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鈉電池參賽!中國大陸低碳能源領先地位不保?

遠見雜誌
更新於 2023年11月03日02:14 • 發布於 2023年11月01日10:00 • 簡嘉宏

低碳能源當道,鋰離子電池成為當紅炸子雞,讓掌握全球鋰礦提煉的中國大陸取得極大優勢。但,原料取之不竭又便宜的鈉電池出現了,這會是全球擺脫對中國大陸依賴的解方嗎?

中國國家主席習近平在2015年推出「中國製造2025」倡議,對電動車和電池提供補貼後,讓寧德時代比亞迪脫穎而出,成為中國大陸低碳能源賽道上的領先者。

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其中,寧德時代迅速成為全球電動車電池製造的領導品牌,而原是電池製造商的比亞迪,也成為全球最大的電動車製造商之一。

南韓研調機構SNE Research指出,截至2023年8月,寧德時代在全球市占率為37%,位居第一,比亞迪則有16%的全球市占率,兩家中國大陸廠商豪奪全球過半市占率。

中國大陸掌握全球鋰礦提煉

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總部位於中國大陸深圳的比亞迪,早已領先南韓、日本,這讓美國和歐洲思考如何在不依賴中國大陸的情況下,刺激電動車產業的發展。

根據能源研究所最近一項研究,目前中國大陸有精煉世界半數以上鋰礦的能力,但約2/3的原料依賴進口。大部分來自澳洲、非洲,以及南美洲的鋰三角地區,包括智利、阿根廷和玻利維亞。

澳洲、智利和阿根廷三國,從各自境內鹽田、岩石和黏土中攫取的鋰原料,大部分都銷往中國大陸進行加工提煉,中國大陸企業近年也積極投資南美洲、澳洲、加拿大和非洲的鋰礦場。

瑞銀分析師估計,2022年,中國大陸控制的全球電池所需加工鋰礦產量,為19萬4000 噸,約占全球鋰供應量的24%,預計到2025年,總提煉產量將達到70萬5000 噸,占全球鋰供應量的32%。

得利於數十年的規劃,以及強大的政府支持,中國大陸企業能搶得全球開發鋰礦的先機,進而發展加工廠。這些企業透過併購、投資,在中國大陸青海等地區的主要礦場發展採礦業務,同時悄悄鞏固中國大陸掌握鋰產量的地位。位在西南部的四川省可望在未來5年內,成為世界級的鋰電池生產基地。

國際能源總署的數據顯示,中國大陸目前共提煉全球產量半數以上的鋰礦,中國大陸企業不僅在國內建立所屬礦山,更在全球大舉投資搶購拉丁美洲、非洲和澳洲的礦山。

標準普爾全球評級8月發布一項調查,顯示自2018年以來,中國已收購全球一半的大型鋰礦場,完成了20件價值超過1億美元的交易。

根據能源研究所最近一項研究,目前中國大陸有精煉世界半數以上鋰礦的能力。Photo by Alexander Schimmeck on Unsplash

根據能源研究所最近一項研究,目前中國大陸有精煉世界半數以上鋰礦的能力。Photo by Alexander Schimmeck on Unsplash

鋰礦供不應求,各國激烈爭奪

鋰是一種質地柔軟的銀色金屬,主要用於製作智慧手機、電動車的鋰離子電池,根據英國諮詢公司Benchmark Mineral Intelligence研究,2030年,全球對鋰的需求可能短缺30萬公噸,供不應求。

中國大陸對鋰礦生產、採集、提煉的掌握,讓從東京到柏林的汽車製造商憂心不已,北京在電池和電動車生產的主導地位,排擠本就淺薄的利潤,根本無法與中國大陸競爭。

對此,日本經濟產業大臣西村康稔(Yasutoshi Nishimura)展開行動,東京向加拿大尋求支持日本電動車供應鏈,更瞄準澳洲的稀土和關鍵礦物。同時,歐洲和美國也努力確保鋰電池原料金屬的供應,用以滿足新興電池製造業的需求。

澳盛銀行(ANZ)亞洲研究部主任 Khoon Goh 接受《澳洲金融評論報》訪問時提醒,美歐日德都是全球電動車領域的重要參與者,為爭奪鋰礦,可能演變成保護主義大戰。

隨著中國大陸與美國、美國盟友的緊張關係加劇,全球鋰礦產量名列前茅的加拿大與澳洲,出於國安考量,早已決定禁止境內中國大陸的投資。

北京當局擔心境內刻正蓬勃發展的電動車產業,取得鋰礦愈來愈不易,使中國大陸展開確保全球鋰礦供應的行動。

根據《華爾街日報》取得挪威睿咨得能源(Rystad Energy)的數據,過去兩年,中國大陸企業共斥資45億美元(約新台幣1377億6900萬元)收購全球近20個鋰礦礦場的股權,其中大多位於拉丁美洲和非洲。

鈉電池成新希望

由於必須符合《巴黎協議》進程的壓力,各國無不積極從石化燃料轉換成低碳電力,處於過渡時期的汽車、卡車和家庭需要大量電池,同時輔以太陽能、風力產生的間歇性電力。

儘管目前存在各種不同類型的電池,但鋰離子電池(lithium-ion battery)低維護需求及高能量密度的優點,仍讓它占主導地位。但全球大部分鋰礦提煉過程都在中國大陸完成,那些在俄烏戰爭後努力擺脫俄羅斯天然氣依賴的歐洲國家,對未來能源安全的憂心,現在再加上了鋰礦。

10月20日,中國宣布對鋰電池的重要成分石墨(graphite)出口實施國家安全限制,成為這場全球爭奪鋰礦、鞏固鋰電池混戰的最新發展。

這時,鈉離子電池(Sodium-ion battery)和固態電池等新興技術,為美歐想突破中國壟斷帶來希望。

鈉是鋰的元素近親,化學性質與鋰類似,也適用於製造優良的電池,比鋰礦更具競爭力的是,地球上鈉的礦藏遠高於鋰,因為鈉存在於海水的鹽中,取得成本顯得更低。

除了礦藏產量高之外,鈉還具有其他優勢。鋰電池在電極中使用的鈷和鎳同屬貴重金屬,在陸地上開採鎳礦,還會對環境造成破壞,更別提從海床中開採。鈷則是剛果民主共和國的童工開採,工作條件惡劣,同樣極具爭議。

與鋰離子電池相反,鈉電池的電極可使用產量豐富的鐵和錳製成,由於鈉電池的化學成分成本非常低廉,大規模的生產線能生產比鋰電池便宜許多的鈉電池。

不過,鈉也並非沒有缺點。鈉較鋰更重,無法用於輕型隨身裝置上,但在諸如電網、家用電池上,重量不是最重要的考量,部分中國大陸電動車的製造商甚至已開始在產品中使用鈉電池。

鋰離子電池在1990年代首度商業量產,但由於產量稀少,提煉能力也掌握在少數國家,在綠能大行其道的未來,為了不受制於人,起步較晚的鈉電池,將成為美歐國家用以取代鋰離子電池的新希望。

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