中國儲能網(wǎng)訊：解決氣候變化問題，實現(xiàn)低碳可持續(xù)的發(fā)展，一些特殊的材料和技術(shù)將扮演重要的角色。（本公眾號在“關(guān)鍵金屬如何影響低碳發(fā)展的未來”一文中解讀了部分關(guān)鍵金屬將如何影響如儲能、電動汽車等相關(guān)減排技術(shù)的布局和發(fā)展，感興趣的讀者可以前往觀看）
我們將在接下來的科普內(nèi)容中，開啟“關(guān)鍵金屬與低碳未來系列”專題文章，對各種關(guān)鍵金屬的分布、用途、供應(yīng)鏈等相關(guān)問題進行解讀。
本系列的第一篇文章，也是2022年新春開年的第一篇科普文章，我們將聚焦于動力電池的關(guān)鍵元素——鋰。從鋰為何在低碳發(fā)展中起到重要作用，鋰資源在全球的分布情況以及中國未來面臨哪些挑戰(zhàn)等三個維度進行解答。
01、鋰在低碳發(fā)展中的重要作用
鋰（Lithium），原子序數(shù)為3，是位于元素周期表中第二周期IA族的堿金屬元素，元素符號為Li，由瑞典化學(xué)家Johann August Arfvedson在1817年分析透鋰長石礦物(LiAlSi4O10)時首次發(fā)現(xiàn)[1]。
鋰金屬外表呈銀白色，因為密度極小，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)[2]下鋰是最輕的金屬及最輕的固態(tài)元素。從鋰金屬在元素周期表中的位置可以推斷，鋰具有極強的活性，一般密封儲存在礦物油中，自然界中的鋰元素是以化合物的形式存在的。
作為全球能源低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)中的關(guān)鍵金屬之一[3]，鋰的重要用途之一是用于制造動力電池。高性能的動力電池?zé)o疑將在電動汽車的普及和燃油車的替代中起到?jīng)Q定性作用。
據(jù)統(tǒng)計，2020年鋰的下游消耗在動力電池、儲能電池、消費電子、其他傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域分別為32%、5%、16%、38%，2025年動力電池領(lǐng)域的鋰消耗量占比預(yù)估將達(dá)到70%[4]。
圖1：2020年鋰消耗分布
02、鋰資源的全球分布
隨著低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)的普及，對于鋰資源的需求不斷提升。據(jù)美國地質(zhì)勘探局（USGS）2021年礦場資源總結(jié)的報告顯示，全球已查明的鋰資源總量約為8600萬噸[5]，具體分布可見下圖世界鋰資源儲量前幾位的國家依次是玻利維亞、阿根廷、智利、美國、澳大利亞和中國[6]。
圖2：全球鋰資源儲備排名
雖然，鋰元素在自然界中的豐度較高，但具備經(jīng)濟開采價值的資源有限[7]。
鋰主要從巖石礦中、海水中和鹽湖中提取。從堅硬的巖石中提取鋰的人工成本高、開采費用昂貴。海水中雖然含有相當(dāng)多的鋰，但精煉過程困難，回收成本同樣高。
相對而言，鹽湖提鋰效率更高，目前生產(chǎn)約83%的鋰來自鹽湖和鹽田，利用太陽能將含有鋰鹽的水濃縮成氯化鋰鹽水，再經(jīng)過蘇打水沉淀出碳酸鋰[8]。
從全球的鋰礦生產(chǎn)來看（如圖2所示）主要集中在澳大利亞、智利和中國。在全球供應(yīng)鏈中，澳洲礦山和南美鹽湖為主要供應(yīng)方[9]，全球鋰礦生產(chǎn)主要集中在澳大利亞、智利和阿根廷[10]。
圖3：2020年全球鋰礦生產(chǎn)市場份額
從地理分布上來看，中國的鋰資源集中在青海和西藏地區(qū)，這些地區(qū)基建落后，開采成本高，生態(tài)環(huán)境脆弱[11]。盡管鋰資源豐富，但開采受限及需求缺口致使我國成為全球鋰資源第一進口大國。
據(jù)中國有色金屬協(xié)會鋰業(yè)分會統(tǒng)計，2021年10月前我國鋰精礦進口量173萬噸，已超過2020年全年[12]。
03、中國對鋰資源的需求和面臨的挑戰(zhàn)
中國，作為全球最大的汽車市場，在未來交通低碳轉(zhuǎn)型的過程中對于新能源汽車需求量的持續(xù)增加，將帶動新能源電動汽車的銷量持續(xù)上漲。
據(jù)工信部2021年中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展年報統(tǒng)計顯示，我國新能源汽車銷量和市場滲透率呈高速增長趨勢，截至2020年銷量連續(xù)六年位居全國第一[13]。
圖4：中國新能源汽車的銷量和滲透率
隨著新能源汽車市場競爭日益激烈，其核心組件動力電池的需求也不斷上升。
2021年6月，中國電池制造商龍頭寧德時代與中國新能源汽車銷售排名第一的特斯拉公司[14]簽訂合作協(xié)議[15]，表明正極材料市場中磷酸鐵鋰（LFP）電池和三元電池競爭升級。
華爾街日報2022年1月17日的商業(yè)專欄提到，特斯拉掌門人馬斯克（Elon Musk）所推崇的LFP電池技術(shù)在中國市場占據(jù)主導(dǎo)地位，特斯拉的美國和歐洲競爭對手面臨挑戰(zhàn)的同時，也加劇了鋰電池之爭[16]。
目前看來，中國在以鋰為關(guān)鍵元素的動力電池制造技術(shù)鏈中占據(jù)一定的技術(shù)優(yōu)勢，這種優(yōu)勢體現(xiàn)在中游的鋰礦提取技術(shù)和下游的鋰金屬應(yīng)用技術(shù)（利用鋰金屬制造動力電池）。
但是由于國內(nèi)的開采條件受限，中國往往采用的是通過和部分海外鋰礦合作的形式進行。
比如：澳大利亞鋰金屬儲量大、礦業(yè)體系成熟，中國的鋰提取技術(shù)有優(yōu)勢，成本較低，加上兩地運輸條件便利，“澳洲礦+中國鋰鹽廠”成為長久以來最具效率的組合[17]。
然而，近幾年隨著國際間貿(mào)易摩擦的增多，對于鋰礦這種不可再生資源的需求不斷加大，許多原先的資源出口國也在逐漸收縮和改變原先的資源出口政策。
澳大利亞逐漸開始意識到鋰電池產(chǎn)業(yè)上游價值創(chuàng)造有限，開始反思中澳鋰產(chǎn)業(yè)國際合作[18]。
美國鋰礦巨頭Liven提出“本地產(chǎn)能供給本地市場戰(zhàn)略”[19]；2021年12月智利新當(dāng)選的總統(tǒng)Gabriel Boric支持鋰礦國有化，主張成立國有鋰礦企業(yè)[20]。
各國鋰產(chǎn)業(yè)“國有化”的趨勢預(yù)示著海外主流鋰資源供給受限，加劇了鋰產(chǎn)業(yè)鏈間中、下游加工制造的競爭，增加了全球鋰產(chǎn)業(yè)的不穩(wěn)定性。
中國作為鋰電池生產(chǎn)大國，在國內(nèi)鋰資源不占優(yōu)勢的情況下，應(yīng)思考國內(nèi)產(chǎn)業(yè)一體化和國際鋰產(chǎn)業(yè)的合作，以應(yīng)對全球鋰產(chǎn)業(yè)的大變局。
