隨著電動汽車革命的加速以及大型電池項目的增加等,全球對鋰電池的需求將在未來10年增加6倍。但是,世界上真的能供應這些材料嗎?有許多潛在的新興鋰電池替代品,但就目前而言,鋰仍然是廣泛使用情況下的最佳商業選擇,目前還不清楚什麼會取代它,或者什麼時候。
電動車供應鏈市場情報出版商Benchmark的一份新報告讓我們解到電池采用率上升在資源層面意味著什麼。即使假設原材料回收,該報告顯示,到2035年,我們將需要約336個平均規模的新礦。
這可以分解為大約59個新的鋰礦,平均生產45000噸;38個新的鈷礦,生產5000噸;72個新的鎳礦,生產約42500噸;97個新的天然鱗片石墨礦,每年生產約56000噸;以及54個新的合成石墨廠,每年平均生產57000噸。
具體到鋰,根據國際能源署的預測,這種柔軟的銀白色金屬在短期內會過剩,但到2030年,現有的礦山和正在建設的項目將隻能生產滿足需求的一半左右。更重要的是,同一報告發現,2010-2019年期間開始運營的鋰礦平均需要16.5年的時間來開發。
再加上這些礦場需要在2033年之前啟動和運行,以便為2035年的供應鏈提供能量,因此開始變得很清楚,一些新的業務將需要以前所未有的速度增加,以避免出現令人沮喪的鋰資源緊張。
需求也不會因此而停止上升。世界經濟論壇估計,到2050年,全球將需要約20億輛電動汽車,以實現零碳排放,而目前世界上的道路上約有1650萬輛。歐盟、日本和美國的一些州等大型司法管轄區正在制定立法,以加快轉型,對化石燃料汽車的銷售設定終止日期。如果根本沒有足夠的電池來制造電動汽車,他們是否計劃將這些日期推後?
如果固態鋰電池的發展比預期的要快,那麼供應情況看起來會更糟糕;它們的純鋰陽極可能使需求比目前的預測高22%。巨大的電網電池項目將與可再生能源在每個國傢的能源結構中的份額成正比--盡管由於物理尺寸和重量不太重要,其他技術如液流電池可以進入這個領域。
另一個問題是水。傳統的鋰提取需要大量的水,而世界上最大的儲量大多在缺水和幹旱已經成為問題的地區發現,如澳大利亞、智利、阿根廷和玻利維亞。而且,一些作業可能會用銻和砷等金屬污染當地的地下水,使其非常不受農民和居民的歡迎。
目前有一些看起來很有前景的提取方法,比如沙特對從海水中提取廉價鋰的研究--在這個過程中對海水進行脫鹽,同時產生氫氣和氯氣作為額外的收入來源。這是一個實驗室原型,而不是大規模的商業運作,雖然海中有大量的鋰,但肯定不能保證這個新生的過程或其他類似的過程將被證明有足夠的規模來填補即將到來的供應缺口。
在過去的幾十年裡,鋰電池一直是支撐世界技術進步的關鍵基礎支柱之一。沒有它們,手機就不可能成為智能手機。如果沒有鋰的突破性功率和能量密度,無人機和eVTOLs就沒有意義,許多便攜式和移動設備將永遠不會進入市場,電動汽車將因續航裡程數據而受阻,因此基於氫的動力系統可能是實現脫碳的唯一實際途徑。
但似乎非常有可能的是,在未來幾年內,鋰的長期緊張將襲來,推高電池價格,並在未來幾十年內對全球去碳化的軌道施加一些嚴厲的剎車。因此,替代電池和清潔燃料技術的開發和商業推廣是至關重要的。