专家观点丨孙锌:面对资源风险,动力电池回收利用将大幅降低我国资源对外依存度

嘉宾观点 2023-06-05

中国汽车技术研究中心有限公司(CATARC)首席专家孙锌受邀出席“交通零排放转型发展论坛”并就“交通零排放转型的关键资源保障”进行主题发言。


面向碳中和目标,电动汽车关键资源需求快速增长


       资源是支撑双碳目标必不可少的物质基础。图中有颜色标记的部分都是低碳转型过程中的关键资源。颜色越红代表该资源的风险越高。低碳技术所需的关键金属具有种类多、强度大、用途广、性能高且替代难的特性。一种资源越是共用于多个行业,那么就越容易出现供需不平衡的风险。 



来源:陈伟强等(2022)

图1 低碳技术对关键金属及非金属材料依赖


当下电动化转型是交通部门减排的全球共识。为实现碳中和目标,全球各国有计划在2025-2050年间陆续实现电动化。为了这一目标,新能源汽车已成为全球汽车产业转型发展的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎。汽车全面电动化将加大关键资源需求,我国作为世界上最大且增长最快的电动汽车市场,也将会面临潜在的资源风险。电动汽车与传统汽车相比,将带来大量额外矿产资源的消耗,对锂镍钴等资源的消耗尤为显著。


       据CATARC的评估显示,未来我国对镍钴锂三种资源的需求将是快速增长并逐渐达峰的过程。预计2035年我国新能源汽车动力电池对于锂、镍和钴的需求量将分别达到72万吨,44万吨,以及5.3万吨,相比于目前水平会分别增长17倍、21倍和8倍。


来源:CATARC估算

图2 我国新能源汽车动力电池关键金属需求分析


全球锂镍钴资源储备情况


        全球锂资源分布集中,我国锂资源储量位居第四

       目前看来,全球的储量锂资源储量是2,600万吨,主要集中在智利。智利是全球理资源储量最高的国家,占到了将近全球储量百分之36%。其次是澳大利亚占到近24%。我国储量位居世界第四位。从开采量来讲,中国位居第三。

        全球镍资源丰富且分布较广,我国镍储量相对缺乏

       镍资源在全球范围的分布较锂资源来讲分布的更广。主要集中在印度尼西亚和澳大利亚,储量占比并列第一,分别占据了全球储量的21%左右。我国的镍资源储量相对来讲不占优势,储量比较低,占比仅为2.1%。


全球钴储量相对少且集中,我国钴储量匮乏

       全球钴资源储量分布集中,有一半左右分布于刚果,提供了世界70%的钴资源开采量;另外近20%对钴资源储量分布于澳大利亚。我国钴储量较匮乏,仅有14万吨,占比为1.7%。


新能源汽车驱动关键金属需求增长,引发一定程度供需不平衡风险


        国内资源供不应求风险

       我国镍资源对供给始终可以保障未来的需求,而锂、钴资源存在不同程度的供不应求风险。随着时间的增加,锂资源预计将在2036年之前出现供不应求的风险;而钴资源将在中长期供不应求,我国钴资源的供需平衡将在2046年实现。

       新能源汽车与其他行业间存在资源竞争风险

       除了新能源汽车动力电池的资源需求之外,未来还要面临来自其他行业的竞争压力。对锂资源的需求主要来自于动力电池,而不锈钢行业和3C电池行业同样对镍和钴有着相应的需求,未来新能源汽车的发展也存在资源竞争风险。

       我国及全球钴资源储量不足的风险

       考虑到新能源汽车及其他行业的资源需求,预计我国钴资源储量保障年限约为20年,镍资源储量保障年限约28年。假设我国能顺利从全球各个国家进口资源,但在全球电动化以及其他行业抢占资源的情况下,全球锂、镍储量相对丰富,而钴的储量保障不足,20年后将面临资源储量不足风险。


欧美确保关键资源安全供给的法规及经验


       面对潜在的资源风险,我们也评估了欧美发达国家是如何通过相关法规来确保关键资源的安全供给。综合欧盟和美国相关政策,可以看到基本通过降低关键原材料供集中供应的依赖,减少关键原材料使用,促进关键资源从提取、加工到回收全链条的本土化,开发相关资源替代品的方式来保障关键资源的安全供给。


来源:CATARC整理

图3 欧盟保障关键资源安全供给相关法规


欧盟电池法主要通过回收效率、循环材料、碳足迹和数字标签四大举措关注关键资源循环与回收利用。


来源:CATARC制图

图4 欧盟电动汽车动力电池法规出台时间线


我国应对资源风险和保障交通电动化的发展建议


以一次资源需求量为考量参数,分析不同策略下新能源汽车行业资源风险降低水平。在中短期,电池优化策略(能量密度提升、钠离子电池使用、低钴电池使用)有较好的降风险效果;在中长期,再生回收水平提升在后期有更好的降风险效果,提升电池的再生回收水平对于应对资源分险具有长远和重大意义。

      动力电池回收不仅可充分降低我国一次资源需求,逐步实现二次资源完全自给,还可以大幅降低我国资源对外依存度。在动力电池回收逐渐发挥作用下,2060年前对外依存度将达到或接近于零。

       同时建议,统筹资源安全与双碳战略,推进新能源汽车发展与资源风险应对协同管理;统筹矿产开发与循环利用,构筑电池全产业链的资源安全保障体系;统筹自主开发与国际合作,在交通零排放转型的关键资源保障方面贡献中国智慧。


(本研究为能源基金会交通组2022年资助项目)




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