地球科学动态监测快报

2024年第01期

UNCTAD发布报告《关键矿产供应链、贸易流和附加值》

2023年12月,联合国贸易和发展会议(UNCTAD)发布技术报告《关键矿产供应链、贸易流和附加值》(Critical minerals: Supply chains, trade flows and value addition),介绍了电动汽车可充电锂离子电池不同加工阶段的关键矿产及其产品的贸易动态。强调了关键矿产市场的具体特征,指出了需要进行更深入分析的领域,以支持矿产生产发展中国家在可充电电池价值链中增加国内附加值。

向低碳未来迈进的进程正在顺利进行中,对这一进程至关重要的几种矿产的重要性不断凸显,包括锂、钴、石墨、锰等。许多发展中国家已经在供应世界市场方面发挥着至关重要的作用,例如刚果民主共和国(全球68%的钴进口自该国),锂出口大国智利和镍出口大国印度尼西亚(占全球镍出口的48%)。自2010年以来,由于可再生能源在能源生产总量中所占比例不断上升,每台新发电机组所需的典型矿产数量增加了50%。在净零排放情景下,对某些关键矿产的需求预计将迅速增长:在2022年至2030年期间,钴需求将增长115%,锂需求将增长454%。随着需求的增加,2021年和2022年宣布的新关键矿产项目数量是前十年的两倍多。

能源转型所需的关键矿产的类型和数量因特定应用和行业而异。例如,锂、钴和石墨通常用于被认为最适合电动汽车的锂离子电池。关键矿产原料经过加工和精炼,以提高纯度,增强其性能特征,并增加特定应用的适用性。经过加工和精炼的关键材料的价值明显高于其原始形态,可以刺激矿产生产发展中国家相关下游产业的发展。

1 锂

尽管锂存在于许多岩石和几种天然卤水中,但只有在少数具有高浓度的矿床中才有可能进行商业开采,从而使开采在经济上可行。锂矿石或卤水用于制造氢氧化锂和碳酸锂,这是生产电池阴极所必需的。

在开采阶段,澳大利亚和智利占全球锂矿石和卤水出口的79%以上,而中国的锂进口量占全球贸易量的73%以上。澳大利亚是世界上最大的锂辉石(锂矿石)出口国,2022年的氢氧化锂精炼能力相对较少,该国计划到2024年达到全球锂精炼产能的10%左右。智利是最大的锂卤水出口国,拥有精炼能力,也是氢氧化锂的主要出口国。锂矿开采由智利、中国、美国和澳大利亚的公司主导,控制着全球锂产量的53%。中国、韩国、日本和其他发达国家拥有大部分锂精炼能力。

在加工阶段,中国占全球氧化锂和氢氧化锂出口量的67%,其似乎保留了锂基电池材料,用于国内电池组制造。虽然中国向世界出口的电池材料很少,但其从韩国和美国进口这些产品。然后,中国向包括美国和德国在内的电动汽车主要出口国出口电池组。2022年,中国电池组出口量占全球的46%。中国在电池价值链中的国内附加值非常显着:估计单位价值从每公斤6.4美元的氢氧化锂增加到每公斤150美元的电池组。波兰是2022年第二大电池组出口国,但没有大量的锂离子电池材料开采能力,而是通过贸易获得这些材料。波兰进口的氧化锂和氢氧化锂主要来自美国(68%)和中国(18%),阴极锂材料主要来自中国(55%)和德国(17%)。

2 钴

钴是生产可充电电池电极的关键成分,其主要是地下和露天开采镍和铜的副产品。采用火法冶金和湿法冶金技术对矿石进行精炼,以获得氢氧化钴、金属钴和其他化学品等中间产品。进一步精炼成硫酸钴,用于制造电池的阴极、超级合金和磁铁。

2022年,钴矿石市场价值1.91亿美元,氢氧化钴市场价值93亿美元。与其他关键矿产相比,钴的高价格在很大程度上归因于其供应的地理集中性。钴矿开采由少数几家大公司主导,仅前五家公司就占全球钴产量的48%。

刚果民主共和国生产全球约70%的钴矿石,在2022年占全球氢氧化钴出口的64%,其中96%出口到了中国。这表明,在刚果民主共和国境内发生了重大的增值。该国的加工和精炼技术显著提高了钴的单价,从开采阶段的每公斤5.8美元提高到加工/精炼阶段的每公斤16.2美元。

制造业阶段的贸易由经济合作与发展组织(OECD)成员国主导。非洲或拉丁美洲没有一个国家是制造阴极或电池材料贸易的主要参与者。在制造阶段,中国约占钴基电池材料(钴阴极)出口的49%,与其微不足道的锂基电池材料出口量形成鲜明对比。韩国是钴基电池材料的第二大出口国,占全球出口量的31%,其次是日本,占全球出口量的9%。波兰是韩国和日本阴极材料的主要进口国,也是中国阴极材料的第三大进口国。

3 石墨

石墨是锂离子电池制造中最常用的阳极材料。石墨可以从矿石中开采出来,也可以通过对石油焦、煤焦油沥青或石油进行强化热处理来制造。

巴西、中国和俄罗斯的石墨储量占全球的65%。中国是石墨的主要生产国,占全球产量的65%。在出口方面,中国是天然石墨出口的领头羊,占53%,其次是莫桑比克(13%)和马达加斯加(12%)。相比之下,美国(29%)、中国(21%)和德国(7%)是人造石墨的主要出口国。

即使存在生产原料矿物(天然石墨)的替代品(合成石墨)的制造过程,价值链上游阶段的贸易集中度仍然存在。此外,加工和制造阶段的集中程度较高,中国在人造石墨和石墨电池材料的出口方面处于领先地位。因此,精炼石墨(即加工阶段)的出口并不比锂和钴的出口更加多样化。

4 结论

通过对锂、钴和石墨贸易流动的分析,可以得出两个主要观察结果:市场集中度和下游价值的增加。市场集中是明显的,特别是在原料矿物和制造的电池材料和电池组的贸易阶段。供应链中的这种集中意味着潜在的脆弱性,因为它们可能导致供应中断、价格波动和地缘政治风险。主导这些阶段的国家对整个电动汽车市场具有相当大的影响力。

贸易流分析还强调,贸易价值随着生产过程向下游移动而呈上升趋势。这种上涨伴随着产品附加值的相应增加。从原始矿物开采到制造电池组和电动汽车,每一步都增加了更多的价值,凸显了供应链中每个阶段的经济意义。这种现象表明了各个阶段的高回报潜力,并凸显了技术进步和加工制造专业知识的重要性。

(刘学 编译)