
最近國內寧德時代鈉電池的發(fā)布,引發(fā)了動力電池資源約束的大討論。5月份,IEA不光發(fā)表了一篇有關于電動汽車高速發(fā)展的文章,還發(fā)布了一篇關于“資源約束”的報告《The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions》,在這篇報告里面,提到的核心內容還是資源的重要性。
現在歐美都想要把電池這個環(huán)節(jié)掌握在自己手中,但是上游的鋰、鎳、鈷還有稀土都制約著電動汽車的發(fā)展。例如從下面這張圖里就實在看不到日本汽車產業(yè)以全部力量往電動汽車發(fā)展的理由——資源端啥都沒有怎么搞。而石油能源方面站住腳的美國在鋰電資源產業(yè)里面沒有存在感,接下來去往資源端的澳大利亞、智利、印尼和菲律賓等國家搞事情布局還是有可能的。

圖1 石油天然氣到電池工業(yè)的資源、精煉和加工國
從IEA的角度來看,和石油產業(yè)集中在若干個國家一樣,動力電池相關的關鍵金屬供應也嚴重集中在少數幾個國家,這對于全球發(fā)展電動汽車原料層面的供應形成威脅——在后續(xù)發(fā)展中,這些國家會不會坐地起價,從而引發(fā)供應安全問題?這些新的投資項目,比如關鍵金屬礦業(yè)項目從發(fā)現到投產平均需要16年時間,時間期限不太可能縮短,后面會引發(fā)持續(xù)的考量。
我的理解是,10年的電動汽車補貼對動力電池需求,疊加中國在電池生產的地位,使得中國形成了上游端很強的資源處理能力,雖然在真正礦產方面把握的大頭主要是石墨和稀土兩樣,但在處理能力方面實現了全方位的高占比。

圖2 2019年主要資源的生產國概覽

圖3 主要的礦產處理能力
我覺得我們要講的故事,還是未來電池進入大規(guī)模退役以后的回收。當下,鎳、鈷的回收率看上去還不錯,但是鋰的價格使得回收率非常有限。也就是我們對于鋰資源的供給,還是圍繞一次性資源提取供給為主。

圖4 目前主要金屬資源回收率
按照IEA的展望,在2040年最激進的情況要有6TWh的需求,到時候整體的需求和回收的缺口會更明顯。

圖5 IEA估算的電池需求
對于單臺大容量的電動汽車而言,由于對電池的材料需求是直接和重量相關的,也就是單臺車按照200kg為單位,對銅、鋰石墨的需求并不低,而內燃機車型對于這些金屬的需求比純電車少了1/6,整體是圍繞鋁和鋼兩種大宗金屬打造的。
備注:從資源約束來看,即使是8系為主打的產品,對鈷的需求也太大了。

圖6 IEA對于金屬材料的需求分解
IEA的判斷,是把重型車輛圍繞LFP構建,乘用車圍繞固態(tài)電池和高鎳兩類疊加使用,如下圖所示。

圖7 電動汽車對于化學體系的判斷
也就是說,隨著脫碳的電氣化工作展開,對于電池相關金屬的需求量會越來越大,而且是在2020年的基數上以幾何倍數放大,而由于整體的礦業(yè)開發(fā)周期和資源集中在少數國家,后面確實會出現因動力電池上游資源缺乏(類似石油緊缺)導致的價格暴漲問題。

圖8 IEA判斷的不同情景下金屬材料的需求
小結:
我個人覺得目前鈉電池的提法,更多的是對沖IEA估算的金屬資源的緊缺,整個產業(yè)往“TWh時代”對于資源約束的焦慮。但是本身上游礦產的投資周期和動力電池擴產需求是無法匹配的,如果現在資源端不賺錢減少投資,后面帶來的危害更大。這里從電動汽車發(fā)展,動力電池供給到上游礦產的開發(fā)到底如何博弈?這并不是一家公司的事情,也是后續(xù)歐美發(fā)展獨立的動力電池產業(yè)鏈必然要考慮的問題。在“GWh時代”,中國占據優(yōu)勢,到“TWh時代”各個地區(qū)持續(xù)大力度投資是必然的,更多的企業(yè)參與才能有更好的發(fā)展。
圖|網絡及相關截圖
作者簡介:朱玉龍,資深電動汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師,著有《汽車電子硬件設計》。
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