他山之石：鋰儲(chǔ)量?jī)H占全球3.6%，美國(guó)如何構(gòu)建鋰電供應(yīng)鏈？

導(dǎo)讀：調(diào)查表明，美國(guó)的鋰儲(chǔ)量?jī)H占全球儲(chǔ)量的3.6%，因此獲取這種關(guān)鍵礦產(chǎn)對(duì)美國(guó)的可持續(xù)能源計(jì)劃至關(guān)重要。

極客網(wǎng)·新能源11月4日 鋰離子電池如今成為美國(guó)替代能源戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分，美國(guó)計(jì)劃將能源戰(zhàn)略重點(diǎn)從化石燃料轉(zhuǎn)移到電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能等清潔能源領(lǐng)域。

美國(guó)政府近年來(lái)致力提高美國(guó)鋰電池的生產(chǎn)能力。這些努力包括為國(guó)內(nèi)鋰開采和端到端供應(yīng)鏈提供資金和資源，其中包括電動(dòng)汽車電池的加工和制造。

其目標(biāo)是減少美國(guó)對(duì)國(guó)外鋰材料供應(yīng)的依賴，提高能源自給自足的能力。但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，美國(guó)需要大幅擴(kuò)大其國(guó)內(nèi)鋰制造基地規(guī)模。 

由美國(guó)聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟(FCAB)制定的《2021～2030年國(guó)家鋰電池藍(lán)圖》概述了美國(guó)加強(qiáng)對(duì)鋰供應(yīng)鏈投資的計(jì)劃，其中包括采礦、加工和生產(chǎn)等環(huán)節(jié)。 

這一藍(lán)圖以改善鋰材料的加工、采購(gòu)和勞動(dòng)力發(fā)展為目標(biāo)，展示了美國(guó)政府通往更可持續(xù)能源未來(lái)的道路，以及實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所需的供應(yīng)和運(yùn)營(yíng)。但由于難以獲得全球鋰庫(kù)存，美國(guó)面臨著更多的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。 

美國(guó)采購(gòu)所需的鋰是一項(xiàng)艱巨的任務(wù) 

美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，美國(guó)目前唯一的鋰生產(chǎn)商在內(nèi)華達(dá)州運(yùn)營(yíng)，該州的鋰儲(chǔ)量約占全球的3.6%。但全球大部分鋰產(chǎn)能在中國(guó)，根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)Wood Mackenzie的估計(jì)，中國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)能約占全球產(chǎn)能的75%，鋰儲(chǔ)量也在全球名列前茅。其他鋰儲(chǔ)量主要分布在澳大利亞、智利和阿根廷。這意味著美國(guó)必須從國(guó)外獲取其所需的大部分鋰。 

隨著其他國(guó)家采取行動(dòng)使用替代能源應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)，全球?qū)︿囯x子電池的需求也在增長(zhǎng)。美國(guó)能源部制造和能源供應(yīng)鏈辦公室代理主任兼首席副主任David Howell說(shuō)，隨著電池需求的增長(zhǎng)，未來(lái)幾十年鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1000億美元。

內(nèi)華達(dá)州Silver Peak鋰礦鳥瞰圖

根據(jù)國(guó)際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)，對(duì)電池大部分的需求來(lái)自蓬勃發(fā)展的全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)，去年銷量達(dá)到歷史水平，并有望在2022年再創(chuàng)新高。美國(guó)政府在去年設(shè)定了到2030年銷售一半零排放新車的目標(biāo)。 

美國(guó)政府還提供了對(duì)在北美采購(gòu)關(guān)鍵礦物的汽車制造商的消費(fèi)者財(cái)政激勵(lì)，但國(guó)內(nèi)供應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其需求。 

阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室阿貢儲(chǔ)能科學(xué)合作中心主任、阿貢儲(chǔ)能研究聯(lián)合中心副主任Venkat Srinivasan說(shuō)，“電池產(chǎn)品在哪里供應(yīng)？我們不制造電極材料，不生產(chǎn)和加工電池其他部分的材料，甚至不開采礦物?！?nbsp;

電池開發(fā)商ZapBatt創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Charlie Welch表示，雖然美國(guó)嘗試在國(guó)內(nèi)采購(gòu)鋰等原材料是一個(gè)好主意，但這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。采礦工作是一項(xiàng)成本高昂并且充滿政治色彩的努力。

 他說(shuō)：“即使美國(guó)將在一夜之間完成這項(xiàng)工作，也會(huì)面臨很多障礙，例如成本和環(huán)境挑戰(zhàn)，并且開采鋰礦并不容易?！?nbsp;

此外，電動(dòng)汽車制造商一直面臨著在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的壓力。美國(guó)政府承諾為電動(dòng)汽車提供7500美元的稅收抵免，前提是其采用的電池主要由在美國(guó)提取或加工的材料制成。 

為了幫助加快國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，美國(guó)政府宣布了一系列投資以支撐制造業(yè)。美國(guó)政府在上個(gè)月?lián)芸?8億美元，以促進(jìn)電動(dòng)汽車零部件的生產(chǎn)，例如鋰電池。

在美國(guó)兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法的電動(dòng)汽車和關(guān)鍵礦產(chǎn)資金中，撥款70億美元用于改善該國(guó)電池供應(yīng)鏈，撥款3.2億美元用于關(guān)鍵礦產(chǎn)測(cè)繪，撥款1.4億美元為構(gòu)建美國(guó)首個(gè)稀土元素和關(guān)鍵礦物提取和分離煉油廠提供資金。 

為了幫助實(shí)施更多的這些計(jì)劃和投資，美國(guó)政府還創(chuàng)建由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)的Li-Bridge聯(lián)盟，以幫助實(shí)現(xiàn)藍(lán)圖中所闡述的目標(biāo)。

Li-Bridge聯(lián)盟旨在將行業(yè)利益相關(guān)者聚集在一起，合作構(gòu)建鋰供應(yīng)鏈。Srinivasan表示，該機(jī)構(gòu)一直在努力使美國(guó)政府的愿景與私營(yíng)部門的愿景保持一致，了解該行業(yè)面臨的瓶頸，以及為實(shí)現(xiàn)美國(guó)聯(lián)邦政府的目標(biāo)必須采取的措施。

要實(shí)現(xiàn)新的供應(yīng)鏈必須進(jìn)行創(chuàng)新

不過(guò)要解決鋰材料產(chǎn)能問(wèn)題，必須進(jìn)行創(chuàng)新突破。例如，研究機(jī)構(gòu)和電池廠商開發(fā)了使用更少關(guān)鍵礦物的電池，可以減少鋰、鈷和鎳的使用量。 

Howell說(shuō)：“有一些電池不使用鈷和鎳，其中一些已經(jīng)上市，例如磷酸鐵鋰電池只使用鋰，但不采用鈷和鎳。” 

Srinivasan也表示，必須在擴(kuò)大現(xiàn)有產(chǎn)量的同時(shí)進(jìn)行新設(shè)計(jì)的研究，以確保持續(xù)改進(jìn)，必須同時(shí)考慮所有部分。

電池回收利用也成為滿足電池材料需求的一種潛在解決方案。美國(guó)政府的藍(lán)圖還包括開發(fā)更大回收能力的計(jì)劃，可以回收更多有用的電池材料。 

該藍(lán)圖是激勵(lì)企業(yè)在2030年前實(shí)現(xiàn)回收90%的消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和蓄電池的目標(biāo)。 

盡管如此，由于回收材料的供應(yīng)預(yù)計(jì)無(wú)法滿足需求，其他公司正在尋找電池的替代配方。 

Welch說(shuō)：“企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)需要開發(fā)全新的電池。”該公司正采用鈦酸鋰技術(shù)生產(chǎn)充電速度更快、續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)的電池。這種電池最初是為軍事用途開發(fā)的，可以在不到20分鐘的時(shí)間內(nèi)充滿，并且可以充放電15000次。 

美國(guó)構(gòu)建鋰電供應(yīng)鏈會(huì)取得成功嗎? 

對(duì)許多行業(yè)觀察人士來(lái)說(shuō)，美國(guó)政府為構(gòu)建復(fù)雜的鋰供應(yīng)鏈采取的多個(gè)舉措是一個(gè)良好的開端，但仍存在許多挑戰(zhàn)。Srinivasan對(duì)眾多擁有電池制造能力的電池廠商以及在美國(guó)建立電池工廠汽車公司的增長(zhǎng)表示樂(lè)觀。他表示，一些電池回收公司也獲得了資金，開始收集和回收電池。 

Welch說(shuō)，盡管回收和循環(huán)經(jīng)濟(jì)很重要，但并不是靈丹妙藥。電池廠商應(yīng)該確保電池具有更長(zhǎng)的使用壽命，而在將各種資源投入到采礦和獲取稀缺礦物的情況下，強(qiáng)調(diào)提高電池壽命將會(huì)鼓勵(lì)電池生產(chǎn)商有效利用可用材料。 

而隨著研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠商致力尋找解決方案，越來(lái)越多的利益攸關(guān)方對(duì)鋰礦生產(chǎn)規(guī)模能夠持續(xù)擴(kuò)大持謹(jǐn)慎樂(lè)觀態(tài)度。Srinivasan表示，“我超級(jí)激動(dòng)并充滿希望，這是最好的時(shí)刻。”

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