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电动汽车的资源约束
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越来越多车企提出全电动化目标,特斯拉前联合创始人则提醒:目标很美好,但在供应链问题上要确保管理到什么程度(甚至要追溯到矿山),他们并没有完全计划清楚。

本篇文章想探讨在车企大规模推电动车的计划下,电池供应链的保障面临哪些挑战,车企有哪些应对案例,给行业一些参考经验等。

1)发展情况

从历史来看,电动汽车在全球在飞速扩展,2020年底,全球一共有1000万辆电动汽车的存量(中国540万、欧洲330万、美国180万,其他地区80万)。但是从2021年开始,每年新增的电动汽车在加速,1-9月中国215.7万辆、美国42.44万台,欧洲157.87万,这三个市场前三个季度就有416万台,按照这个速度2021年一整年550万台,全球冲击600万台一年,这个数据几乎是之前电动汽车存量的一半。

▲ 图1.中国占了全球一半的电动汽车的存量

在所有的汽车企业都把电动汽车作为未来主要开发方向,全力以赴开发电动汽车的时候,接下来的问题就是,支撑电池的材料够不够?

▲图2.IEA统计的世界主要车企的计划

增长速度可以用数据来进行核对:2020年全球电池的需求才150GWh左右,可是中国9月份动力电池产量共计23.2GWh,1-9月产量134.7GWh,这基本和之前全球电动汽车一年的需求相当,电池的需求膨胀速度太快了。

▲ 图3.全球电池市场需求

2)材料的需求

所以,我们回溯5月份IEA写的电池资源约束报告《The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions》,详细叙述了上端锂、镍、钴还有稀土都制约着电动汽车大发展。

其实从这张图里面,我们能发现随着电动汽车和电池的爆发,对于上游资源端的需求是存在瓶颈的,而且这个问题涉及到长周期的资源开采问题,归纳下来主要涉及到铜、镍、钴和稀土这些核心材料。
▲ 图4.石油天然气到电池工业的资源、精炼和加工国

根据纯电动汽车的发展,我们可以大致估算下使用量,单车锂的用量约为10kg,镍的用量50kg,钴大概也在10kg左右。
▲ 图5.IEA对于金属材料的需求分解

从电芯的拆解核算也可以来做一个分解,以特斯拉用的LG的产品为例,大概材料可以分解下,51.75kWh,根据拆解来看,电芯的重量为201.68kg,对应的正极材料的重量为80kg,对应的镍的重量为65.57kg,钴的重量为4.8kg。

如果我们按照三元的51.75kwh作为基准,100万台Model 3 三元版本(51GWh),需要的镍6.5万吨镍,0.48万吨钴。2020年全球钴产量为14万吨,大概是这个数据。
▲ 图6.特斯拉三元NCM811电芯的重量分解

如果从一个相对更为宏观的角度切入,引用中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)》的数据来看:

全球锂矿(碳酸锂)储量1.28亿吨,资源量3.49亿吨,主要分布在智利、澳大利亚、阿根廷、玻利维亚等国。

钴矿储量668万吨,资源量2344万吨,刚果(金)、印度尼西亚、澳大利亚等国最为富集。镍矿储量9063万吨,资源量2.6亿吨,印度尼西亚位居全球储量第一,澳大利亚、俄罗斯等国资源丰富。

▲ 图7.全球电池主要电池需求金属的供给企业

从消费端来看,2020年全球锂(碳酸锂)消费量约40万吨、钴约17万吨、镍约240万吨。相对于现有储量,全球锂、镍、钾盐资源保障程度较高,钴的保障程度相对较低。从目前的实际情况来,如果中国或者全球,大量使用磷酸铁锂的方案作为入门电动汽车的方案,整体电池的需求其实是可以保证的。

3)什么是普适的技术路线?

可以说,正是国内选择了更普世的磷酸铁锂替代三元作为主流方案,才使得这段时间整体碳酸锂价格飙涨,但是钴价基本没有大的涨幅的核心原因,数据显示9月国内动力电池装机数据显示,9月三元电池装车6.14GWh,磷酸铁锂电池共计装车9.54Wh,磷酸铁锂电池连续3个月在装车量方面领先于三元电池。产量方面9月三元电池产量9.63GWh,占总产量 41.56%;磷酸铁锂电池产量 13.51GWh,占总产量58.31%,这是连续第五个月磷酸铁锂电池产量超过三元电池。中国正是领先全球做了一次探索性的实验来确认技术路线的更迭。

▲ 图8.三元和磷酸铁锂的2021年对比

4)电池企业和车企的资源端行动

布局锂、钴、镍等关键资源,已经成为电池企业的主要手段,这方面还是中国电池企业在巨大的需求和价格涨幅面前,成为了一项基本的内容。

• 以宁德时代为例:

2018年3月通过全资孙公司加拿大时代持有北美锂业 43.59%的股权;

2018年4月通过加拿大时代参股北美镍业,持股25.38%;

2019年9月通过香港时代认购澳大利亚锂矿企业Pilbara Minerals公司1.83亿普通股,占总股本的8.5%;

2021年9月宣布拟在江西省宜春市建立锂电池生产基地,而宜春被称为“亚洲锂都”。

而围绕高镍做开发的LG化学与现代汽车位于印尼的合资电池工厂开始动工,计划2024年投产。这方面,完全是基于镍的需求考虑,计划与一家矿业公司组建合资企业,以提高电池正极前驱体用金属的采购能力。

对于全球各大汽车企业来说,为了确保电池、电机等核心部件的原材料供应,车企也是直接从矿商处通过长期采购协议来锁定资源的供给。

• 以特斯拉为例:

2020年6月,特斯拉向全球最大的金属矿商嘉能可采购钴原料,按照双方的长期合作协议,嘉能可将向特斯拉每年供应 6000 吨的钴;

2020年9月,澳大利亚锂矿生产商Piedmont Lithium宣布与特斯拉签署了一份为期五年的合作协议,将向其供应北卡罗来纳州锂矿中开采的高纯度锂矿石;

2021年6月,特斯拉与全球矿业巨头必和必拓签署了镍供应协议。
从目前来看,一旦需求大了必然需要在全球范围内保障自己的电池原材料供应。

5)布局回收?

我觉得电动汽车里面的电池,可以理解为人为使用的城市精矿,特斯拉联合创始人JB Straubel的公司Redwood Materials,还是非常有价值的,通过电池回收和后道的电池材料,可以构建一个循环体系。

通过建立一个电池生产和回收的循环体系,从报废汽车和蓄电池中回收材料并生产电池,在未来数十年的时间中大大减少镍、铜和钴等原材料的开采,同时减少生产过程中报废电池的损失。

实际上,电动汽车的发展的最终目标是,通过电池回收及电池材料生产,从根本上影响全球的资源可持续发展。

小结:我个人觉得电动汽车的发展,资源约束是暂时的,随着循环经济在电动汽车里面的落地,电动汽车的前景会更美好。

关于「魔法打败魔法」「宏大打败宏大」的残想

不久以前我想做一个叫做『收纳虚体』的个人纪录系列,可能没有想清楚到底用什么来收纳以及收纳什么东西,所以这个系列至今空空如也。

最近我又想做一个新东西的时候发现了『收纳虚体』这个空壳子。新东西可能源于我对自己一直以来喜欢的东西的怀疑。

我想问:“有没有一种方式可以记录一切,可以建构一切,我们不必看到所有东西的本体仅仅使用同一种方式就能重现这个世界?。”

回忆尚且不能完整刻录现实,我想留住的只是去粗取精后的现实。可能多数幸运的人都已经找到了自己坚信的媒介,痴迷香水的人重新誊写记忆里的相遇,电影导演用镜头,歌手用音乐,画家画画…

我能用写的吗?我怕我写不好了。这可能就是文字焦虑,这是一个只有长篇大论的话路不好走的时代。

如果我想打破这个短见,那现当下我就要回答我自己提出的问题。

“用什么来收纳?”
“收纳什么?”

模糊印象里出现了《星际穿越》最后部分的五维空间设计,像书架一样的外形,把时间量化,真的是点睛之笔,类似于它,宏大的人生,一层层收纳起来的东西,宏大地累积起来,成为了可视化了的宏大。

所以,我的收纳里到底有什么?写到这里的时候,我突然觉得把时间量化很残忍。时间会坍塌。

#每体封面# 【每体专访梅西:“我希望能再赢得一座欧冠”】
“我特别想帮助俱乐部,做一个对俱乐部有用的人,尽我所能,帮助巴萨维持在一个很好的状态。”

“我希望在未来作为技术总监回到巴萨,因为那是我深爱的俱乐部。”

“我希望巴萨能继续变好,继续成长,继续成为世界上最好的俱乐部之一。”
#巴萨[超话]##每日体育报#


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