我最近與許多人聊了聊，討論哪種技術(shù)是應(yīng)對氣候變化最關(guān)鍵的技術(shù)。值得注意的是，我們需要一整套解決方案來真正應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我個(gè)人的選擇是電池。
這可能并不奇怪，因?yàn)槲乙恢痹陉P(guān)注電池產(chǎn)業(yè)——如果你讀過我以前寫過的文章的話。
（來源：JOHN MOORE/GETTY IMAGES）
電池將改變交通運(yùn)輸，也可能在風(fēng)能或太陽能等可再生能源無法使用時(shí)，成為儲(chǔ)存這些資源的關(guān)鍵。因此，在某種程度上，它們是能源和交通這兩個(gè)排放量最大的行業(yè)的核心技術(shù)。
如果你想了解電池行業(yè)的發(fā)展情況，你就需要了解電池材料現(xiàn)在是什么情況。國際能源署（IEA， International Energy Agency）近日發(fā)布了一份關(guān)于能源中關(guān)鍵礦物狀況的新報(bào)告，其中有一些與電池相關(guān)的有趣數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，讓我們深入探索一下有關(guān)電池材料的數(shù)據(jù)。
電池材料有哪些新變化呢？
電動(dòng)汽車銷量正在快速增長，這對你來說可能不是什么新聞——根據(jù) IEA 的數(shù)據(jù)，電動(dòng)汽車銷量將在 2022 年占全球新車銷量的 14%，并將在 2023 年達(dá)到 18%。這種全球增長是我們在《麻省理工科技評(píng)論》上將“無法避免的電動(dòng)汽車”列入今年突破性技術(shù)的原因之一。
除了市場的穩(wěn)定增長之外，全球電動(dòng)汽車電池的尺寸也在不斷增大。沒錯(cuò)，不僅僅是在美國——美國人因其對大尺寸車型的喜好而出名——美國目前是平均電池容量最大的國家，但電池容量的膨脹是一種全球性現(xiàn)象，亞洲和歐洲近年來也出現(xiàn)了類似甚至更為劇烈的增長。
圖| 乘用電動(dòng)汽車的平均電池尺寸對比（來源：IEA）
電動(dòng)汽車需求不斷增長，全球電池容量不斷增加，再加上電池在電網(wǎng)存儲(chǔ)方面的作用，很明顯，我們將看到制造電池所需材料的需求大幅增長。
以鋰為例，它是當(dāng)今鋰離子電池使用的關(guān)鍵材料之一。如果我們要生產(chǎn)足夠的電動(dòng)汽車以實(shí)現(xiàn)凈零排放，那么從現(xiàn)在到 2040 年，鋰的需求將增加大約十倍。鋰是最引人注目的一個(gè)例子，但其他金屬，如銅和鎳，在未來幾十年也將有很高的需求。
圖 | 凈零排放的情況下對鋰的總需求（來源：IEA）
正如我今年早些時(shí)候所寫的那樣，我們不會(huì)耗盡生產(chǎn)可再生能源所需的任何材料。電池的情況可能會(huì)更加緊張，但專家表示，總的來說，我們地球上確實(shí)有足夠的資源來制造我們所需的電池。 隨著電池回收的增加，我們最終應(yīng)該能夠從舊電池中獲得穩(wěn)定的材料供應(yīng)。
但我們已經(jīng)開始看到材料需求的急劇增長在短期內(nèi)對電池市場意味著什么。最近，由于電池制造商爭先恐后地滿足眼前的需求，鋰和其他一些金屬的價(jià)格大幅上漲。這導(dǎo)致去年鋰離子電池的價(jià)格首次上漲。
這意味著什么呢？
因此，我們看到需求的巨大增長只會(huì)持續(xù)下去，雖然從長遠(yuǎn)來看有足夠的材料，但短期內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)對純化和加工電池材料的爭奪。這將塑造未來的電池世界，有幾種方法可以發(fā)揮作用：
首先，汽車制造商將更多地參與制造電池所需的原材料。他們的業(yè)務(wù)取決于這些材料的持續(xù)供應(yīng)，并且他們已經(jīng)采取措施確保自己的供應(yīng)。
截至 2023 年，除了一家之外，全球十大電動(dòng)汽車制造商都簽署了某種長期承購協(xié)議以確保原材料。其中 5 家投資于采礦業(yè)，5 家投資于煉油業(yè)，幾乎所有這些交易都是自 2021 年以來完成的。
圖 | 全球 10 大電動(dòng)汽車公司在原材料供應(yīng)鏈的參與（來源：IEA）
供應(yīng)限制也將推動(dòng)電池的新創(chuàng)新。
我們已經(jīng)看到了這一點(diǎn)：多年來，鈷一直是鋰離子電池陰極的關(guān)鍵成分。但這種金屬受到了密切關(guān)注，因?yàn)槠溟_采與強(qiáng)迫勞動(dòng)和童工密切相關(guān)。
近年來，科技巨頭和電動(dòng)汽車制造商已開始承諾僅使用負(fù)責(zé)任開采的鈷。與此同時(shí)，電池制造商開始轉(zhuǎn)向含有較少鈷的化學(xué)物質(zhì)，甚至完全不含鈷，部分原因是為了削減成本。
磷酸鐵鋰電池不含任何鈷，在短短幾年內(nèi)就從電動(dòng)汽車電池的一小部分增長到市場份額的 30% 左右。自 2019 年以來，低鈷選項(xiàng)也受到關(guān)注。
圖 | 電動(dòng)汽車電池材料份額（來源：IEA）
我認(rèn)為我們將在電池世界中不斷看到新的、令人興奮的選擇，部分原因是這些材料的限制。例如，鐵基電池可以在電網(wǎng)大規(guī)模存儲(chǔ)中發(fā)揮重要作用，我們也可以很快在廉價(jià)電動(dòng)汽車中看到更多的鈉基電池。
在氣候技術(shù)方面，我不會(huì)選擇最喜歡的技術(shù)，但我總是特別密切地關(guān)注電池世界，也希望能看到更多材料對電池的未來發(fā)展起到關(guān)鍵作用。
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