美國能源部重磅發(fā)布《國家鋰電藍圖2021-2030》

美國能源部制定了一項大膽的議程，以應對氣候危機，建立清潔、公平的能源經(jīng)濟。到2035年讓美國電力完全脫碳，實(shí)現凈零排放;最遲到2050年，從經(jīng)濟上要惠及所有美國民眾。

這份由聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)合會(huì )( Federal Consortium for Advanced Batteries )組織撰寫(xiě)的《國家鋰電藍圖2021-2030》將有助于指導投資，以發(fā)展國內鋰電制造價(jià)值鏈。

美國為什么制定這一藍圖?‍‍‍‍‍‍‍‍

據彭博社預計，2040年全球乘用電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量將達到5600萬(wàn)輛，其中17%(約960萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē))將進(jìn)入美國市場(chǎng)(圖1)。如果彭博社預計的960萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)的所有電池都是在國外制造，這將產(chǎn)生大約1000億美元的進(jìn)口。占領(lǐng)這一市場(chǎng)對于美國汽車(chē)工業(yè)未來(lái)的生存至關(guān)重要，美國汽車(chē)工業(yè)在歷史上貢獻了美國國內生產(chǎn)總值的5.5%。除電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)外，電網(wǎng)儲能市場(chǎng)也有望增長(cháng)，彭博社預計到2040年全球儲能電站部署總量將達到1095GW以上，較2018年的9GW將會(huì )大幅增長(cháng)。

圖1. 乘用純電動(dòng)車(chē)(EV)和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)( PHEV )年銷(xiāo)量。來(lái)源：彭博社，電動(dòng)汽車(chē)展望2019。

該報告指出，鋰電行業(yè)目前似乎正處于臨界點(diǎn)，自2010年以來(lái)鋰電成本下降了近90%。這項技術(shù)正在影響全球運輸市場(chǎng)，并有可能在未來(lái)幾十年重塑全球行業(yè)。預計到2025年，中國鋰電產(chǎn)能將達到1811GWh。

圖2. 電池制造能力。資料來(lái)源：“鋰離子電池超級工廠(chǎng)評估”，Benchmark Mineral Intelligence，2021年3月。

美國要構建的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈

愿景和目標

建立美國國內鋰電供應鏈，既要解決新材料的突破性科學(xué)挑戰，又要發(fā)展滿(mǎn)足日益增長(cháng)的電動(dòng)汽車(chē)和儲能市場(chǎng)需求的制造基地。達到以下五個(gè)目標將使美國實(shí)現這一愿景：

目標

目標一安全獲取原材料和精煉材料，發(fā)掘關(guān)鍵礦物的替代品，用于商業(yè)和國防應用

強有力、安全的鋰電基地需要獲得可靠的原材料和精煉材料的供應，并同時(shí)努力開(kāi)發(fā)可持續的替代品，實(shí)現供應多樣化。目標是減少美國鋰電制造對稀缺材料尤其是鈷和鎳的依賴(lài)，以發(fā)展更強大、更安全和更具彈性的鋰電供應鏈。

表1：美國礦產(chǎn)儲量和產(chǎn)能在全球中的占比。

目標二支持能夠滿(mǎn)足國內電池制造需求的材料加工基地的發(fā)展

如今，美國依靠國際市場(chǎng)加工大部分鋰電原材料。生產(chǎn)低/無(wú)鈷正極活性材料，開(kāi)發(fā)降低電池材料成本的新工藝，將電池成本降至60美元/kWh。

表2：全球主要鋰電生產(chǎn)國家的主材產(chǎn)能。

目標三刺激國內電極、電池和電池組制造業(yè)發(fā)展

近10年來(lái)，電池儲能技術(shù)取得了重大進(jìn)展，電池能量密度增加，電池組成本降低約85 %，2020年達到143美元/kWh。盡管取得了這些進(jìn)展，但國內電池和電池組的增長(cháng)和外包制造仍需要持續的激勵和支持。

目標四實(shí)現電池報廢再利用和關(guān)鍵材料的大規?；厥?，并在美國建立完整的競爭價(jià)值鏈

鋰離子電池的回收利用不僅緩解了材料短缺，提高了環(huán)境的可持續性，而且構建了一種更安全、更具彈性的材料循環(huán)供應鏈。

目標五通過(guò)大力支持科學(xué)研究、STEM教育和勞動(dòng)力發(fā)展，保持和推進(jìn)美國電池技術(shù)的領(lǐng)先地位

在不斷加速的電動(dòng)汽車(chē)和儲能市場(chǎng)建立一個(gè)競爭和公平的國內鋰電池供應鏈，這只是作為新的零碳能源經(jīng)濟的一部分，在全球范圍內向高性能和低成本邁進(jìn)的一個(gè)階段。關(guān)注新一代鋰電材料(固態(tài)電解質(zhì))研發(fā)，以及新材料、電極和電池制造工藝，仍然是保持美國領(lǐng)先地位所不可或缺的。在此過(guò)程中還要十分關(guān)注知識產(chǎn)權的保護。(注：STEM是科學(xué)(Science)，技術(shù)(Technology)，工程(Engineering)，數學(xué)(Mathematics)四門(mén)學(xué)科英文首字母的縮寫(xiě))