绿色矿物将成为21世纪的“石油武器”？
本文为元气资本第209篇原创文章
分析师）Yini Lin
微信公众号）yuanqicapital
核心内容
1、或是由于镍较之于铁毫无价格优势，动力电池市场对镍的依赖较锂更弱。鉴于钴的成本通常更高，生产商往往转向含镍量更高、含钴量更低的电池以降低生产成本。作为结果，同为上游原材料，镍和钴的价格增速远落后于锂。
2、截至目前，加拿大锂矿储量仅占全球总量的2．5％。2021年，美国锂矿储量占全球总量的4％，这一数字在中国约为7．9％。然而，中国企业占据全球65％的锂加工和精炼产能，尽管中国获得的锂矿床仅占全球锂资源的不到 25％。加拿大、澳大利亚逐步收紧的锂矿企业投资限制，加之中国市场上企业加工能力与其锂储量之间的巨大差距，是其转向南美和非洲开采锂矿的主要原因。
3、超过50％的锂和铜生产都发生在缺水严重的地区，这为旨在应对气候变化的清洁能源本身打开了更大的气候风险敞口。不过，与矿产国将锂矿开采解读为“披着绿色革命外衣的新殖民主义”的解读不同，锂欧佩克被认为基于资源民族主义——产业联盟是矿产国凭借资源杠杆最大化本国经济外交优势的有效方式。能源革命使得锂成为白色黄金，其非均匀分布使安第斯南美国家成为潜在的“新中东”。
随着各国加速减排以确保能源安全与弹性，如今，国际能源安全机制致力于减轻碳氢化合物（尤其是石油）供应中断或价格飙升的风险。
在Bloomberg NEF 的2022年全球锂离子电池供应链排名中，中国已经连续第三次占据主导地位，加拿大、美国分别紧随其后。或是由于历来拥有最成熟的制造基地以及产业政策支持，中国、韩国和日本在全球电池制造指标中排名前三。继2014年超过日本后，美国的电池产能于2016年超过韩国。截至目前，中国占据全球75％的电池制造产能，90％的阳极和电解质生产。电池上游原料锂价格的上涨促使中国加大对碳酸盐和氢氧化物精炼厂设施的投资力度。
△ 2022年全球锂离子电池供应链排名（来源：Bloomberg NEF）
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电池繁荣，2040锂需求增长或超40倍
根据中国海关总署数据，今年前八个月，中国汽车以191万辆的出口量超越德国，仅随日本。正如元气资本此前所言，“引领汽车进入低碳化、智能化、网联化新纪元的特斯拉本诞生于美国。然而，正如20世纪上半叶美国汽车产业收割欧洲技术红利，中国或是本世纪汽车产业革命的最大受益者”。汽车电气化产业革命这一时代机遇是中国汽车出口量跃居全球第二的必要条件。
汽车产业革命之前，汽车制造厂商竞争力取决于传统燃油汽车核心三大件，即发动机、变速箱和底盘。发动机作为能量转换装置，将热能转变为机械能；变速器将发动机做功产生的动能传递至车轮；而底盘则是汽车的骨骼。三者分别决定汽车的动力性能、操控平顺性，和乘客体验。由于传统三大件技术壁垒较高，中国车企竞争力较弱。
汽车产业革命之后，随着电动汽车核心三大件，即三电系统——电池、电机和电控，取代燃油时代三大件，这一局面被彻底打破，中国汽车品牌迅速实现超车。同时，乘客体验从过去单纯由底盘决定的乘坐舒适度延伸至更为广泛的交互体验。
动力电池作为电动汽车整车性能的关键决定因素，是电动汽车中最昂贵的部件。同时，EV上游电池主要原料在动力电池生产总成本中占比较高。因此，动力电池生产原料的重要性不言而喻。不过，或是由于镍较之于铁毫无价格优势，动力电池市场对镍的依赖较锂更弱。特斯拉便在标准里程版电动汽车中以铁锂电池替代三元锂电池。
与之类似的是，鉴于钴的成本通常更高，生产商往往转向含镍量更高、含钴量更低的电池以降低生产成本。2019年，中国开始将NMC 811电池阴极商业化，正是由于镍含量较高，钴含量较低（80％镍、10％钴和10％锰），其生产成本低于NMC 532和NMC 622电池阴极。
作为结果，同为上游原材料，镍和钴的价格增速远落后于锂。锂作为新能源时代的关键资源，素有White Gold，即“白色黄金”的美誉。根据Bloomberg于今年7月发布的预计，今年全球市场电池金属原料需求将增长50％，达到480万吨，其中，锂需求增长最快，2021年至2030年间或将激增逾七倍。
△ 2020－2030年各电池金属原料需求增长预估（来源：Bloomberg NEF）
IEA（国际能源署）于2021年5月根据全球已实施或宣布的能源政策自下而上的评估作出预测，在全球气候问题驱动的情景中，在2040年之前，清洁能源技术总体矿物需求有望翻番——尽管该需求只有翻两番才能实现Paris Agreement目标，即将全球升温幅度稳定在“远低于2°C”。2040年，用于电动汽车和电池存储的矿物需求或将至少增长30倍，其中，锂需求增长或超40倍。
△ 2040年与2020年相比，按情景划分的清洁能源技术对特定矿物的需求增长（来源：IEA）
需求轨迹预测在极大程度上受到技术和政策不确定性的影响，比如钴的需求增长取决于对电池化学和气候政策演变推测，而稀土的需求增长取决于风力涡轮机的选择和政策支持力度。
此外，原材料被认为是能源转型技术成本结构中的一个重要因素。该组织指出，“在过去十年中，技术进步与规模经济将锂离子电池总体成本降低了90％，这意味着原材料成本比重越来越大，其电池总成本占比已经高达50％－70％，这一数字在五年前仅为40％－50％”。
更高的矿产价格可能会产生这样一种影响——如果锂和镍的价格同时翻番，那么电池产能翻番相关的所有预期单位成本下降或将被抵消。
本文作者认为，锂的价格取决于矿产资源可获取性与以动力电池为主导的清洁能源产品市场规模大小和增速，而矿产资源可获取性与全球矿产储量、开采速度、资源国政策（e．g． 特许权使用费），以及宏观社会经济影响（e．g． 劳动力、能源等生产及运输成本）息息相关。
△ 作为以上论断的印证，扩产能够削弱甚至抵消劳动力成本飙升带来的影响（来源：S＆P）
△ 左图：与传统汽车相比，电动汽车中使用的矿物；右图：与其他发电源相比，清洁能源技术中使用的矿物（来源：IEA）
△ 2015年－2021年全球各市场乘用车电动汽车销量（来源：Bloomberg）
△ 全球各车型电气化渗透率（来源：Bloomberg）
对此，Bloomberg认为，原材料供应是碳酸锂和氢氧化锂生产的最大制约因素，“2022年，经风险调整后的矿山产能预计约为673，000吨LCE，与超过676，000吨LCE的需求存在巨大缺口．．．由于需求上升与通胀压力和供应链限制同时发生，电池金属原料市场或将继续紧张”。Credit Suisse相信，锂需求可能在2020年至2025年之间增加两倍，这意味着其供应将捉襟见肘。
与之相似的是，IEA曾经指出，“在符合气候目标的情景中，时至2030年，现有矿山和在建项目的预期供应量估计仅能满足预计锂和钴需求的一半以及铜需求的 80％”。根据美国能源部科学与工程研究中心Argonne国家实验室数据，制造单辆电动汽车的锂离子电池组需要约8千克锂。美国地质调查局数据表明，全球锂储量约为2200万吨，去年全球锂产量总计10万吨。这意味着，去年开采的锂能够制造近1140万个电动汽车电池，全球年度电动汽车购买量可能很快就会达到这一水平。
理论上看来，世界锂储量足以满足预期需求增长。然而，这一假设建立在这样一种前提之上，即所有储备都能投入生产，并且一切储备都被用于动力电池制造，只是现实并非如此——事实是，仅有少数公司能够生产高质量、高纯度的锂化工产品；同时，并非世界上所有的锂都被用于动力电池制造，其在笔记本电脑和手机、飞机、火车和自行车等制造中被广泛应用。2020年，用于电子产品、电动汽车和电网存储的可充电电池制造是全球锂最大的应用场景，占总需求的71％。
△ 2020年全球锂矿应用场景（来源：Gouvernement du Canada）
然而，McKinsey指出，在不久前的2015年，仅有不到30％的锂需求源于电池生产。彼时，该矿物需求主要来自陶瓷和玻璃（35％）以及油脂、冶金粉末、聚合物和其他工业用途（逾35％），“到2030年，电池预计将占锂需求的 95％，总需求将以每年25％至26％的速度增长，达到330万至380万公吨LCE”。
△ 2015年至2030年全球锂矿应用场景占比变化（来源：McKinsey ＆ Company）
此外，矿产项目开发期——即开发项目从发现到首次生产，平均耗时16．5年，尽管确切的时间因矿产类型、矿山和地点而异。S＆P Global于2019 年指出，锂矿需要3年至7年的时间才能得以建成并投入运营。
△ 2010年－2019年全球矿产项目开发时间（来源：IEA）
因此，IEA有理由相信，2025年，世界可能面临锂短缺。“2050年，全球需要约20亿辆电动汽车上路才能实现净零排放，而2021年全球电动汽车购买量仅为 660万辆，尽管远超2020年的300 万辆．．同时，2021年全球汽车销量从2020年的6380万辆增至 6670 万辆，这意味着非电动汽车销量下降了 70 万辆”。
