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詹妮弗·格蘭霍姆 美國能源部長

 

       拜登政府制定了一項大膽的議程，以應對氣候危機，建立清潔、公平的能源經濟。到2035年讓美國電力完全脫碳，實現凈零排放；最遲到2050年，從經濟上要惠及所有美國人。

 

       這份由聯邦先進電池聯合會( Federal Consortium for Advanced Batteries )組織撰寫的《國家鋰電藍圖2021-2030》將有助于指導投資，以發展國內鋰電制造價值鏈。

 

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美國為什么制定這一藍圖？

 

      據彭博社預計，2040年全球乘用電動汽車的銷量將達到5600萬輛，其中17%（約960萬輛電動汽車）將進入美國市場（圖1）。如果彭博社預計的960萬輛電動汽車的所有電池都是在國外制造，這將產生大約1000億美元的進口。占領這一市場對于美國汽車工業未來的生存至關重要，美國汽車工業在歷史上貢獻了美國國內生產總值的5.5%。除電動汽車市場外，電網儲能市場也有望增長，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將會大幅增長。

圖1. 乘用純電動車(EV)和插電式混合動力電動汽車( PHEV )年銷量。來源：彭博社，電動汽車展望2019。

 

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

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

 

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美國要構建的鋰電產業鏈

 

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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挑戰，又要發展滿足日益增長的電動汽車和儲能市場需求的制造基地。達到以下五個目標將使美國實現這一愿景：

 

      GOALS

      目標

 

      目標一 安全獲取原材料和精煉材料，發掘關鍵礦物的替代品，用于商業和國防應用

 

      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，并同時努力開發可持續的替代品，實現供應多樣化。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，以發展更強大、更安全和更具彈性的鋰電供應鏈。

 

表1：美國礦產儲量和產能在全球中的占比。

      目標二 支持能夠滿足國內電池制造需求的材料加工基地的發展

 

      如今，美國依靠國際市場加工大部分鋰電原材料。生產低/無鈷正極活性材料，開發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：全球主要鋰電生產國家的主材產能。

      目標三 刺激國內電極、電池和電池組制造業發展

 

      近10年來，電池儲能技術取得了重大進展，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。盡管取得了這些進展，但國內電池和電池組的增長和外包制造仍需要持續的激勵和支持。

 

      目標四 實現電池報廢再利用和關鍵材料的大規模回收，并在美國建立完整的競爭價值鏈

 

      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供應鏈。

 

      目標五 通過大力支持科學研究、STEM教育和勞動力發展，保持和推進美國電池技術的領先地位

 

      在不斷加速的電動汽車和儲能市場建立一個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濟的一部分，在全球范圍內向高性能和低成本邁進的一個階段。關注新一代鋰電材料（固態電解質）研發，以及新材料、電極和電池制造工藝，仍然是保持美國領先地位所不可或缺的。在此過程中還要十分關注知識產權的保護。（注：STEM是科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫）