谁掌握了关键矿产，谁就掌控了清洁能源的未来

Original 更多资讯点关注环球零碳 2022-07-12

撰文 | Sueyl、汪鹏

编辑 | 郭郭

→这是《环球零碳》的第088篇原创

环球零碳

碳中和领域的《新青年》

摘要：清洁能源技术严重依赖矿物质和金属，未来全球关键金属的供需缺口将进一步扩大。在这轮新能源革命中，谁掌握了清洁能源的技术，以及相关矿产资源，谁就掌控了未来清洁能源的主动权。不过世界经济论坛的报告认为，如果大规模实施循环经济，可以减少对采矿的依赖并确保这些材料的长期使用。

关键金属或关键矿产资源，是国际上近年新提出的资源概念，指以稀有、稀散和稀土元素为主体的战略性关键金属矿产资源，在新材料、新能源和信息技术等新兴产业具有不可替代的重大用途。

在清洁能源技术领域，从风力涡轮机和太阳能电池板，到电动汽车和电池存储，都需要广泛的矿物质和金属。

例如，稀土元素、锂和钴等，可以应用于电脑、家用电器产品中，也是电池、电动汽车、风力涡轮机和太阳能电池板等清洁能源技术的关键材料。

所以，在这轮新能源革命中，谁掌握了清洁能源的技术，以及相关矿产资源，谁就掌控了未来清洁能源的主动权。

现在各国都在满世界寻找矿产。

根据国际能源署(IEA) 的数据，到 2040 年实现净零排放，将需要将关键矿产投入增加六倍，一些关键金属，如锂，增长率可能超过40倍，其中镍和钴需求增长超过20倍。

这些矿产的需求已经飙升，2021年2月，锂的价格从一年前的每吨1万美元升至每吨5万美元，最近又创新高，达到7万美元左右。

2月22日，美国地质调查局（USGS）官网发布了一份对美国经济和国家安全至关重要的50种关键矿物商品的新清单。

与2018年创建的美国第一份关键矿产清单相比，新清单去除了氦、钾、铼和锶，另外新增了15种矿物商品。

新增商品中，大部分是由于将稀土元素和铂族元素拆分为单独的条目；镍、锌则是首次被列入清单。

美国地质调查局国家矿产信息中心主任Steven M. Fortier表示：“矿物临界不是静态的，随着时间的推移而变化。我们一直在分析矿产市场，并开发新方法来确定各种关键矿产供应链风险。”

清洁能源技术的大规模部署将增加对关键矿物需求

IEA的《清洁能源转型的矿物需求》报告指出，矿物在脱碳能源系统中地位日益重要。

清洁能源技术，比如太阳能光伏和聚光太阳能技术的实现依赖锗、碲、铟、镓、锰等元素作为能源转化的关键超导材料；风力发电机依赖钕、镝、镨等稀土元素作为磁性原料；新能源汽车和燃料电池均依赖镍、钴、锂等作为电极材料，燃料电池还依赖铂作为储能材料；核能发电依赖铀及钨、钽、钼等高温材料作为动力来源和保护性材料。

图说：关键金属与低碳技术的关联及关键金属受关注度

来源：[2]

IEA表示，自2010年以来，随着可再生能源的投资份额上升，每一度发电量所需的矿物平均数量增加了50%。

图说：2020-2040 年各情景下新电动汽车销售的总矿产需求

来源：IEA

根据IEA，电池存储到2040年预计增长到420GWh，与2020年相比增长了11倍。

2020年至2040年间，考虑气候驱动因素，用于电动汽车和电池存储的矿物需求将成为主力。基本情况下对矿物的总体需求增长了33倍。其中镍的相对增长幅度最大，从 2020年的0.4 千吨增长到2040年的57千吨，增长了140倍以上。钴需求增长了70倍，而锰需求增长了58倍。

美国能源信息署（EIA）在《世界能源展望2019》中指出，2018—2050 年全球可再生能源的消耗量将以年均3%的速率增长，碲和锂的需求增速最高，分别为6.9%和6.2%。

相关学者量化分析了中国、北美、中东、东欧等国家和地区风电产业的稀土需求量，发现目前的稀土资源储量与产能难以满足全球2050年风电发展目标的资源需求。

如果将所有部门的关键金属需求计算在内，未来全球关键金属的供需缺口将进一步扩大。

不断上演的关键金属矿产资源争夺战

美国地质调查局报告指出，在近25种关键金属矿产中，中国供应量超过40%的矿种近半，涵盖了大部分低碳能源技术所需的关键金属，中国稀土资源储量约占全球总储量的1/3，却承担了全球90%以上的市场供应。

全球的锂资源主要集中在南美和澳洲的“三湖七矿”之中。盐湖开采更为容易，成本低廉，目前在产的三大盐湖：Atacama、Hombre Muerto和Olaroz，还有两个在开发盐湖Caui和Vida，均位于南美洲智利、阿根廷和玻利维亚的三国交接处，被称为“锂三角”。

图说：全球锂资源分布

来源：USGS，华安证券研究所

截至2020年末，根据美国地质调查局数据，全球锂资源量约为 8600万吨金属量，锂资源储量约为 2100万吨金属量。其中玻利维亚资源量占比最高，约 2100万吨金属量，占全球 24%。

图说：全球锂资源储量占比

来源：USGS，华安证券研究所

因为储量和开采有限，导致供应紧缺，所以在气候目标背景下，全球都在不断上演关键金属矿产资源争夺战。

布局矿产还是发展循环经济？

继石油和稀土之后，全球又有一场新的资源争夺战正在上演——锂。

在汽车电动化的大背景下，锂是动力电池的核心生产元素，被誉为“白色石油”。这是因为每辆电动车约需要9kg锂。对于电动车替代燃油车的新世界，谁掌握了锂资源供应链，谁就将控制动力电池的未来。

随着锂资源越来越重要，各国都把它当成极其重要的战略资源。美国自2008年以后，有关锂资源储量等信息不再对外公布。对锂资源有直接需求的全球知名车企，都将自己的供应延伸到上游——锂资源。宝马、丰田、特斯拉等车企巨头纷纷布局上游锂矿资源。

特斯拉于2020年9月就获得了内华达州10000 英亩富含锂土地的锂矿开采权。与此同时，特斯拉与澳大利亚锂矿生产商Piedmont lithium签署了为期五年的高纯度锂矿石供应协议。2022年2月16日，特斯拉与另一家澳大利亚锂矿商Liontown Resources签署了一项为期五年的锂辉石精矿供应协议，根据协议，Liontown将于2024年开始向特斯拉供应锂辉石精矿。

2021年以来，电池上游原材料的巨大缺口与电动车的爆发式增长，组成了一个“黄金时代”爆发前的征兆，而处在最上游的矿产资源成为了源头之争。仅从2021年9月至10月约一个月时间内，中国企业就参与了8起锂矿投资交易，总金额接近200亿元，其中5起交易的投资标的位于海外，涉及阿根廷、加拿大、巴西等国。

2021年9月，中国动力电池产业两巨头——宁德时代和赣锋锂业则以对加拿大锂业公司 Millennial的争夺，上演了去年年锂矿并购交易的高潮。2021年10月9日，拥有世界最大3Q锂盐湖的加拿大锂盐商Neo Lithium发布公告称，中国国有控股矿业巨头紫金矿业将以约9.5亿加元（约合49.4亿元）收购其所有已发行股份。到了2022年，锂矿争夺战仍在继续，据《澳华财经在线》2月17日讯 AVZ Minerals Ltd (ASX：AVZ)向市场披露，公司与苏州天华时代新能源产业投资有限责任公司(简称CATH)达成协议，双方同意放弃若干先决条件，以加速完成CATH对Manono锂锡矿项目价值2.4亿美元投资交易。

无论是动力电池商还是主机厂，全球“扫矿”的初心无不是提升规模效应，从而降低生产成本，简言之，为了节省原材料成本。比如，正极材料成本在动力锂电池中占比25%至30%。这也意味着，谁手握上游资源，谁就将握有“议价权”。

面对这种白热化的争夺，最近世界经济论坛（weforum）发布报告认为，仅通过采矿获得这些材料提出了可持续性挑战。

例如，钕（一种用于许多电动机和发电机，包括风力涡轮机的稀土金属）的开采过程污染严重。这种金属的浓度也相对较低，难以捕获，与其他矿物相比，它的提取更加密集。

这些材料也对欧洲的能源安全提出了潜在挑战。欧盟目前仅供应风能、锂电池、硅光伏组件、燃料电池等关键技术所需原材料的1%。

世界经济论坛的报告认为，如果大规模实施循环经济，可以减少对采矿的依赖并确保这些材料的长期使用。

回收可以帮助从近 6000 万吨智能手机、笔记本电脑、硬盘驱动器和许多其他电子设备中回收金属。目前，只有1% 的钕被回收利用，而电子产品中对过渡至关重要的其他金属（钽、锂、钴和锰）也面临着低回收率的问题。

一些公司正在这方面取得进展。许多回收这些材料的举措都是基于 IT 设备。今天应用于智能手机回收的系统可能对明天的风力涡轮机和其他设备有效。

从国家角度来看，中国的关键金属资源储量丰富，但是长期以低廉的价格大量出口，为全球能源低碳转型作出巨大贡献的同时也为此承担了高昂的资源、环境、经济代价。

目前，我国部分关键金属仍然极度短缺，例如镍、钴、铂等资源的储量严重不足，高度依赖进口。在“碳达峰”与“碳中和”目标背景下，识别中国关键金属的供应风险，建立安全、稳定、持续的关键金属供应体系，发展循环经济，对保障中国关键金属资源安全意义重大。

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参考资料：

[1]https://finance.sina.com.cn/money/future/indu/2022-02-24/doc-imcwipih5065845.shtml