他山之石：鋰儲量僅占全球3.6%，美國如何構(gòu)建鋰電供應(yīng)鏈？

導(dǎo)讀：調(diào)查表明，美國的鋰儲量僅占全球儲量的3.6%，因此獲取這種關(guān)鍵礦產(chǎn)對美國的可持續(xù)能源計劃至關(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替代能源戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分，美國計劃將能源戰(zhàn)略重點從化石燃料轉(zhuǎn)移到電動汽車、太陽能、儲能等清潔能源領(lǐng)域。

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

其目標(biāo)是減少美國對國外鋰材料供應(yīng)的依賴，提高能源自給自足的能力。但要實現(xiàn)這一目標(biāo)，美國需要大幅擴大其國內(nèi)鋰制造基地規(guī)模。 

由美國聯(lián)邦先進電池聯(lián)盟(FCAB)制定的《2021～2030年國家鋰電池藍(lán)圖》概述了美國加強對鋰供應(yīng)鏈投資的計劃，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、采購和勞動力發(fā)展為目標(biāo)，展示了美國政府通往更可持續(xù)能源未來的道路，以及實現(xiàn)這一目標(biāo)所需的供應(yīng)和運營。但由于難以獲得全球鋰庫存，美國面臨著更多的問題和挑戰(zhàn)。 

美國采購所需的鋰是一項艱巨的任務(wù) 

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

隨著其他國家采取行動使用替代能源應(yīng)對氣候危機，全球?qū)︿囯x子電池的需求也在增長。美國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，隨著電池需求的增長，未來幾十年鋰離子電池市場規(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)國際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)，對電池大部分的需求來自蓬勃發(fā)展的全球電動汽車市場，去年銷量達(dá)到歷史水平，并有望在2022年再創(chuàng)新高。美國政府在去年設(shè)定了到2030年銷售一半零排放新車的目標(biāo)。 

美國政府還提供了對在北美采購關(guān)鍵礦物的汽車制造商的消費者財政激勵，但國內(nèi)供應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其需求。 

阿貢國家實驗室阿貢儲能科學(xué)合作中心主任、阿貢儲能研究聯(lián)合中心副主任Venkat Srinivasan說，“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，雖然美國嘗試在國內(nèi)采購鋰等原材料是一個好主意，但這是一項艱巨的任務(wù)。采礦工作是一項成本高昂并且充滿政治色彩的努力。

 他說：“即使美國將在一夜之間完成這項工作，也會面臨很多障礙，例如成本和環(huán)境挑戰(zhàn)，并且開采鋰礦并不容易。” 

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

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

在美國兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法的電動汽車和關(guān)鍵礦產(chǎn)資金中，撥款70億美元用于改善該國電池供應(yīng)鏈，撥款3.2億美元用于關(guān)鍵礦產(chǎn)測繪，撥款1.4億美元為構(gòu)建美國首個稀土元素和關(guān)鍵礦物提取和分離煉油廠提供資金。 

為了幫助實施更多的這些計劃和投資，美國政府還創(chuàng)建由阿貢國家實驗室運營的Li-Bridge聯(lián)盟，以幫助實現(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，該機構(gòu)一直在努力使美國政府的愿景與私營部門的愿景保持一致，了解該行業(yè)面臨的瓶頸，以及為實現(xiàn)美國聯(lián)邦政府的目標(biāo)必須采取的措施。

要實現(xiàn)新的供應(yīng)鏈必須進行創(chuàng)新

不過要解決鋰材料產(chǎn)能問題，必須進行創(chuàng)新突破。例如，研究機構(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：“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?！?nbsp;

Srinivasan也表示，必須在擴大現(xiàn)有產(chǎn)量的同時進行新設(shè)計的研究，以確保持續(xù)改進，必須同時考慮所有部分。

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。美國政府的藍(lán)圖還包括開發(fā)更大回收能力的計劃，可以回收更多有用的電池材料。 

該藍(lán)圖是激勵企業(yè)在2030年前實現(xiàn)回收90%的消費電子產(chǎn)品、電動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)計無法滿足需求，其他公司正在尋找電池的替代配方。 

Welch說：“企業(yè)和研究機構(gòu)需要開發(fā)全新的電池?！痹摴菊捎免佀徜嚰夹g(shù)生產(chǎn)充電速度更快、續(xù)航時間更長的電池。這種電池最初是為軍事用途開發(fā)的，可以在不到20分鐘的時間內(nèi)充滿，并且可以充放電15000次。 

美國構(gòu)建鋰電供應(yīng)鏈會取得成功嗎? 

對許多行業(yè)觀察人士來說，美國政府為構(gòu)建復(fù)雜的鋰供應(yīng)鏈采取的多個舉措是一個良好的開端，但仍存在許多挑戰(zhàn)。Srinivasan對眾多擁有電池制造能力的電池廠商以及在美國建立電池工廠汽車公司的增長表示樂觀。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，盡管回收和循環(huán)經(jīng)濟很重要，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，強調(diào)提高電池壽命將會鼓勵電池生產(chǎn)商有效利用可用材料。 

而隨著研究機構(gòu)和生產(chǎn)廠商致力尋找解決方案，越來越多的利益攸關(guān)方對鋰礦生產(chǎn)規(guī)模能夠持續(xù)擴大持謹(jǐn)慎樂觀態(tài)度。Srinivasan表示，“我超級激動并充滿希望，這是最好的時刻?！?/p>

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