观察丨新能源汽车背后​:镍矿依赖严重,应对需有新解法​
来源:CDB
作者:温波
2023-02-22
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领域 环境保护



最近,宁德时代和福特汽车计划联手在美国密歇根州新建一座锂电池厂的消息不胫而走。


作为全球动力电池的龙头老大,宁德时代将助力福特电动车产量提升和削减制造成本。宁德时代进军美国,福特汽车对垒特斯拉公司,双赢共利。且根据美国新规《通胀削减法案》,福特还能获得美国政府新能源汽车补贴,以及可观的美国本土生产组装电池的补贴。消费者购买达标的电动车,也将获得补贴。


除了技术上的领先优势,宁德时代已经掌控相应的上游关键金属资源,也是其获得美企青睐认同和合作信心的来源。作为电池厂商,宁德时代在海外积极获取镍锂矿源。在印度尼西亚,宁德时代于2022年斥资几十亿美元投资启动镍矿冶炼和电池生产的事业。



▲图片来源于pixabay



01

新能源汽车引发金属镍需求大增



镍是电池、电镀和炼钢的重要矿物。造币、电动汽车、风力涡轮机和核电站建设都需要镍,镍还用于制造耐腐蚀和极端温度的不锈钢合金。随着新能源汽车发展,对高镍三元锂电池的需求渐趋旺盛。镍在三元锂电池中成分的增加能够提高汽车续航能力。


人类首次对镍矿石进行开采利用是在法国南太平洋领地新喀里多尼亚。1865年,法国矿山土木工程师朱尔斯·加尼尔(Jules Garnier) 在新喀里多尼亚发现硅酸镍矿。1875年,法国在此开始大规模人工采挖镍矿。


▲图片来源于pixabay


镍在电池中的应用可以追溯到托马斯·爱迪生的时代。1890年爱迪生发明了可充电的铁镍电池;1899年瑞典人沃尔德玛·尤格尔(Waldmar Jungner)发明了镉镍电池。之后的1904年,爱迪生研制出镍铁碱电池,时称“爱迪生蓄电池”。1976年镍氢电池问世。在中国,1956年首家镍镉电池厂新乡国营755厂投产。1983年南开大学开始研究镍氢电池,1989年镍氢电池才被列入中国国家计划。


创办福特汽车的亨利·福特早年曾就职于爱迪生照明公司。1914年,福特就曾和爱迪生共同畅想制造电动汽车,然而缺位轻便并可以持久续航的电池让这一梦想成为泡影。虽然福特汽车在上世纪60年代重启过电动汽车计划,但最终还是以停产告终。近些年,随着金属镍、锂、钴等金属的使用,让兼容了高续航与低成本的锰酸锂电池得以一展身手。


作为电动汽车制造的双雄,美国和中国都缺少镍的蕴藏,使得两国的镍供应链只能延伸海外。或许是因为新冠疫情的影响,在过去三年的市场上,镍实际上供大于求。


造成镍资源紧俏的印象,特斯拉公司马斯克(Elon Musk)的言辞功不可没。他曾呼吁矿业公司扩大镍产量,以应对汽车行业对镍的需求。马斯克的话势必有极大的影响力,正如其也曾高调投资比特币,一进一出收割了币圈不少韭菜。



02

印尼镍矿中生态挑战



印尼镍资源储量约2100万吨,是全球镍资源储量和年产量最大的国家,成为各国电池厂商和材料企业的抢滩之地。


印尼的镍矿开采始于荷兰殖民时代。1901年,荷兰矿物学家在荷属东印度群岛的苏拉威西岛的韦尔比克山脉中首次勘探到镍矿。1934年,荷兰投入勘探工作,最初生产开始于1936年至1941年,而后落入日本侵略者手中,采矿业务增大。独立后的印尼在20世纪70年代开始商业镍生产。如今印尼已探明的镍储量大多位于苏拉威西岛和哈尔马赫拉岛。


2020年印尼总统佐科威(Joko Widodo)宣布禁止关键金属矿石外运,将出口限制为精炼产品。此后的两年里,印尼的镍出口价值从30亿美元猛增到300亿美元,并于2021年超过中国成为第一大镍生产国。佐科威的愿景不仅是增加税收和就业机会,也不满足于制造电池,而是指望印尼成为新能源汽车制造大国。


与改革开放初期的中国相似,印尼虽有资源,但缺少资金和技术。在倡导一带一路政策下的中国企业,能够很好迎合印尼的需求。参与抢镍大战中资企业有电池厂商如宁德时代、比亚迪,以及材料供应商华友钴业、格林美、青山控股、杉杉股份等锂电池上游企业。


青山控股集团最早为了生产不锈钢而在2009年锁定4.7万顷红土镍矿,但起初并未预料到新能源汽车的崛起。如今深耕印尼镍矿多年的青山控股开始将用于生产不锈钢的镍转用于电池生产,在苏拉威西岛建成镍铁工业园。宁德时代也在印尼直接建厂,冶炼精炼镍矿。而含镍量低于1.7%的矿石,中国以铁矿石名义继续输入国内。


中国在苏拉威西岛和哈尔马赫拉岛的采镍业投资超过了其他国家的投资总和,原因之一是印尼镍矿禀赋欠佳,中国公司则拥有高压酸浸(HPAL)技术优势,可以有效进行镍提炼。然而高压酸浸湿法花费不菲、污染严重。投资方赌的是镍价高企,矿石和人工费低廉,牺牲则是大片热带雨林和生态破坏,这些公共利益并非投资者和印尼政府优先考虑的。


虽然印尼政府向美国特斯拉公司抛出橄榄枝,但由于印尼的镍矿产业生态和社会风险较高,特斯拉的镍供应合同还是落到法属新喀里多尼亚。特斯拉宣称生产绿色汽车,如果其供应链上游破坏热带雨林,就会难咎其责。特斯拉总部位于环境团体众多的加利福尼亚州,如果逆势而进,特斯拉将会遇到的消费者压力可想而知。


除了开矿对雨林的破坏,镍矿冶炼造成的环境退化还表现在尾矿处理上。镍矿尾矿含有其他稀土元素和污染物,当地热带雨林气候降雨频繁,导致污染外流渗入地下水或海洋。当地工厂在处理镍矿废料也被曝光存在诸多违规排放行为。


▲印尼苏拉威西岛的莫洛瓦利工业园


印尼政府虽然对保全生态环境缺乏长远规划,但对本国镍矿资源利用还是有过深思熟虑的。2010年以前,印尼政府为了鼓励矿产开发,镍矿原矿出口无限制。2010年之后,印尼收紧了包括镍矿石在内的原矿出口。2012年印尼政府颁布条例,规定了外国矿业公司的股权减持计划,要求逐年把所持股份让渡给印尼本国投资者。2020年6月,巴西淡水河谷印尼公司20%的股份就被印尼国有矿业控股公司收购。


印尼希望通过招商引资来获得先进镍精炼技术。然而,中国投资方为了保持技术优势,在印尼建厂冶炼的技术设备也并非一流。这种各持算盘的商业合作,牺牲的也还是环境和劳工的利益。



03

中国镍矿和碳中和



中国是贫镍国,镍储量约为400万吨,仅占全球的4.4%。但中国在全球消费量第一,对外依存度很高。曾经向中国出口镍矿石的国家除了印尼,还有菲律宾这一镍矿富国。但受地缘政治影响,来自菲律宾的镍进口并不稳定,中国与澳大利亚和加拿大这些镍业大国也是摩擦频发,另一镍出口国俄罗斯也处于国际关系敏感时期。


于是,面向国内寻找新镍矿、扩大镍矿开采的业界呼声渐起。2023年伊始,中国自然资源部计划组建“新一轮找矿突破战略行动办公室”,意在加大在国内寻求新能源发展急需的锂、镍、稀土等战略性矿产。


1957年四川会理发现的力马河镍矿是中国的第一个镍矿山。次年,甘肃金昌发现金川镍矿,储量全国第一,金昌因此被冠以“镍都”之名。此地金川集团的镍和铂族金属产量曾占全国90%以上,为中国最大的镍钴生产基地。金川集团、青海黄河矿业、新疆新鑫矿业等龙头企业占据国内镍矿市场的半壁江山。


这些西北生态敏感脆弱地区的镍矿开发,的确需要有效的生态保护措施。甘肃、青海和新疆在利用太阳能和风能都有地理和气候优势,矿企用电有效利用好这些可再生能源,可以大幅减低碳排放。


镍矿开采本身会造成生态系统破坏,开矿和冶炼镍的过程也是能耗巨大。镍产品单位碳排放量在10-16吨二氧化碳当量,仅次于铝,为有色金属中单位产品碳排量第二高的金属。在中央政府要求碳中和、碳达峰的背景下,中国国内镍生产企业应尽早开启低碳转型,在镍产品的生产过程中减少温室气体的排放。


例如,涉镍企业可以设立阶段性减排目标,通过改进装置和系统、建造能源回收装置、降低耗电量等方式减少碳排放量。一则配合所在省份双碳目标的要求,再则通过减少单位产品的碳排放量来增加产量,降低生产成本。


降低国内镍生产环节和供应链中的碳排放,也有利于应对国际市场上日渐严格的环境规范挑战。欧盟新出台的《电池法规》要求新能源汽车的电池制造商披露其在欧盟销售的电池的碳足迹。2022年12月,欧盟还决定从2026年开始对欧盟部分进口商品征收碳边境税。这一被称为“绿色关税”的碳边境调整机制将要求非欧盟公司为一些排放密集型产品支付碳税。


欧盟新电池法规增加了对汽车电池材料回收的要求,只有满足要求的动力电池才能在欧盟销售,其中包括到2026年1月,电池中的镍回收水平需要达到90%。


此外,两家独立的NGO致力于推动电池和采矿业ESG标准、提升相关企业的环境和社会责任。他们分别是负责任采掘保障倡议(The Initiative for Responsible Mining Assurance)和全球电池联盟(Global Battery Alliance)。


▲图片来源于pixabay



04

"城市矿山"不应被忽视



从金银铜铁的古代,到镍锂登场的现代,人类对矿产资源的开采始终未绝。地球地壳里可工业化利用的矿产大多已经被搬运到地面上变成各种产品。废弃的这些产品中隐藏着巨大的“城市矿山”。


与天然矿山相比,“城市矿山”的开发价值毫不逊色。废旧家电、电脑、遥控器和电池中,富含可回收的各种稀有金属。其中小型电子器具常被视为垃圾随意丢弃,不仅污染环境,也在暴殄天物。


中国每天大量家电和电子产品更新换代和淘汰报废,大多集中在城市。我们应当推广先进的回收技术开发“城市矿山”,而不是一味地在自然界中开辟新的矿源。其对国家关键金属的供给、资源安全和生态保护而言是长久之计。


国家投资应该不仅仅着眼于国内外天然矿山,开采城市矿山同样应给予政策和资金上的扶持。随着中国镍金属消耗量的增加,其二次资源量实际也在积累,形成了新的社会镍矿。虽然城市矿山并不难寻,但政府和大企业却往往熟视无睹。人类的开矿史上,商业公司已习惯了以更高的环境和社会成本去挖掘日渐稀少的矿山,而矿业设备厂商自然也乐见此为。


推动城市矿山资源的挖掘,需要建立相关废弃物原料的社会收集渠道和网络。网络的完善程度和范围大小,决定了这些公司原料供应体系的稳定程度,这就需要管理、资金和政策支持。


奥迪汽车公司最近与电池回收初创公司红木材料公司(Redwood Materials)合作,回收日常消费设备中的可充电电池、电话、助听器、电动牙刷和游戏机,以及家用锂离子电池和电动车电池。


红木材料公司技术平均可以回收锂离子电池中95%以上的材料,如镍、钴、铜、铝、锂和石墨。然后这些材料可以直接回到供应链中,为新的电动汽车和储能产品制造电池。美国能源部现已提供20亿美元的贷款,助其扩大其园区,在美国扩大电池单元的生产规模。


地球上可供开采的镍矿是有限的,总有一日镍矿和石油一样会面临枯竭。政府应制定策略去减少对镍的依赖,发展优势便利的公共交通系统,减轻制造私家车所需矿物材料供给的压力。


此外,政府还应推动和资助技术革新。新能源汽车不仅仅是电动汽车,还可以是氢能、太阳能汽车等等。矿业公司和电池厂商为了自身商业利益不会放弃涉及自身利润命脉、而且已经牢固掌握的盈利资源。但政府决策者应该高屋建瓴,向未来看得更久远。




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