锂元素将如何影响低碳未来？

浩博电池网讯：解决气候变化问题，实现低碳可持续的发展，一些特殊的材料和技术将扮演重要的角色。（本公众号在“关键金属如何影响低碳发展的未来”一文中解读了部分关键金属将如何影响如储能、电动汽车等相关减排技术的布局和发展，感兴趣的读者可以前往观看）

我们将在接下来的科普内容中，开启“关键金属与低碳未来系列”专题文章，对各种关键金属的分布、用途、供应链等相关问题进行解读。

本系列的第一篇文章，也是2022年新春开年的第一篇科普文章，我们将聚焦于动力电池的关键元素——锂。从锂为何在低碳发展中起到重要作用，锂资源在全球的分布情况以及中国未来面临哪些挑战等三个维度进行解答。

01、锂在低碳发展中的重要作用

锂（Lithium），原子序数为3，是位于元素周期表中第二周期IA族的碱金属元素，元素符号为Li，由瑞典化学家JohannAugustArfvedson在1817年分析透锂长石矿物(LiAlSi4O10)时首次发现[1]。

锂金属外表呈银白色，因为密度极小，在标准状态[2]下锂是最轻的金属及最轻的固态元素。从锂金属在元素周期表中的位置可以推断，锂具有极强的活性，一般密封储存在矿物油中，自然界中的锂元素是以化合物的形式存在的。

作为全球能源低碳转型技术中的关键金属之一[3]，锂的重要用途之一是用于制造动力电池。高性能的动力电池无疑将在电动汽车的普及和燃油车的替代中起到决定性作用。

据统计，2020年锂的下游消耗在动力电池、储能电池、消费电子、其他传统应用领域分别为32%、5%、16%、38%，2025年动力电池领域的锂消耗量占比预估将达到70%[4]。

图1：2020年锂消耗分布

02、锂资源的全球分布

随着低碳转型技术的普及，对于锂资源的需求不断提升。据美国地质勘探局（USGS）2021年矿场资源总结的报告显示，全球已查明的锂资源总量约为8600万吨[5]，具体分布可见下图世界锂资源储量前几位的国家依次是玻利维亚、阿根廷、智利、美国、澳大利亚和中国[6]。

图2：全球锂资源储备排名

虽然，锂元素在自然界中的丰度较高，但具备经济开采价值的资源有限[7]。

锂主要从岩石矿中、海水中和盐湖中提取。从坚硬的岩石中提取锂的人工成本高、开采费用昂贵。海水中虽然含有相当多的锂，但精炼过程困难，回收成本同样高。

相对而言，盐湖提锂效率更高，目前生产约83%的锂来自盐湖和盐田，利用太阳能将含有锂盐的水浓缩成氯化锂盐水，再经过苏打水沉淀出碳酸锂[8]。

从全球的锂矿生产来看（如图2所示）主要集中在澳大利亚、智利和中国。在全球供应链中，澳洲矿山和南美盐湖为主要供应方[9]，全球锂矿生产主要集中在澳大利亚、智利和阿根廷[10]。

图3：2020年全球锂矿生产市场份额

从地理分布上来看，中国的锂资源集中在青海和西藏地区，这些地区基建落后，开采成本高，生态环境脆弱[11]。尽管锂资源丰富，但开采受限及需求缺口致使我国成为全球锂资源第一进口大国。

据中国有色金属协会锂业分会统计，2021年10月前我国锂精矿进口量173万吨，已超过2020年全年[12]。

03、中国对锂资源的需求和面临的挑战

中国，作为全球最大的汽车市场，在未来交通低碳转型的过程中对于新能源汽车需求量的持续增加，将带动新能源电动汽车的销量持续上涨。

据工信部2021年中国汽车产业发展年报统计显示，我国新能源汽车销量和市场渗透率呈高速增长趋势，截至2020年销量连续六年位居全国第一[13]。

图4：中国新能源汽车的销量和渗透率

随着新能源汽车市场竞争日益激烈，其核心组件动力电池的需求也不断上升。

2021年6月，中国电池制造商龙头宁德时代与中国新能源汽车销售排名第一的特斯拉公司[14]签订合作协议[15]，表明正极材料市场中磷酸铁锂（LFP）电池和三元电池竞争升级。

华尔街日报2022年1月17日的商业专栏提到，特斯拉掌门人马斯克（ElonMusk）所推崇的LFP电池技术在中国市场占据主导地位，特斯拉的美国和欧洲竞争对手面临挑战的同时，也加剧了锂电池之争[16]。

目前看来，中国在以锂为关键元素的动力电池制造技术链中占据一定的技术优势，这种优势体现在中游的锂矿提取技术和下游的锂金属应用技术（利用锂金属制造动力电池）。

但是由于国内的开采条件受限，中国往往采用的是通过和部分海外锂矿合作的形式进行。

比如：澳大利亚锂金属储量大、矿业体系成熟，中国的锂提取技术有优势，成本较低，加上两地运输条件便利，“澳洲矿+中国锂盐厂”成为长久以来最具效率的组合[17]。

然而，近几年随着国际间贸易摩擦的增多，对于锂矿这种不可再生资源的需求不断加大，许多原先的资源出口国也在逐渐收缩和改变原先的资源出口政策。

澳大利亚逐渐开始意识到锂电池产业上游价值创造有限，开始反思中澳锂产业国际合作[18]。

美国锂矿巨头Liven提出“本地产能供给本地市场战略”[19]；2021年12月智利新当选的总统GabrielBoric支持锂矿国有化，主张成立国有锂矿企业[20]。

各国锂产业“国有化”的趋势预示着海外主流锂资源供给受限，加剧了锂产业链间中、下游加工制造的竞争，增加了全球锂产业的不稳定性。

中国作为锂电池生产大国，在国内锂资源不占优势的情况下，应思考国内产业一体化和国际锂产业的合作，以应对全球锂产业的大变局。