他山之石：锂储量仅占全球3.6%，美国如何构建锂电供应链？

极客网·新能源11月4日 锂离子电池如今成为美国替代能源战略的关键组成部分，美国计划将能源战略重点从化石燃料转移到电动汽车、太阳能、储能等清洁能源领域。

美国政府近年来致力提高美国锂电池的生产能力。这些努力包括为国内锂开采和端到端供应链提供资金和资源，其中包括电动汽车电池的加工和制造。

其目标是减少美国对国外锂材料供应的依赖，提高能源自给自足的能力。但要实现这一目标，美国需要大幅扩大其国内锂制造基地规模。

由美国联邦先进电池联盟(FCAB)制定的《2021～2030年国家锂电池蓝图》概述了美国国加强对锂供应链投资的计划，其中包括采矿、加工和生产等环节。

这一蓝图以改善锂材料的加工、采购和劳动力发展为目标，展示了美国政府通往更可持续能源未来的道路，以及实现这一目标所需的供应和运营。但由于难以获得全球锂库存，美国面临着更多的问题和挑战。

 

美国采购所需的锂是一项艰巨的任务

美国地质调查局发布的数据表明，美国目前唯一的锂生产商在内华达州运营，该州的锂储量约占全球的3.6%。但全球大部分锂产能在中国，根据咨询机构Wood Mackenzie的估计，中国的锂离子电池产能约占全球产能的75%，锂储量也在全球名列前茅。其他锂储量主要分布在澳大利亚、智利和阿根廷。这意味着美国必须从国外获取其所需的大部分锂。

随着其他国家采取行动使用替代能源应对气候危机，全球对锂离子电池的需求也在增长。美国能源部制造和能源供应链办公室代理主任兼首席副主任David Howell说，随着电池需求的增长，未来几十年锂离子电池市场规模有望达到1000亿美元。

内华达州Silver Peak锂矿鸟瞰图

根据国际能源署发布的数据，对电池大部分的需求来自蓬勃发展的全球电动汽车市场，去年销量达到历史水平，并有望在2022年再创新高。美国政府在去年设定了到2030年销售一半零排放新车的目标。

美国政府还提供了对在北美采购关键矿物的汽车制造商的消费者财政激励，但国内供应远远不能满足其需求。

阿贡国家实验室阿贡储能科学合作中心主任、阿贡储能研究联合中心副主任Venkat Srinivasan说，“电池产品在哪里供应？我们不制造电极材料，不生产和加电池其他部分的材料，甚至不开采矿物。”

电池开发商ZapBatt创始人兼首席执行官Charlie Welch表示，虽然美国尝试在国内采购锂等原材料是一个好主意，但这是一项艰巨的任务。采矿工作是一项成本高昂并且充满政治色彩的努力。

他说：“即使美国将在一夜之间完成这项工作，也会面临很多障碍，例如成本和环境挑战，并且开采锂矿并不容易。”

此外，电动汽车制造商一直面临着在国内生产的压力。美国政府承诺为电动汽车提供7500美元的税收抵免，前提是其采用的电池主要由在美国提取或加工的材料制成。

为了帮助加快国内生产，美国政府宣布了一系列投资以支撑制造业。美国政府在上个月拨款28亿美元，以促进电动汽车零部件的生产，例如锂电池。

在美国两党基础设施法的电动汽车和关键矿产资金中，拨款70亿美元用于改善该国电池供应链，拨款3.2亿美元用于关键矿产测绘，拨款1.4亿美元为构建美国首个稀土元素和关键矿物提取和分离炼油厂提供资金。

为了帮助实施更多的这些计划和投资，美国政府还创建由阿贡国家实验室运营的Li-Bridge联盟，以帮助实现蓝图中所阐述的目标。

Li-Bridge联盟旨在将行业利益相关者聚集在一起，合作构建锂供应链。Srinivasan表示，该机构一直在努力使美国政府的愿景与私营部门的愿景保持一致，了解该行业面临的瓶颈，以及为实现美国联邦政府的目标必须采取的措施。

 

要实现新的供应链必须进行创新

不过要解决锂材料产能问题，必须进行创新突破。例如，研究机构和电池厂商开发了使用更少关键矿物的电池，可以减少锂、钴和镍的使用量。

Howell说：“有一些电池不使用钴和镍，其中一些已经上市，例如磷酸铁锂电池只使用锂，但不采用钴和镍。”

Srinivasan也表示，必须在扩大现有产量的同时进行新设计的研究，以确保持续改进，必须同时考虑所有部分。

电池回收利用也成为满足电池材料需求的一种潜在解决方案。美国政府的蓝图还包括开发更大回收能力的计划，可以回收更多有用的电池材料。

该蓝图是激励企业在2030年前实现回收90%的消费电子产品、电动汽车和蓄电池的目标。

尽管如此，由于回收材料的供应预计无法满足需求，其他公司正在寻找电池的替代配方。

Welch说：“企业和研究机构需要开发全新的电池。”该公司正采用钛酸锂技术生产充电速度更快、续航时间更长的电池。这种电池最初是为军事用途开发的，可以在不到20分钟的时间内充满，并且可以充放电15000次。

 

美国构建锂电供应链会取得成功吗?

对许多行业观察人士来说，美国政府为构建复杂的锂供应链采取的多个举措是一个良好的开端，但仍存在许多挑战。Srinivasan对众多拥有电池制造能力的电池厂商以及在美国建立电池工厂汽车公司的增长表示乐观。他表示，一些电池回收公司也获得了资金，开始收集和回收电池。

Welch说，尽管回收和循环经济很重要，但并不是灵丹妙药。电池厂商应该确保电池具有更长的使用寿命，而在将各种资源投入到采矿和获取稀缺矿物的情况下，强调提高电池寿命将会鼓励电池生产商有效利用可用材料。

而随着研究机构和生产厂商致力寻找解决方案，越来越多的利益攸关方对锂矿生产规模能够持续扩大持谨慎乐观态度。Srinivasan表示，“我超级激动并充满希望，这是最好的时刻。”

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