聚焦汽車科技,剖析產業趨勢和變革浪潮
上一期視頻(鋰資源對新能源汽車產業的影響到底有多大)里說到,鋰礦對于國內發展新能源產業至關重要。除了鋰礦,新能源汽車里還有一些關鍵礦產資源,也屬于產業戰略的兵家必爭之地。
和新能源汽車相關的礦產原材料,由于具備高度稀缺性和壟斷性,全球經濟體已經開始新一輪的國際資源戰略。將來用于戰略性新興產業的稀有礦產資源,需求會大幅增加;各主要經濟體,特別是工業大國之間,對稀有礦產資源的爭奪將日益激烈。
本期我們將重點探討一下,除了鋰資源外,哪些是新能源汽車需要的關鍵礦物?中國如何應對這場礦物爭奪戰?
Part 1
什么是戰略性礦產資源
●界定的戰略性礦產資源的標準
說到戰略性資源,大家首先想到的石油、天然氣之類,在工業歷史上經常引起資源沖突的礦物燃料。隨著新能源新產業的興起,使得一批礦產的地位一下子重要起來。
▲圖2.戰略性礦產資源
從這個戰略性礦產資源的定義來看,用三個特征來描述比較合適:
◎具有經濟和戰略重要性
◎具有對工業生態系統的重要意義,我們今天講的就是和新能源汽車產業有關的部分。
◎具有較高的進口依賴度、較低的替代性和較高的供應風險。
▲圖3. 識別戰略性礦產資源
▲圖4.元素表上的戰略性礦產資源
未來幾十年,電動汽車的發展成了必由之路,所必需的礦產資源,需要大幅增加才能實現全球產業發展目標,這就讓這些關鍵礦物未來具有類似石油一樣重要戰略意義,類似鋰資源有白色石油的說法。
由于礦產資源一般具有不可再生性、和地理分布不均衡性的特點,目前全球主要經濟體已經開始重新制定相應的全球資源戰略。關鍵礦產的萃取、加工、精煉和應用的競爭將愈演愈烈。
●戰略性礦產資源有哪些?
全球各個國家從經濟安全、產業升級、供應風險等方面著眼,提出了“關鍵礦物”“戰略性礦產”等概念。
比如 2018年美國公布了35種《關鍵礦物清單》(草案),主要包括:鋁土礦、銻、砷、重晶石、鈹、鉍、銫、鉻、鈷、螢石、鎵、鍺、石墨(天然)、鉿、氦、銦、鋰、鎂、錳、鈮、鉑族金屬、鉀、稀土元素族、錸、銣、鈧、鍶、鉭、碲、錫、鈦、鎢、鈾、釩和鋯。
歐盟也有“關鍵礦物材料”清單,每三年更新一次,已從2011年的14種增加到2020年的30種,包括硼酸鹽、焦煉煤、天然橡膠、磷酸鹽巖、磷、金屬硅等都被列入了清單。
▲圖5. 關鍵資源清單
國際能源署今年發布報告:《關鍵礦物在清潔能源轉型中的作用》,提及銅、鋰、鎳、鈷和稀土等礦物對于全球能源行業的重要性。
Part 2
新能源汽車里的關鍵資源
新能源汽車這個產業需要的關鍵資源都有哪些呢?相比傳統車,新能源汽車里面主要增加的部分包括:
◎電池系統
◎電驅動系統
◎輔助的車載充電機、DCDC和熱管理系統等
▲圖6.新能源汽車增加的系統和所需材料
因此電動車的金屬需求面臨壓力,主要包括來自電池系統的鋰、鈷、石墨、鎳,來自電機里面的稀土元素,還有一些新增的結構部件。
鋰:用于所有鋰電池,這個我們在上期節目已經有所涉及
鈷:用于三元系列的鋰電池,前幾年所講的無鈷電池,主要的目標是減少甚至不用這種材料。這種材料來源目前主要集中在剛果金
鎳:用于高能量密度系u列的鋰電池,由于高能量密度的電池使用高鎳的方案是技術主流,所以鎳的戰略地位非常重要
石墨:用于電池的負極材料
稀土:用于電驅動系統里面的電機,現在全球都在努力開發無稀土的高效率電機
鋁:電池單體殼體和電池包都是用鋁,一臺車造需要使用幾十甚至上百公斤鋁
銅:電芯內部使用,整個電連接使用,廣泛用于高壓系統的連接,銅同樣是生產電池的關鍵材料,同時還被電力供應商用于開發新的供電網絡,以適應汽車電氣化和這種全新的電力需求。
▲圖7. 電動汽車鋁的用量潛在很大
這些關鍵的材料的供應量,將對新能源汽車的價格產生影響,新能源汽車的發展也受到了這些產品的約束。國家層面也在積極應對,比如最近國內在開發的鈉離子電池,就是希望能夠擺脫鋰資源的約束。
Part 3
主要經濟體的全球資源戰略
鑒于戰略性礦產資源的高度稀缺性和壟斷性,目前主要經濟體已經開始調整其國際資源戰略。
●美國
美國的關鍵礦產戰略于2010年啟動,主要目標是:
◎促進國內生產
◎增加回收和再利用
◎開發替代材料
在上一期講美國《通貨膨脹削減法案》(Inflation reduction act)的視頻里面,也提到美國希望在2024年前,確保新能源汽車所需電池原材料來自美國本地,或自由貿易協議的國家,這個比例還將逐年提高至80%。
●歐盟
歐盟自2008年起就發起“關鍵礦物材料倡議”,主要包含三個目標:
◎確保從第三國獲得資源;
◎增加歐盟內部的原材料供應;
◎提高資源利用效率、可替代性和可回收性。
隨著美國的IRA啟動,面對新能源汽車的發展訴求,更有針對的資源戰略也會可能很快會實施。
●中國如何保障新能源汽車長久發展?
中國自2011年發布了《找礦突破戰略行動綱要(2011~2020)》,在資源開發和生產方面取得了很大的成果,但由于發展速度更快,原材料的生產供應跟不上中國變成全球制造中心的發展速度。
在新能源領域,中國很多銅、鋁、鎳、鋰、鈷等礦產的進口,目前還是依賴澳大利亞、剛果(金)、菲律賓等國,因此中國需要延長“找礦突破戰略行動”,提高國內資源保障能力,并通過循環使用資源、提高資源利用效率。
通過替代技術發展,形成一個可持續發展的礦產資源治理格局,這對中國新能源汽車產業可持續發展非常重要。
審核編輯 :李倩
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原文標題:綜述|除了鋰礦,新能源汽車產業發展還需要哪些戰略性礦物
文章出處:【微信號:QCDZSJ,微信公眾號:汽車電子設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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