廣告
首頁 > 汽車行業(yè)資訊 > 正文
2020-2030年全球電池材料供應(yīng)將不斷緊張
2021-03-04 17:30:37· 來源：車知知 作者：知知小編
隨著電池制造成本下降，全球綠色經(jīng)濟一攬子政策，清潔技術(shù)2.0的推動，預(yù)計2020年至2030年間電池需求的激增。 圖1:電動汽車鋰離子電池需求及儲能應(yīng)用。 預(yù)測，從2020年（526 GWh）到2030年（9.3k GWh），全球鋰離子電池需求將增長17倍，大部分是插電式混合動力
隨著電池制造成本下降，全球綠色經(jīng)濟一攬子政策，清潔技術(shù)2.0的推動，預(yù)計2020年至2030年間電池需求的激增。
圖1:電動汽車鋰離子電池需求及儲能應(yīng)用。
預(yù)測，從2020年（526 GWh）到2030年（9.3k GWh），全球鋰離子電池需求將增長17倍，大部分是插電式混合動力汽車，電動公交車和商用車汽車。隨著電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對電池原材料的需求也日益旺盛。
盡管希望看到全球電氣化運動，但原材料供應(yīng)鏈的問題仍然存在。目前，汽車電池原材料儲備高度集中在少數(shù)幾個國家，中國在電池材料加工供應(yīng)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位，這可能會導(dǎo)致全球供應(yīng)的不穩(wěn)定和不確定性。
圖2：2019年中國生產(chǎn)中所占的百分比。
“世界鈷儲量的50％在剛果民主共和國，鋰儲量58％在智利，天然石墨儲量80％在中國，巴西和土耳其，錳儲量75％在澳大利亞，巴西，南非和烏克蘭。” -聯(lián)合國報告
圖3：法拉第機構(gòu)對鈷，碳酸鋰當(dāng)量和鎳的全球需求的估計
從經(jīng)濟上講，供需之間需要保持良好的匹配，確保向電氣化穩(wěn)定的過渡。如果供應(yīng)不穩(wěn)定（例如最近發(fā)生的全球芯片短缺案件影響了所有OEM的現(xiàn)代汽車生產(chǎn)），將會帶來破壞性影響。下面討論的是可能導(dǎo)致電池工業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重瓶頸的三種主要材料是鈷，鎳和鋰。
1.鈷
鈷仍然是高能陰極材料中的關(guān)鍵成分。需求將隨著預(yù)計到2022年的供應(yīng)短缺。如今，約50％的鈷來自剛果民主共和國，圍繞“大型工業(yè)”和童工的問題。
在未來十年中是哪種化學(xué)將占主導(dǎo)地位？由于材料供應(yīng)，政策，成本和消費者之間的動態(tài)關(guān)系做出準(zhǔn)確的預(yù)測變得越來越困難。
圖4：電池化學(xué)成分隨時間變化。
整個電池行業(yè)已轉(zhuǎn)向低鈷或無鈷解決方案，例如高鎳NMC（811、9.5.5）和LFP。但是，此舉非可持續(xù)性的。諸如歐盟的“電池護照”之類的政策應(yīng)鼓勵更多材料采購。研究人員還在開發(fā)高能量的無鈷電池。
圖5：鈷的供求（噸）
未來的十年中，預(yù)計全球鈷需求量每年將超過325噸，預(yù)計比2020年增加一倍。預(yù)測顯示，2020年（130噸）到2030年（180噸）鈷的供應(yīng)量將增長1.5倍，缺口149噸。
2.鎳
鎳在電池技術(shù)中歷史悠久，起源于NiMH和NiCd技術(shù)，在2020-30年度繼續(xù)成為陰極的主要成分。鎳是用于以相對較低的成本實現(xiàn)高能量密度的重要材料，諸如NMC 811之類的新化學(xué)由80％的摩爾比鎳組成。
2019年，全球鎳產(chǎn)量的約95％用于不銹鋼和合金行業(yè)，而5％用于電動汽車電池，還有很大的增長空間。對于電池，要求1類鎳來自硫化物（70％）和褐鐵礦（30％）。
1類鎳的生產(chǎn)和精煉存在可持續(xù)性問題，在冶煉產(chǎn)生的二氧化硫排放，對當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的健康影響以及煤/焦炭密集工藝。鎳需求的激增已經(jīng)引起了業(yè)界的更多關(guān)注，采礦公司需要承擔(dān)社會責(zé)任。采取的方法有使用電動運輸車隊，可再生能源發(fā)電和干鎳尾礦。2020年，看到了世界上第一個碳中和鎳礦的出現(xiàn)，期望看到更多的公司走這條路。
OEM在選擇與哪些供應(yīng)商合作時會意識到鎳的環(huán)境問題。還意識到鎳供應(yīng)緊張，并正在開展工程項目以擺脫鎳陰極。
圖6：來自羅斯基爾的精煉鎳供應(yīng)和電池需求平衡（千噸）
盡管由于疫情導(dǎo)致需求下降，目前鎳過剩，但需求反彈很快，預(yù)計到2020年代中期將出現(xiàn)供應(yīng)短缺。預(yù)計到2030年需求將達到6倍，而Roskill預(yù)計由于缺乏擴展和新項目，供應(yīng)在2020年至2030年之間將保持相似。
3.鋰
鋰是從兩種主要來源提取的：西澳大利亞州的鋰輝石和智利，阿根廷和玻利維亞的鹽水。預(yù)計未來鋰將占主導(dǎo)地位，電池需求只能通過擴大現(xiàn)有產(chǎn)量并啟用新產(chǎn)能來滿足。在政府的簡報中，計劃利用可觀的鋰儲備和制造專業(yè)知識來擴大國內(nèi)電池生產(chǎn)，以建立國內(nèi)供應(yīng)鏈。
顧名思義，鋰是鋰離子電池中至關(guān)重要，不可替代且不可替代的成分。到2030年，電池級氫氧化鋰的需求將達到近140萬噸碳酸鋰當(dāng)量（LCE），而碳酸鹽需求將在2030年達到21.8萬噸LCE，與2020年相比增長5倍。鋰供應(yīng)預(yù)計僅在2020年至2030年之間增長3倍。
圖7：全球鋰供需預(yù)測。
如果原材料供應(yīng)跟不上電池需求，將會發(fā)生什么？
從全球供需預(yù)測來看，所有情況下，需求都超過了供應(yīng)，所列的原材料可能會成為長期能源可持續(xù)性和電氣化的主要供應(yīng)瓶頸。
表1：2030年至2020年之間全球需求和供應(yīng)倍數(shù)摘要
直接后果之一是，OEM廠商為爭奪電力所需的有限材料而競爭付出更多的代價。一旦供應(yīng)缺乏，可能會推高電動汽車價格。原材料供應(yīng)存在巨大的風(fēng)險，這可能會使各國完全依賴主要供應(yīng)商。各國現(xiàn)在正在建立新的供應(yīng)項目，防止國家安全風(fēng)險。
迫在眉睫的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)并不意味著每個電池科學(xué)家都應(yīng)該建立自己的實驗室進行研究，以下一些有前景的策略：
資助對關(guān)鍵材料依賴較少的技術(shù)的研究。例如，轉(zhuǎn)向低鈷陰極化學(xué)，并探索新穎的鋰提取方法。
回收，報廢和再利用技術(shù)將在緩解原材料短缺方面發(fā)揮核心作用?？吹搅酥T如鋰電池，水電和紅木材料等電池回收工廠的發(fā)展。
投資國內(nèi)采礦，以減少依賴性，加強供應(yīng)的多樣性和安全性。像特斯拉在內(nèi)華達州投資了自己的鋰礦。
在整個電池供應(yīng)鏈中實施采礦過程的有關(guān)法規(guī)。至關(guān)重要的是，朝著電氣化的未來供應(yīng)鏈發(fā)展。針對材料開采制定新的行業(yè)法規(guī)，確保不會以環(huán)境和社會成本為代價。
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
“汽車爬坡試驗方法”將有國家標(biāo)準(zhǔn)
2026-03-03 12:44
-
十年耐久監(jiān)管時代：電池系統(tǒng)開發(fā)策略將如何
2026-03-03 12:44
-
聯(lián)合國法規(guī)R59對機動車備用消聲系統(tǒng)的工程
2026-03-03 12:08
-
聯(lián)合國法規(guī)R58對后下部防護裝置的工程化約
2026-03-03 12:07
-
聯(lián)合國法規(guī)R57對摩托車前照燈配光性能的工
2026-03-03 12:07
