社預(yù)計(jì)，到2028年美國(guó)電動(dòng)車銷量將達(dá)到320萬(wàn)輛，以電動(dòng)汽車電池的平均容量為100千瓦時(shí)來(lái)估算，國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)能需要達(dá)到320千兆瓦時(shí)才能滿足乘用電動(dòng)汽車的需求。
（二）國(guó)家安全方面
在美國(guó)及其盟國(guó)和合作伙伴國(guó)家境內(nèi)維持和擴(kuò)大鋰電池和電池制造業(yè)產(chǎn)能，不僅事關(guān)美國(guó)國(guó)家安全，而且是發(fā)展穩(wěn)健國(guó)防供應(yīng)鏈、免于遭受對(duì)手威脅的關(guān)鍵所在。
（三）全球競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)
許多其他國(guó)家已經(jīng)構(gòu)建了垂直電池制造業(yè)供應(yīng)鏈，并有強(qiáng)有力的國(guó)家戰(zhàn)略支持。中國(guó)擁有全球最大的電動(dòng)汽車市場(chǎng)，主導(dǎo)著包括礦產(chǎn)和原材料的加工的鋰電池制造業(yè)供應(yīng)鏈。
二、美國(guó)未來(lái)鋰電市場(chǎng)增長(zhǎng)預(yù)測(cè)
目前，美國(guó)鋰電池或替代性可充電電池化學(xué)品市場(chǎng)可分為商用市場(chǎng)和國(guó)防市場(chǎng)。盡管兩個(gè)市場(chǎng)終端應(yīng)用和要求有所不同，但創(chuàng)新和研發(fā)都不可或缺。為上述兩個(gè)市場(chǎng)建立成熟的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和可靠供應(yīng)鏈，是保障美國(guó)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)家安全的必要條件。
（一）商用市場(chǎng)
鋰電池的美國(guó)商用市場(chǎng)包括商用和乘用電動(dòng)汽車、固定式儲(chǔ)能以及航空三個(gè)方面。如圖2所示，鋰電池需求在未來(lái)幾年預(yù)計(jì)將大幅增長(zhǎng)。
1、商用和乘用電動(dòng)汽車市場(chǎng)
對(duì)電動(dòng)汽車而言，最領(lǐng)先的技術(shù)就是鋰電池汽車。相比于其他可用電池技術(shù)，鋰電池有著高能量、高功率、長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)汽車是推動(dòng)鋰電池需求增長(zhǎng)的關(guān)鍵領(lǐng)域，也是美國(guó)國(guó)內(nèi)鋰電池制造業(yè)需求最重要的市場(chǎng)。美國(guó)鋰電池電池制造業(yè)必須大幅增產(chǎn)擴(kuò)建，才能滿足不斷增長(zhǎng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。
2、固定式儲(chǔ)能市場(chǎng)
固定式儲(chǔ)能技術(shù)要求電池組具備更高的耐久性，但對(duì)能源密度和重量的要求相對(duì)較低，因此長(zhǎng)期來(lái)看非鋰儲(chǔ)能技術(shù)是最具成本效益的解決方案。然而，2020年上半年已授權(quán)的公共事業(yè)類的固定式儲(chǔ)能項(xiàng)目中，有98%采用了鋰電池，全年的鋰電池固定式 儲(chǔ)能部署量為1.5千兆瓦，預(yù)計(jì)2025將增加至7.8千兆瓦，2030年將達(dá)到8.5千兆瓦。
3、航空市場(chǎng)
正如電動(dòng)汽車一樣，電動(dòng)飛機(jī)有望成為空運(yùn)零排放的解決方案?？捎糜诔鞘邪端突蜃疃?名乘客的空中出行的電動(dòng)垂直起降（eVTOL）飛機(jī)已發(fā)展成為一個(gè)新興市場(chǎng)。預(yù)計(jì)到2025年，全球電動(dòng)垂直起降飛機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將在1.62億美元到10億美元之間。
（二）國(guó)防市場(chǎng)
除了電動(dòng)汽車和先進(jìn)電池領(lǐng)域的迫切需求外，美國(guó)國(guó)防部也需要可靠安全的先進(jìn)能源儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)支持聯(lián)合部隊(duì)、應(yīng)急基地和軍事設(shè)施開(kāi)展關(guān)鍵任務(wù)。國(guó)防應(yīng)用所需電池的某些特性，使其無(wú)法使用商用電池。
三、美國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)評(píng)估
美國(guó)主要采取鼓勵(lì)私營(yíng)領(lǐng)域、以市場(chǎng)為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略。企業(yè)、大學(xué)和國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室有著長(zhǎng)期積累的強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力，但薄弱的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓政策而處處掣肘。在聯(lián)邦層面和州政府層面已出臺(tái)眾多影響電池儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展的政策，但是這些政策缺乏整個(gè)國(guó)家的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。
四、美國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的五大目標(biāo)
《藍(lán)圖》對(duì)整個(gè)鋰電池生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了整體分析，且重點(diǎn)是發(fā)展可持續(xù)的國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈。圖5列出了當(dāng)前鋰電池從原材料生產(chǎn)到報(bào)廢回收的整個(gè)供應(yīng)鏈。聯(lián)盟針對(duì)供應(yīng)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都提出了關(guān)鍵發(fā)展措施，以加強(qiáng)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)，并為可持續(xù)能源制造業(yè)提供公平的就業(yè)機(jī)會(huì)。
目標(biāo)一：保障原材料和提純材料的供應(yīng)，并發(fā)掘商業(yè)和國(guó)防應(yīng)用關(guān)鍵礦物的替代品。
建設(shè)穩(wěn)健、安全的國(guó)內(nèi)鋰電池工業(yè)基地需要可靠的原材料、 提純材料和加工材料供應(yīng)，同時(shí)包括積極挖掘次生礦物和非常規(guī)礦產(chǎn)來(lái)源，尋找可持續(xù)的多樣化替代品供應(yīng)。
目標(biāo)二：支持美國(guó)原材料加工基地的發(fā)展，滿足國(guó)內(nèi)電池制造業(yè)的需求。
目前，美國(guó)大部分鋰電池原材料的加工需要依賴于國(guó)際市場(chǎng)。發(fā)展具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)內(nèi)鋰電池原材料加工產(chǎn)業(yè)，將造福整個(gè)國(guó)家。從鋰電池中消除關(guān)鍵礦產(chǎn)（比如，鈷和鎳）的使用，和采用全新工藝來(lái)降低陰極、陽(yáng)極和電解質(zhì)等電池材料成本，是實(shí)現(xiàn)材料加工產(chǎn)業(yè)未來(lái)增長(zhǎng)的關(guān)鍵推動(dòng)因素。
目標(biāo)三：刺激美國(guó)電極、電池和電池組制造業(yè)的增長(zhǎng)。
過(guò)去十年，電池儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大進(jìn)步，電池能量密度7大幅提高，到2020年已達(dá)到143美元/千瓦時(shí)，且電池組成本降低了約85%。盡管如此，要實(shí)現(xiàn)本土增長(zhǎng)，使電池和電池組制造業(yè)回流美國(guó)國(guó)內(nèi)，還需要持續(xù)激勵(lì)支持電動(dòng)汽車的普及和推廣。
目標(biāo)四：實(shí)現(xiàn)鋰電池報(bào)廢再利用和關(guān)鍵原材料的規(guī)模化回收，在美國(guó)建立一個(gè)完整的具有競(jìng)爭(zhēng)力的鋰電池回收價(jià)值鏈。
鋰電池電池回收不僅能夠緩解原材料稀缺帶來(lái)的限制，加強(qiáng)環(huán)境可持續(xù)性，而且還能夠支持更加安全、更具韌性的國(guó)內(nèi)原材料供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
目標(biāo)五：大力支持科學(xué)研發(fā)、工科教育和勞動(dòng)力培訓(xùn)，鞏固和提升美國(guó)在電池技術(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。
加快建立競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、公平的鋰電池供應(yīng)鏈，滿足快速發(fā)展的電動(dòng)汽車市場(chǎng)和電網(wǎng)儲(chǔ)能市場(chǎng)，是邁向更高性能和更低成本的新零碳能源經(jīng)濟(jì)的一部分。
五、總結(jié)
無(wú)論是電動(dòng)汽車、電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)和航空等商用市場(chǎng)，還是國(guó)防市場(chǎng)，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要性將日益增強(qiáng)。在未來(lái)十年，全球電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)5至10倍，這場(chǎng)鋰電市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)必將更加激烈。
譯自：
National Blueprint for Lithium Batteries 2021-2030, June 2021 by U.S. Department of Energy
