尽管与传统汽车相比,电动汽车的市场份额仍然很小,但随着主要经济体从化石燃料过渡到清洁能源,这种情况可能会在未来几年发生变化。
美国总统乔•拜登签署了一项行政命令,要求到2030年,所有新车销售的一半都是电动汽车。作为世界上最大的电动汽车市场,中国也有类似的规定,要求电动汽车销量占总销量的40%。欧盟也在寻求到那时至少有3000万辆零排放汽车上路。
根据国际能源署的《全球电动汽车展望》,如果各国政府能够加大力度实现能源和气候目标,到2020年,全球电动汽车数量将从目前的2000万辆增加到2.3亿辆。
随着越来越多的电动汽车出现,制造电池所需的锂、镍和石墨等原材料也越来越多。国际能源署认为,到2040年,电动汽车和电池存储的矿物需求必须至少增长30倍,以满足各种气候目标。
快速市场预测,到2025年,电动汽车销量将以每年40%的复合年增长率增长,届时电动汽车渗透率预计将达到15%。在此之后,电动汽车的市场份额预计将进一步上升,到2030年达到35%。
有一种矿物一直被忽视,但它是汽车电气化的重要组成部分,那就是石墨。
在奥特,我们认为石墨代表着清洁能源转型带来的“借壳”市场机会。这有以下几个原因:
石墨作阳极材料
用于驱动电动汽车的锂离子电池由两个电极组成——一边是阳极(负极),另一边是阴极(正极)。目前,石墨是唯一可以用于阳极的材料,没有替代品。
这是因为石墨具有很高的天然强度和刚度,是热和电的优良导体。作为除了钻石之外唯一的其他天然形式的碳,它在各种温度下都很稳定。
阴极是使用锂、镍、锰和钴等金属的地方。根据电池的化学性质,电池制造商有不同的选择(见下文)。
因此,石墨被认为是全球向电动汽车转变的不可或缺的因素。它也是锂离子电池中重量最大的成分,每个电池含有20-30%的石墨。但由于制造过程中的损耗,实际上制造电池所需的石墨比锂多30倍。
根据世界银行的数据,石墨在电池的矿物需求中占了将近53.8%,是最多的。尽管锂是所有电池的主要原料,但只占需求的4%。
一辆电动汽车含有超过200磅(90公斤)的涂层球形纯化石墨(CSPG),这意味着制造锂离子电池所需的石墨比锂多10到15倍。
石墨对锂电池至关重要,特斯拉的埃隆•马斯克(Elon Musk)曾说过一句名言:“我们的电池应该被称为镍石墨电池,因为主要的阴极是镍,阳极是石墨和硅氧化物。”
需求溢出
阳极材料称为球状石墨,由石墨矿生产的鳞片石墨精矿或合成/人造石墨制成。只有99.95%纯度的片状石墨才能使用。
一辆插电式电动车平均含有70千克石墨,混合动力车则含有10千克石墨。每100万辆电动汽车需要约75,000吨天然石墨,相当于片状石墨需求增加10%。
根据Benchmark Mineral Intelligence (BMI)的数据,到2025年,供应全球锂离子阳极市场所需的鳞片石墨原料预计将达到每年125万吨。2021年,所有用途的石墨开采量仅为100万吨。(USGS)
此外,这家总部位于伦敦的价格报告机构预测,随着电动汽车销量的增长继续推动锂离子超级工厂的建设,未来十年电池阳极部分的石墨需求可能会增加七倍。
彭博社预计,到2030年,电池矿物的需求将保持强劲,石墨需求将增长四倍。
国际能源署(IEA)预测,在未来10年,相对于2040年,根据不同场景,清洁能源技术对某些矿物的需求将增长:锂增长13倍至42倍,石墨增长8倍至25倍,钴增长6倍至21倍,镍增长7倍至19倍,锰增长3倍至8倍,稀土增长3倍至7倍,铜增长2倍至3倍。
供应紧缩
随着汽车电气化的继续,以及在全球范围内发现的新来源的减少,BMI估计石墨市场最早可能在今年出现缺口,到2040年供应缺口将增至800万块;为了填补这一缺口,采矿业需要在未来18年内生产近8倍于目前产量的石墨。
6月7日,《华盛顿邮报》在一篇名为《电池金属挤压如何使电动汽车的未来面临风险》的文章中报道,为清洁能源的未来大量生产电池组的工厂正在建设,其速度超过了紧张的供应链所能承受的速度。全球各国争相锁定来自少数几个国家的锂、镍、钴和其他关键原料库存,导致价格飙升……虽然工厂可以在18个月左右建成,但矿山投产通常需要7年或更长时间。
今年6月,包括特斯拉(Tesla)在内的投资者对未来10年电池金属供应预测的担忧反复出现。据报道,CEO埃隆•马斯克解释说,由于原材料短缺和中国装配线关闭,生产受到了阻碍。
缺乏多样化的供应
如今,几乎所有的石墨加工都在中国进行,因为那里的石墨很容易获得,环境标准较低,成本较低。去年全球近60%的开采产量也来自中国,这使得中国在石墨供应链的每个阶段都占据主导地位。
在中国之后,接下来的主要石墨生产国是莫桑比克、巴西、马达加斯加、加拿大和印度。美国不生产任何天然石墨,因此必须完全依靠进口来满足国内需求。
多年来,对外国的依赖程度有所提高。2016年,美国进口了38900吨石墨,然后在2018年达到70700吨的峰值。
美国地质调查局的最新报告显示,2021年进口总量为5.3万吨,其中71%为高纯度鳞片石墨,42%为无定形石墨,1%为块状和片状石墨。
主要进口来源为中国(33%)、墨西哥(21%)、加拿大(17%)和印度(9%)。
由于中国控制着所有球形石墨的加工,美国对电池级石墨的依赖实际上不是33%,而是100%。
这就是为什么美国政府将石墨列入它认为“对国家安全和经济至关重要”的35种矿物之列。
白宫一份关于关键供应链的报告显示,到2040年,用于清洁能源应用的石墨需求将是2020年全球产量的25倍。
石墨价格
在过去的一年中,天然石墨的价值显著增加,需求继续超过供应。根据基准矿产情报公司(Benchmark Mineral Intelligence)的数据,自2021年1月以来,各类石墨的价格稳步上涨,罚款金额从2021年1月的500美元/吨增加到2022年5月的723美元/吨,增加了44.50%。同一时期,大片状石墨价格从983美元/吨上涨19.85%至1187美元/吨,球形石墨价格从2958美元/吨上涨8.39%至3207美元/吨。
最近,片状石墨和球形石墨的价格都略有上涨。Fastmarkets的数据显示,截至6月16日的一周,中国鳞片石墨194 EXW现货价格30天上涨0.37%,360天上涨19.39%。94-97%纯度的石墨被认为最适合用于电池,然后再升级到99.99%纯度来制造球形石墨。过去30天,截至6月16日的一周,球形石墨中国(EXW China)上涨了1.58%。
中国鳞片石墨94% C(-100目)的价格为每吨830美元,而相同等级和尺寸的欧洲鳞片石墨的价格为每吨920美元。
结论
在许多工业金属(如铜、锌、铝)价格疲软的时期,对电动汽车转型至关重要的石墨价格却保持得非常好。
片状石墨和球形石墨都有上升趋势,事实上,由于电池制造商和电动汽车制造商的强劲需求和有限的供应,自2021年1月以来,所有类型的石墨(细石墨、大片状石墨、球形石墨)的价格都大幅上涨。
BMI数据显示,到2022年,锂离子电池的需求将以有史以来最快的速度增长,同比增长率将接近50%。
尽管这将增加对锂、镍和钴等其他电池矿物质的需求,但按重量计算,石墨仍然是锂离子电池中强度最高的矿物质,到2022年,将消耗超过57万吨的天然薄片。
然而,正如Seeking Alpha所观察到的,消费者对电动汽车的需求超过了我们的供应能力。电动汽车的等待时间正在延长,锂离子电池短缺正在打击许多汽车制造商,最关键的是,关键原材料价格处于历史高位。
这对在安全地区拥有大量石墨矿藏的公司来说是个好兆头,它们不仅能从高价格中获利,还能促进当地石墨供应链,减少对中国石墨开采、特别是石墨加工的依赖。
多年来被政府忽视的石墨等重要矿物终于得到了应有的重视。今年6月,加拿大政府公布了其低碳产业战略,渥太华将与各省合作,“发现、优先考虑和寻求机会”。就关键矿物而言,这意味着在魁北克生产电池,在安大略省生产电动汽车。
自然资源部长乔纳森•威尔金森(Jonathan Wilkinson)指出,在4月份的预算中,38亿加元已被指定用于关键矿产。除此之外,“我们有15亿美元的清洁燃料基金,我们有80亿美元的净零加速器,我们正在建立清洁增长基金,我们有加拿大基础设施银行,”彭博社援引他的话说。他补充道:
他说:“矿山投产平均需要15年。在能源转型的背景下,如果我们真的要提供足够的矿物质来支持电池的发展,我们没有15年的时间。因此,我们有必要让所有人都参与进来,研究如何做到这一点。”
在奥特,我们非常同意。加拿大的新产业战略与边境以南正在发生的事情相吻合。
长期以来一直寻求改善电池供应链的美国,最近动用了冷战时期的力量,将锂、镍、钴、石墨和锰列入了1950年《国防生产法案》(Defense Production Act)所涵盖的项目清单,哈里•杜鲁门(Harry Truman)总统曾使用该法案为朝鲜战争制造钢材。
为了支持这些矿产的国内生产,美国矿商现在可以根据该法案的第三章获得7.5亿美元的资金,这些资金可以用于当前的操作、生产率和安全升级,以及可行性研究。DPA还可以涵盖这些材料的回收。
今年晚些时候,美国能源部将开始拨款60亿美元用于电池生产,其中一半用于国内材料供应和电池回收。
拜登政府已经拨款60亿美元,作为1.2万亿美元基础设施法案的一部分,用于发展可靠的电池供应链,并让汽车行业摆脱对中国的依赖。中国是最大的电动汽车市场,也是锂离子电池的主要生产商。
在赢得全球电动汽车竞赛的关键矿物中,石墨可以说是最重要的,应该是美国的首要优先事项,因为它是电动汽车电池的基本成分。
如果没有新的供应来源,全球石墨短缺只是一个时间问题,而不是是否会出现的问题。对于100%依赖从国外进口原材料的美国来说,这是一个定时炸弹,可能会彻底破坏美国汽车电动化和脱碳的雄心。
这一切都回到了建立可靠、安全、可持续的“矿到电池”电动车供应链的重要性,从国内石墨源开始,将其与加工、制造、回收相结合,打造全循环经济。
(By Richard Mills)
来源:www.mining.com
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