中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：為應(yīng)對(duì)氣候變化，向清潔能源轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨。以新能源、信息產(chǎn)業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)等為代表的新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)關(guān)鍵礦物資源的需求快速增長(zhǎng)，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(lèi)型因技術(shù)而異：比如鎳、鈷、鋰，都是電動(dòng)車(chē)三元鋰電池的重要原材料；稀土元素對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)、太陽(yáng)能電池板和電動(dòng)車(chē)電機(jī)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(dòng)能源、制造業(yè)對(duì)這些礦物的需求增加，下圖是基于國(guó)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。
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中國(guó)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(jī)和電腦。鋰的生產(chǎn)市場(chǎng)份額由澳大利亞(52%)和智利(22%)主導(dǎo)，中國(guó)占有約13%。清潔能源金屬加工業(yè)務(wù)方面，中國(guó)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(guó)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(cè)，到2035年中國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)需求為鈷25萬(wàn)噸、稀土40萬(wàn)噸、鋰（折碳酸鋰）130萬(wàn)噸、鎳210萬(wàn)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(chēng)，它們很少單獨(dú)存在于大型的獨(dú)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(qiáng)的磁鐵釹鐵硼是由釹、鐵、硼形成的四方晶系晶體，通過(guò)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(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)中的發(fā)電機(jī)、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(jī)容量為1兆瓦的風(fēng)機(jī)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(guó)防等高精尖領(lǐng)域，可替代性小，預(yù)計(jì)到2030年，對(duì)稀土金屬的需求將增加近一倍。
目前全球稀土元素儲(chǔ)量約為1.15億噸，中國(guó)在稀土礦產(chǎn)量和儲(chǔ)量位居世界第一，儲(chǔ)量為4400萬(wàn)噸，比位居第二和第三位的越南（2200萬(wàn)噸）和巴西（2100萬(wàn)噸）儲(chǔ)量之和還要多。中國(guó)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(chēng)為世界第一大稀土礦。
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中國(guó)自上世紀(jì)80年代以來(lái)就開(kāi)始持續(xù)研究稀土元素，并出臺(tái)了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策支持其發(fā)展。2020年時(shí)中國(guó)生產(chǎn)了全球85%的精煉稀土，美國(guó)80%的稀土從中國(guó)進(jìn)口。不過(guò)隨著中國(guó)一系列稀土管制政策的實(shí)行和稀土價(jià)格的上漲，世界主要稀土公司均增加了新開(kāi)稀土礦山的數(shù)量或增加已有稀土礦山的產(chǎn)量，使中國(guó)在全球稀土產(chǎn)量中的占比有所下降，未來(lái)世界稀土生產(chǎn)依賴(lài)中國(guó)單邊供應(yīng)的局面將有所改變。
鋰
鋰是為電子設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能技術(shù)提供動(dòng)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(lái)，鋰的消費(fèi)量幾乎增長(zhǎng)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(duì)于現(xiàn)代玻璃陶瓷灶具來(lái)說(shuō)是必不可少的。但在這十年間，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅速，占全球汽車(chē)市場(chǎng)份額從2010年的0.01%飆升至2021年的8.6%。這對(duì)電池產(chǎn)生了巨大的需求，目前電池用鋰占全球鋰消費(fèi)量的近四分之三。隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，本世紀(jì)20年代或許是標(biāo)志著鋰消費(fèi)增長(zhǎng)的又一個(gè)十年。多個(gè)國(guó)家已經(jīng)承諾到2030年逐步淘汰內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，大眾、通用和福特等大型汽車(chē)制造商都在計(jì)劃推出新的電動(dòng)汽車(chē)。鋰的消耗量預(yù)計(jì)會(huì)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(guó)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(chǔ)量評(píng)估報(bào)告（2021）》，全球鋰礦儲(chǔ)量12828萬(wàn)噸（碳酸鋰當(dāng)量），主要分布在智利41.06%、澳大利亞14.34%、阿根廷13.20%。
中國(guó)鋰礦儲(chǔ)量810萬(wàn)噸，占全球6.31%。目前國(guó)內(nèi)鋰電企業(yè)所使用的鋰礦資源主要來(lái)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(chēng)，目前國(guó)內(nèi)的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)海外鋰礦的資源依賴(lài)程度達(dá)到85%。
據(jù)eo不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)企業(yè)在海外的鋰礦項(xiàng)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(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池對(duì)鈷的需求迅速增長(zhǎng)?；鶞?zhǔn)礦物咨詢(xún)公司認(rèn)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(zhǎng)4倍以上，達(dá)19.5萬(wàn)噸。國(guó)際能源署推測(cè)，2030年電動(dòng)車(chē)鈷需求量將達(dá)到29.1萬(wàn)噸/年。
全球鈷資源相對(duì)稀少，鈷礦儲(chǔ)量668萬(wàn)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(diǎn)，以中國(guó)冶煉為主導(dǎo)，以中、歐、美、日消費(fèi)為歸宿的產(chǎn)供銷(xiāo)格局。
鈷被美國(guó)和歐盟列入影響國(guó)家和地區(qū)安全及未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵礦物和材料清單，也被中國(guó)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄。中國(guó)是世界上最主要的精煉鈷生產(chǎn)國(guó)和鈷消費(fèi)國(guó)之一，但鈷礦儲(chǔ)量?jī)H占全球總儲(chǔ)量的1.1%，鈷原料大量依靠進(jìn)口，數(shù)據(jù)顯示，2020年中國(guó)鈷資源對(duì)外依存度高達(dá)97%，而到2025年這一數(shù)字預(yù)計(jì)將達(dá)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(chǎng)之一，規(guī)模超過(guò) 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(dòng)汽車(chē)普及率的提高和鋰電池的發(fā)展，預(yù)計(jì)鎳在未來(lái)電池中所占比例將越來(lái)越大，全球?qū)︽嚨男枨笠矊⒓ぴ觥Ｌ厮估瑿EO埃隆·馬斯克曾指鎳原料的短缺是影響電動(dòng)車(chē)電池生產(chǎn)的最大障礙之一。
全球鎳礦儲(chǔ)量約9063萬(wàn)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(guó)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(shí)際上并不適合電池生產(chǎn)。
目前開(kāi)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(chǔ)量5740萬(wàn)噸，占全球總儲(chǔ)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(chǔ)量3318萬(wàn)噸，占全球總儲(chǔ)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(xún)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(kuò)大，但仍無(wú)法確定是否有足夠的硫酸鎳產(chǎn)能來(lái)滿(mǎn)足電池的需求。
中國(guó)鎳儲(chǔ)量398萬(wàn)噸，占全球4.39%。我國(guó)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(kāi)采成本高，我國(guó)每年都需大量進(jìn)口紅土鎳礦來(lái)發(fā)展不銹鋼工業(yè)。
據(jù)eo不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)企業(yè)在海外的鎳礦項(xiàng)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(duì)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(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)每兆瓦裝機(jī)使用的銅量：
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新能源電力、新能源汽車(chē)等行業(yè)發(fā)展將拉動(dòng)銅資源需求呈較快增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2040年，全球銅消費(fèi)將增長(zhǎng)至4150萬(wàn)噸，較2020年增長(zhǎng) 62%。中國(guó)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(huì)有足夠的銅供應(yīng)來(lái)滿(mǎn)足這種不斷增長(zhǎng)的需求。全球探明銅礦儲(chǔ)量約21億多噸，儲(chǔ)量最多的國(guó)家是智利，約占世界儲(chǔ)量的三分之一。但智利的平均礦石品位在過(guò)去15年中下降了30%，開(kāi)采銅變得越來(lái)越困難。尤其是2022年以來(lái)，智利的銅產(chǎn)量遠(yuǎn)低于預(yù)期，接近一半的供應(yīng)受到影響。
中國(guó)銅礦資源探明儲(chǔ)量1.13億噸，主要集中在西北、西南及華南等地區(qū)。為了滿(mǎn)足日益龐大的需求，中國(guó)不斷增加銅產(chǎn)品的進(jìn)口量，國(guó)內(nèi)礦企也加大走出去的力度，收購(gòu)海外銅礦。
據(jù)eo不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)企業(yè)在海外的銅礦項(xiàng)目有以下這些：
題外話(huà)
一輛電動(dòng)汽車(chē)中含有多少種關(guān)鍵礦物？
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在電動(dòng)汽車(chē)的電池中，正極含有多種礦物，可以說(shuō)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)。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(chǔ)的能量，從而增加電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程。鈷和錳通常在NMC 電池中充當(dāng)穩(wěn)定劑，提高其安全性。
同時(shí)，石墨因其成本相對(duì)較低、資源豐富且循環(huán)壽命長(zhǎng)而成為負(fù)極的首選材料。由于整個(gè)負(fù)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(hù)電池免受外部損壞的外殼中的鋼，以及用作負(fù)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(biāo)準(zhǔn)續(xù)航里程的汽車(chē)，將碳酸鋰的價(jià)格推至歷史新高。
隨著汽車(chē)制造商推出具有不同特性的新車(chē)型，未來(lái)電池化學(xué)成分也會(huì)不斷發(fā)展。
