美日韩群雄逐鹿第二半导体产业，关键矿产资源成最大战场

　　美国主张重建半导体产业链与中国分庭抗礼后，锂离子电池产业俨然成为＂第二半导体＂产业，美、日、韩群雄逐鹿，争相打造自主锂电产业链。
　　2022年5月2日，美国能源部在官网宣布，将从两党基础设施法案中获得31.6亿美元，用于美国本土电动汽车电池制造业的发展。此前在4月，拜登授权使用《国防生产法案》确保推进清洁能源转型所需的关键材料，支持锂、镍、钴、石墨、锰等用于生产大容量电池所需材料的开采和加工。
　　近日，韩国政府提出＂K电池＂发展战略，计划到2030年在动力锂电池领域投资40.6万亿韩元（约合人民币2290亿元），以确保韩国在全球电池行业的主导地位，特别是应对来自我国和日本的竞争。这意味着，继今年五月抛出半导体制造自主大计——＂K半导体＂战略后，韩国将动力锂电池也放在了同等高度，从国家层面规划动力锂电池产业发展。
　　在今年召开的讨论电池战略的会议中，日本经济产业省将＂增强国际竞争力＂确立为电池产业发展的首要目标。据日本经济产业省计划，到2030年，日本电池厂商的国内产能将从目前的20 GWh左右提高至150 GWh，日本电池厂商的全球产能将从目前的60-70GWh提高至600GWh，全球市场份额将提高至20%。
　　一、三国集中发力剑指中国，锂电产业开启脱华发展模式
　　纵观美、日、韩三国，美国是锂电池技术的发源地，虽然由于前期发展需求将制造业进行了海外转移，但凭借着丰厚的技术积累，依然在锂电产业中占据无法忽视的重要地位；日本依托优越的材料技术也独具优势，同时由此次BASC的组建也可以看到，日本的锂电全产业链布局也十分到位；韩国虽然技术优势不及美、日，但在LG、SKI、三星等明星企业的加持下，韩国在国际锂电产业中话语权无法忽视。此外，美国、日本都分别对固态电池或其他类型的下一代电池技术深有研究。因此，美日韩三国的行动，毫无疑问都在将矛头直指占据全球锂电市场80%份额的中国，集中力量摆脱对华依赖，实现锂电产业自主可控。
　　在全球碳中和主张下，各国都将清洁能源提高到战略地位高度，由此带来的电动汽车市场蓝海巨大。美国调查机构Million Insights数据显示，到2027年全球电动汽车需求价值预计将达12,121亿美元，2020年~2027年年复合增长率41.5%，由此带来的锂、镍、钴等电池材料关键矿产的激增也可以想象。国际能源署统计，到2040年，电池行业的矿产需求增长约30倍。然而，由目前已知矿山的生产能力可知，供应能力与需求激增存在迫在眉睫的错位现象，以镍、钴为例，已开采及在建项目开采量均无法满足未来市场的需求。
　　图1 全球锂、钴资源的储量与需求增长情况对比（深蓝色为已经在开采矿产；浅蓝色为在建设中的矿山项目资源；黄色线条为根据当前政策情况，能源系统需求的统计情况；红色线条可持续发展方案，指在巴黎协定目标的轨道上的需求情况。国际能源署）
　　综上所述，美、日、韩集中发力锂电产业，建造自己的产业链，可以预见其与中国锂电产业的竞争正悄悄展开，鉴于中国乃至全球锂电产业的前端依赖特点，针对上游矿产品的争夺恐将无法避免。此外，凭借美、日的技术优势，针对未来电池技术的布局与发展则是另外一大战场。因此，本文将从锂、钴、镍三大锂电池关键矿产资源入手，分析关键矿产供应风险以及下一代技术发展对我国的影响。
　　二、关键矿产自给乏力，新型技术后劲不足，为我国发展锂电平添波折
　　观察中国矿产资源情况，动力电池关键矿产我国都禀赋欠佳，导致我国战略性矿产资源对外依存高达2/3，其中，镍、钴等对外依存度已经超70%，此外，根据2020年美国地质调查局数据，中国60%以上的锂原料需要进口。以锂为例，中国锂资源储量虽位列全球第五，已查明资源储量折合金属锂540万吨，约占全球总量的14%，但国内锂资源主要分布在西南部地区，开采环境十分恶劣。与此同时，我国锂矿资源中锂-镁比高达1:90以上，相比于国外的1:6锂-镁比的优质锂矿产资源，其提取技术尚未成熟，产业化开发成本昂贵，从本质上限制了我国自有锂资源的开采。
　　此外，纵观全球矿产资源储备情况，锂、钴、镍资源均呈现严重的资源聚集状况，国际能源署统计显示，2019年，锂、镍、钴矿产资源前三大生产国产量占全球总产量50%以上，这便导致了单项矿产资源进口对少数国家的强烈依赖现象。以钴为例，刚果（金）钴储量占全球总储量47%，2020年年产量占据全球总产量67%以上，这一现象使得刚果（金）成为电池产业上游布局不可忽视的战略要地。此外，锂矿资源对澳大利亚、智利依赖严重，镍资源则大量依赖印度尼西亚以及菲律宾。
　　图2 2019年锂、镍、钴矿产资源主要出产国家（国际能源署）
　　（一）矿产国政策变化莫测，我国矿产品进口持续受限
　　主要矿产生产国国内政策的变动将引起连锁反应，加剧原料供给风险。近年来一些主要矿产国针对矿产原料及国内经济发展战略方面均有所调整，具体如下表所示。
　　表1-主要矿产出口国政策
　　通过上述主矿国的政策可见，我国锂、镍、钴矿进口主要依赖的国家对矿产原料在不同程度上都实施了限制举措。如印尼、菲律宾多次出台的镍资源禁矿令，澳大利亚为建立本土锂电池产业链限制对华出口，南美＂锂三角＂地区政局动荡且亲美派占据主导地位。受政策影响，我国矿产资源进口和供给衍生诸多问题。一方面，关键矿产进口量锐减，不仅导致原料价格大幅上涨，增加电池企业的生产成本，还会使电池行业的原料供给端出现较大缺口，为制造端造成严重威胁。另一方面，短期内恢复对我国出口政策的概率很低，再加上难以迅速找到替代供应商，原材料的供应不稳定将对我国动力电池新能源技术的发展带来冲击。
　　此外，中国企业对前端矿产开采早有布局，美国无党派分析机构外交政策研究所报告称，中国公司不仅掌握着全球80%硫酸钴及钴氧化物的精炼与加工，还控制着刚果（金）每年约半数钴产量，占据世界总产量的三分之二。这一说法虽有些夸大，但也反映了我国企业在前端钴矿开采方面布局的深入。在锂资源方面，中国天齐锂业不仅通过收购澳大利亚泰利森51%股份，控制全球最大固态锂矿Greenbushes锂矿山，还持有智利SQM 24%股份，而后者拥有储量约3,168万吨碳酸锂当量的智利阿塔卡玛盐湖。中国企业的前端布局操作一定程度上保障了国内电池资源的供应能力，但在全球局势的影响下，矿产国政府极有可能出手干预，稀释或强制清退中国企业股权，为中国企业带来痛击，参考中铝公司195亿美元收购澳大利亚力拓股份交易受阻便可见一二。
　　综合而言，主要矿产国家的对华出口政策正在逐步收紧，我国关键矿产原材料所受风险将进一步加大，供需严重失衡现象一旦发生，势必阻碍我国动力电池产业发展进程。
　　（二）美国凭借国际海洋主导权，为中国矿产海运增加障碍
　　海上运输是国际贸易的主要方式，中国进出口货物对海运的依赖程度竟高达80%~90%，动力电池矿产资源进口同样如此。海上贸易受国际环境、过境国家及其周边政治因素影响较大，局部突发性事件频发，不可预期。
　　2020年受国际疫情蔓延影响，全球交易放缓，船主减少了海上船只的派遣，甚至船运频次也有所减少，动力电池关键原材料锂、钴、镍价格总体上涨。如我国从刚果（金）进口钴原料占进口总量51.1%（2019年），单方面依赖严重。即使在南非封城得到缓解的情况下，受排船期等海上通道实际运行并未恢复等因素影响，钴供给不确定性始终存在，严重的价格波动还可能导致矿产贸易物流中断。类似于苏伊士运河堵船事件，突发性事件正在成为全球海上贸易的重要影响因素，而全球性事件不仅可以引发价格的波动，还可能带来矿产品海外供应的切断，严重妨碍电池产业的有序发展。
　　此外，美联社2021年5月31日刊登的一份司法文书表示，美国将2月份扣押的伊朗油轮上的月200万桶石油卖掉，价值1.1亿美元，据悉，美国此类动作并非首次，仅2020年10月就扣押伊朗石油110万桶。虽然中美关系并不像美伊关系那般僵硬，但考虑到美国对于发展电池产业的强烈需求，两国在资源端的竞争或许无法避免。 同时，美国的海上霸权地位难以取代，其底气离不开7大舰队、11艘航母的全球部署对于国际海洋安全秩序的主导，虽然目标鲜明的美国驱逐舰无法在某一地点盘桓数周等待中国矿产运输船只，但在强大的海军势力庇护下，美国民间力量干扰海上贸易却不无可能，届时，美国或许会借由私掠船的力量对中国进口矿产采取行动，以阻止中国企业的电池产业正常发展。
　　（三）下一代技术革新引爆需求，关键锂矿资源储备暗藏风险
　　目前看来，未来电池领域关键矿产原材料需求量的成倍激增的原因主要是清洁能源产业爆发驱动全球动力锂电产能迅速扩张。与此同时，由于不同电池技术对于矿产原材料的选择和用量有所差异，市场主流电池技术走向则直接影响到未来该行业对矿产资源需求的变化趋势，因此下一代电池技术的迭代可能给关键矿产资源供需格局带来的颠覆性变化及风险也值得关注和警惕。
　　随着新能源产业的升级对电池的性能及寿命等提出更高要求，电池应用环节陷入瓶颈。全固态锂电池是电池领域最具代表性的前沿技术，以固体电解质取代传统电解液的材料体系提高电池的兼容性和热稳定性，能量密度和安全性也跨越式提升。使用富锂材料做固态电池负极可有效提高电池寿命和循环次数，这已然成为当前的一种技术发展趋势。随之而来的则是锂需求量的增长。而且未来为满足应用市场更高能量密度的产品需求，固态电池可能需要应用到金属锂负极，这将使固态电池的用锂量较当前的811三元电池增长近一倍，接近2kg/kwh。若金属锂负极的固态电池实现商业化，锂的需求将呈现爆发趋势。
　　美国、日本等发达国家针对全固态电池的研究一直领跑全球，据专家透露，美国能源部目前在研的硫化物电解质固态锂电池项目，其能量密度已经可达到600Ah/L。相比之下，中国在固态电池领域的研究起步较晚，虽已有诸多企业投身技术攻关与产业化，但无论是海外专利数量还是研发进展方面，都与美国、日本存在较大差距，整体竞争力还有所欠缺。而美、日掌握技术主导权的同时也将掌握产业链上游关键矿产资源的优先配置的主动权。若两国成功推动金属锂负极全固态电池迈进产业化阶段，新技术的迭代将重塑全球动力电池竞争格局，造成行业洗牌，联动到产业链上游则势必给我国造成巨大的锂矿资源供需缺口，为现有矿产原材料储备带来巨大挑战，使我国动力电池产业升级陷入被动局面，继而影响到国家战略性产业全局发展。
　　（四）电池材料循环发展，标准化建设成最大障碍
　　气候变化大议题下，电动汽车产量迅猛增长，所带来的矿产品需求将供不应求，除了矿产资源的开发利用，废旧电池材料的循环利用必将成为未来材料供应的关键要素。 资料显示，2022年~2030年三元电池累计回收空间将达1305亿元，随之而来的电池材料供给能力不可小觑。据悉，目前回收钴用量达全球钴供应中的35%，仅废旧电池来源回收钴占46%。随着三元电池更新替换浪潮的到来，锂、镍、钴三种金属材料的回收量到2030年分别可达到2.09万吨、11.47万吨以及2.80万吨，关键原材料的回收利用可有力缓解钴资源匮乏的问题。
　　面对巨大的市场空间，技术与行业标准的建立成为必不可少的准备。技术方面，在美国能源部支持下，美国锰业公司完成了从锂电池中提取锂、镍、钴原材料新方法开发项目，所回收镍材料纯度达98%以上，钴纯度达99%以上，据悉中国企业的技术也已达到98.5%以上纯度要求，然而中国矿产品回收产业的规范化发展却成为迎接回收放量的绊脚石。其一，我国目前对于动力电池的健康度及残存电量评价没有标准化规定，为三元电池的直接回收与梯次利用评判造成巨大障碍。其二，回收金属也将参与金属市场价格竞争，而面对价格震荡激烈的金属市场，回收金属的价格空间依然受到国际市场的严重影响，这便对回收技术、政策制定带来了诸多挑战。反观其他国家，美国不仅制定了从联邦政府到地方政府的废旧电池回收法律，还通过民众回收意识的培养，保障了废旧电池的供应。德国则通过＂责任延伸＂制度，将生产者、消费者和回收者进行利益捆绑，确保回收机制的有效运行。可见，在三元电池回收放量的形势面前，中国的准备尚有欠缺，无法形成社会合力，以抵抗发达国家的产业发展势头。
　　三、建 议
　　（一）拓宽合作渠道，保障产业生产有序进行
　　就政府层面而言，可借助＂一带一路＂倡议与资源国家建立互信互利的良好基础，在伙伴国本土进一步探索矿产资源领域的合作，助力中国企业拓宽和增加资源获得途径和机会，扩张中国海外矿石资源版图。
　　例如，积极促成中国与资源国的地质调查部门之间的合作，通过共同参与国际矿产资源评估与地质调查等项目，为国内企业对外投资提供专业指导；倡导两国企业联手开展伴生资源的综合利用研究（如伴生的钾、硼和盐类），加深合作关系；深入开展盐湖、盆地等地区的地质构造和水文结构的调研分析，为中国企业在海外布局开采条件良好的矿区做好前期准备；推动矿物开采与环境保护结合的绿色可持续发展理念，赢得产矿国家的认可和信赖。
　　另外，可充分发挥企业能动性，以投资合作为抓手，提升关键矿产供应链弹性。例如中资企业在阿根廷可以＂技术入股＂的方式介入。但对锂产品的深加工、提高附加值产业链大力支持，中国企业可根据自身优势，在智利锂矿资源全产业链中适时寻找商机，通过并购等方式增加参与度。
　　（二）着眼海运战略长期规划，巩固海上贸易安全
　　海洋贸易规则主要由美、英主导，两国对国际航运的控制根深蒂固，在当前中美对抗日趋白热化的阶段，短期内中国很难参与到国际标准的制定，也很难借助海外布局争取主导权。
　　对此，我国需有针对性地做好长期规划，若中美之间有所缓和，有望探讨双边合作的氛围下，可在适当的时机有序推进。其一，我国可在海外布局港口建设，加强对海运航线港口及码头的控制力和管理能力，完善我国在全球航道战略支点的建设。其二，加大对我国国际海运公司的培育，鼓励大型物流企业市场化兼并重组，提升国际竞争力和综合服务能力，深度参与全球物流体系建设。其三，正视我国与海运强国的差距以及在海运贸易规则领域的弱势地位，通过助力航运业健康有序发展，培养匹配我国贸易体量的海运能力，在有效增强国际航运话语权的前提下，逐步摸索和参与到规则建立的体系中去。
　　（三）立足现有技术，延伸发展前沿电池技术
　　应对技术迭代所带来风险的最好方式则是紧跟技术发展步伐，既要进一步巩固现有电池技术优势，又要强化新型技术的研究。
　　就现有锂电池体系而言，需加快材料领域技术创新，发展高镍低钴材料技术，提升锂电池性能、寿命及安全性。同时也应加快固态电池技术研发，完善下一代电池技术的前瞻性布局。针对固态电池当前面临的技术瓶颈建立研发专项，着力攻关固-固界面的接触稳定性、空间电荷层、颗粒间体积效应、金属锂枝晶生长等限制全固态电池发展的核心问题。
　　此外，我国应密切关注其他国家在该领域的技术研发及产业化进度，充分把握市场脉搏，及时调整关键矿产资源的供需结构以及战略资源储备。
　　（四）从技术到产业，加强产业互动迎接回收风口
　　首先，以经济性、前沿性为标准，逐步提高我国的锂电池金属回收技术，通过优化流程等方式降低回收成本，以应对国际市场的金属价格浮动，以有效保障我国电池金属回收产业的有序发展。同时，针对锂这一活泼金属的回收，逐步提高提炼技术确保高纯度金属供应，提高中国企业在国际电池回收市场中的竞争力。
　　其次，产业标准化建设也应该及时跟进。其一，通过全民知识普及提高民众资源回收利用意识，提高废旧电池回收率。其二，通过政府主导，电池企业联盟、新能源汽车企业联盟以及产业链上下游企业的联动等方式，带动电池生产利用的标准化实施，帮助实现锂电池梯次利用，同时，建立电池回收标准化管理体系，加强各参与者的责任制管理，促进电池回收产业的快速发展，从而保障我国电池原材料的供应安全。