據(jù)Mining.com網(wǎng)站報道,盡管電動汽車市場份額與傳統(tǒng)汽車相比仍然很小,但隨著主要經(jīng)濟(jì)體放棄化石能源而轉(zhuǎn)向清潔能源,未來幾年這種情況將發(fā)生變化。
美國總統(tǒng)拜登已簽署一項(xiàng)行政令,要求到2030年新汽車銷售量中必須一半是電動汽車。世界最大電動汽車市場中國也有相似的強(qiáng)制要求電動汽車要占到總銷售量的40%。歐盟也希望到那時將有至少3000萬輛凈排放汽車在路上。
國際能源署(IEA)的《全球電動市場展望報告》(Global Electric Vehicle Outlook)預(yù)測,如果政府能夠加快努力實(shí)現(xiàn)能源和氣候目標(biāo),全球電動汽車保有量將從目前的大約2000萬輛增至2030年的2.3億輛。
在電動汽車需求推動下,制造電池所需的鋰、鎳和石墨等原材料需求量將暴增。IEA預(yù)測,2040年要實(shí)現(xiàn)各種氣候目標(biāo),電動汽車和電池存儲所需礦產(chǎn)將至少增長30倍。
據(jù)市場快報(Fastmarkets)預(yù)測,到2025年,電動汽車銷售量復(fù)合年均增長率為40%,屆時電動汽車滲透率預(yù)計達(dá)到15%。此后,電動汽車市場份額將繼續(xù)上升,到2030年將達(dá)到35%。
一種對于電動汽車非常關(guān)鍵但被忽略的礦產(chǎn)為石墨。
清潔能源轉(zhuǎn)型為石墨帶來難得的市場機(jī)會,理由如下:
石墨作為陽極材料
為電動汽車提供動力的鋰離子電池由兩個電極組成——一側(cè)為負(fù)(陰)極,另一側(cè)為正(陽)極。目前,石墨是唯一能夠用作陽極的材料,而且沒有替代。
這是因?yàn)槭泻芨叩奶烊粡?qiáng)度和硬度,是一種極好的熱和電導(dǎo)體。作為除鉆石之外唯一的其他天然碳形式,在較大范圍的溫度變化情況下它能夠保持穩(wěn)定。
負(fù)極采用鋰、鎳、錳和鈷等金屬。根據(jù)電池化學(xué)成分的不同,電池制造商可以有不同的選擇。
因此,石墨被認(rèn)為在全球轉(zhuǎn)向電動汽車的過程中具有不可替代的作用。從重量上看,石墨也是鋰離子電池最重的材料,每個電池中石墨重量占20-30%。但是由于在制造過程中的損失,實(shí)際上電池生產(chǎn)過程中石墨需求量是鋰的30倍以上。
據(jù)世界銀行的資料,石墨占電池用礦產(chǎn)的53.8%,用量最多。雖然鋰是所有電池的主要成分,但用量僅占需求的4%。
一輛電動汽車含有200磅(>90公斤)的涂層球形純化石墨(CSPG,Coated Spherical Purified Graphite),意味著鋰離子電池對石墨的需求量是鋰的10倍至15倍。
石墨對于鋰電池如此重要以致于特斯拉總裁馬斯克有句名言:“我們的電池應(yīng)該稱為鎳-石墨電池,因?yàn)樨?fù)極是鎳,而陽極為石墨與硅氧化物組成”。
需求暴增
稱為球形石墨的陽極材料要么來自石墨礦山生產(chǎn)的石墨精礦,要么來自合成(人工)石墨。只有純度能達(dá)到99.95%的鱗片石墨才符合要求。
插電式電動汽車平均含有石墨70公斤,混合動力汽車則含有石墨10公斤。每100萬輛電動汽車需要大約7.5萬噸石墨,相當(dāng)于鱗片石墨需求量增長10%。
基準(zhǔn)礦物情報(BMI,Benchmark Mineral Intelligence)的數(shù)據(jù)顯示,世界鋰離子陽極市場對鱗片石墨原料的需求預(yù)計2025年將達(dá)到每年125萬噸。而2021年礦山石墨需求量僅100萬噸(USGS)。
另外,這家來自倫敦的市場分析機(jī)構(gòu)預(yù)測,未來10年,電動汽車銷售量增長將持續(xù)推動鋰離子巨型工廠建設(shè),電池陽極市場對石墨的需求將增長7倍。
彭博新能源財經(jīng)(BloombergNEF)預(yù)計,到2030年電池礦產(chǎn)需求仍將保持強(qiáng)勁增長,石墨需求量將增長4倍。
IEA則將預(yù)測期延長了10年,2040年清潔能源技術(shù)對部分礦產(chǎn)的需求量較2020年增幅為:鋰13~42倍,石墨8~25倍,鈷6~21倍,鎳7~19倍,錳3~8倍,稀土3~7倍,銅2~3倍。
供應(yīng)不足
BMI預(yù)計,隨著車輛電動化持續(xù),以及新發(fā)現(xiàn)減少,石墨市場最早將在今年出現(xiàn)短缺,2040年缺口將達(dá)到800萬噸;為彌補(bǔ)如此大的缺口,礦業(yè)行業(yè)需要在未來18年內(nèi)將現(xiàn)有產(chǎn)量提高8倍。
6月7日,華盛頓郵報在一篇名為“電池金屬短缺如何使電動企業(yè)未來面臨風(fēng)險”的文章中稱,推動未來清潔能源轉(zhuǎn)型所需電池組工廠的建設(shè)速度超過原材料供應(yīng)鏈增速。全球爭相獲取少數(shù)幾個國家的鋰、鎳、鈷和其他關(guān)鍵原料導(dǎo)致價格飆升……雖然電池廠可以在大約18個月內(nèi)建成,但礦山通常需要7年或者更長時間才能投產(chǎn)。
6月份,不斷有預(yù)測表達(dá)對未來10年電池金屬供應(yīng)短缺的擔(dān)憂,其中包括來自特斯拉的預(yù)測。據(jù)報道,該公司首席執(zhí)行官馬斯克解釋說,由于原材料短缺和中國裝配線關(guān)閉,其生產(chǎn)受到很大影響。
供應(yīng)缺少多元化
目前,幾乎所有石墨加工都在中國,因?yàn)槠涫Y源豐富、環(huán)境要求和生產(chǎn)成本不高。去年,幾乎60%的礦山石墨產(chǎn)量來自中國,使得石墨供應(yīng)鏈每個環(huán)節(jié)都受其控制。
除中國以外,其他石墨生產(chǎn)國有莫桑比克、巴西、馬達(dá)加斯加、加拿大和印度。美國不生產(chǎn)任何天然石墨,因此只能依靠進(jìn)口來滿足國內(nèi)需求。
近些年,美國石墨對外依存度持續(xù)上升,2016年,美國進(jìn)口石墨3.89萬噸,2018年達(dá)到頂峰,為7.07萬噸。
USGS最新發(fā)布的報告顯示,2021年美國進(jìn)口石墨5.3萬噸,其中71%為高純度鱗片石墨,42%為隱晶質(zhì)石墨,1%為塊狀和碎片狀石墨。
主要進(jìn)口來源國包括中國(33%)、墨西哥(21%)、加拿大(17%)和印度(9%)。
由于中國控制所有球形石墨加工,因此美國電池級石墨對中國的依賴度不是33%,而是100%。
這也是美國政府將石墨納入35種對“國家安全和經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要”的關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄的原因。
白宮關(guān)鍵供應(yīng)鏈報告認(rèn)為,2040年清潔能源所需石墨是2020年世界石墨產(chǎn)量的25倍。
石墨價格
由于需求持續(xù)大于供應(yīng),過去一年中天然石墨價格大幅上漲。根據(jù)BMI的數(shù)據(jù),2021年1月份以來石墨價格全面上漲,其中石墨粉價格從2021年1月的500美元/噸上漲至2022年5月的723美元/噸,漲幅44.50%。同期,大鱗片石墨價格從983美元/噸漲至1187美元/噸,漲幅19.85%;球形石墨從2958美元/噸漲至3207美元/噸,漲幅8.39%。
最近,鱗片和球形石墨價格都出現(xiàn)小幅上漲。Fastmarkets的數(shù)據(jù)顯示,截止6月16日的一周里,中國194鱗片石墨出廠價一個月內(nèi)上漲了0.37%,360日內(nèi)上漲了19.39%。純度為94-97%的石墨被認(rèn)為是最適合于制造電池的石墨,其純度能提高到99.99%,可用于生產(chǎn)球形石墨。截至6月16日的一周,品位99.95%的中國球形石墨出廠價格在過去30日內(nèi)上張了1.58%。
固定碳含量94%的中國鱗片石墨(-100目)價格為830美元/噸,歐洲同樣品級和大小的鱗片石墨售價為920美元/噸。
結(jié)論
在許多工業(yè)金屬(如銅、鋅、鋁)價格疲軟之時,對于電動汽車轉(zhuǎn)型極為重要的石墨卻表現(xiàn)非常堅挺。
鱗片石墨和球形石墨價格走高,事實(shí)上所有類型(粉狀、鱗片、球形)石墨價格自從2021年1月以來都出現(xiàn)大幅上漲,主要原因是電池制造商和電動汽車生產(chǎn)商的需求強(qiáng)勁而供應(yīng)有限。
BMI估計,2022年鋰離子電池需求增速創(chuàng)歷史新高,較上年增幅近50%。
雖然這將增加對鋰、鎳和鈷等其他電池礦產(chǎn)的需求,但從重量上看,石墨仍然是鋰離子電池使用強(qiáng)度最高的礦產(chǎn),預(yù)計2022年天然鱗片石墨消費(fèi)量將超過57萬噸。
然而,正如尋找阿爾法(Seeking Alpha)網(wǎng)站觀點(diǎn),電動汽車需求量已經(jīng)超過供應(yīng)能力。等待電動汽車的時間在拉長,許多汽車生產(chǎn)商都面臨鋰離子電池短缺的困擾,而且更重要的是,關(guān)鍵原材料價格都創(chuàng)出歷史新高。
這對于在投資安全國家有大型石墨礦床的公司是利好,不僅僅要看價格,而且要對當(dāng)?shù)厥⿷?yīng)鏈有所貢獻(xiàn),要減少對外石墨開采而且特別是石墨加工的依賴。
經(jīng)歷多年被政府部門忽視后,類似石墨等關(guān)鍵礦產(chǎn)最終獲得了其所希望的關(guān)注。6月份,加拿大政府宣布了低碳產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略,聯(lián)邦政府將與各省合作“發(fā)現(xiàn)、優(yōu)先考慮和把握機(jī)遇”。特別是對于關(guān)鍵礦產(chǎn),這意味著魁北克省的電池制造和安大略省的電動汽車生產(chǎn)有機(jī)會。
加拿大自然資源部長喬納森·威爾金森(Jonathan Wilkinson)透露,在4月份的預(yù)算法案中,已經(jīng)為關(guān)鍵礦產(chǎn)安排了38億加元啟動資金。最重要的是,“我們有15億美元的清潔燃料基金,有80億美元的凈零排放推進(jìn)計劃,正在建立綠色發(fā)展基金,還有加拿大基礎(chǔ)設(shè)施銀行”,彭博援引他的話說。
“礦山從開始籌建到投產(chǎn)一般需要15年時間。在能源加速轉(zhuǎn)型的背景下,市場不會給你15年時間來備足電池行業(yè)所需要礦產(chǎn)品。因此,我們必須協(xié)調(diào)各方,共同謀劃對策”。
“對此,我們完全同意。加拿大的新產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略與南方鄰國不謀而合”。
長期以來一直在尋求改善其電池供應(yīng)鏈的美國最近援引冷戰(zhàn)權(quán)利,將鋰、鎳、鈷、石墨和錳納入1950年國防生產(chǎn)法案(DPA,Defense Production Act)所涉及的物資清單。
為擴(kuò)大這些礦產(chǎn)本土生產(chǎn),美國礦企目前可以申請根據(jù)該法案第三章設(shè)立的基金(Title III fund)7.5億美元,用于現(xiàn)在的經(jīng)營、生產(chǎn)和安全升級以及可行性研究等活動。DPA法案還涉及這些礦產(chǎn)的回收利用。
今年晚些時候,美國能源部還將撥款60億美元用于補(bǔ)助電池生產(chǎn),其中一半專門用于國內(nèi)材料供應(yīng)和電池回收。
作為1.2萬億美元基礎(chǔ)設(shè)施法案的一部分,拜登政府已經(jīng)撥款60億美元用于構(gòu)建穩(wěn)定的電池供應(yīng)鏈,并使汽車行業(yè)擺脫對最大電動汽車市場和領(lǐng)先的鋰離子電池生產(chǎn)國的依賴。
在贏得全球電動汽車競爭的關(guān)鍵礦產(chǎn)中,石墨可以說是最重要的,應(yīng)該是美國的首要目標(biāo),因?yàn)樗请妱悠囯姵氐幕境煞帧?/span>
如果沒有新的供應(yīng)來源,全球石墨短缺只是時間問題。對于石墨完全依賴進(jìn)口的美國來說,這是一顆定時炸彈,可能會徹底摧毀該國汽車電動化和脫碳的雄心。
這一切都需要重新認(rèn)識建立可靠、安全和可持續(xù)的“礦山到電池”電動汽車供應(yīng)鏈的重要性,要從國內(nèi)石墨資源開始,將其與下游加工、制造和回收相結(jié)合,構(gòu)建一個完整的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。
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