未來我國動力電池對鋰需求的展望

近年來，隨著我國新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，車用動力電池產(chǎn)銷量也不斷攀升，其對鋰資源的消費也隨之增加，本文依據(jù)灰色關聯(lián)分析，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構的計算機模型推演，針對未來10年新能源汽車產(chǎn)業(yè)對于鋰資源的需求進行展望并對我國鋰產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提出相關建議。

鋰是世界上最輕的金屬，因其具有比重輕、比熱大、膨脹系數(shù)低等優(yōu)良特性，故而被廣泛應用于各個行業(yè)。隨著技術的不斷進步，新能源汽車得到迅猛發(fā)展，其對鋰的需求也快速增多。與此同時，越來越多的社會資金、技術進入鋰產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)發(fā)改委、工信部和科技部三部委聯(lián)合印發(fā)的《中國汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，新能源汽車年產(chǎn)銷將要達到200萬輛，動力電池單體比能量達到300Wh/kg以上，力爭實現(xiàn)350Wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭達到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下。到2025年，新能源汽車占汽車產(chǎn)銷20%以上，動力電池系統(tǒng)比能量達到350Wh/kg。這些目標無疑對于鋰產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求。

根據(jù)美國地質調(diào)查局（USGS）數(shù)據(jù)顯示，截至2017年全球鋰資源儲量1400多萬噸，探明儲量約為4099萬噸。中國排名第五，占比為13.2%。由此可見，我國的鋰資源相對較為豐富。但也應看到我國的鋰資源消費也在呈現(xiàn)逐年快速增長的趨勢，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會數(shù)據(jù)表明，我國鋰資源消費量從2012年的5.5萬噸，快速升至2018年的16.9萬噸，年均增長率為20.6%。綜上可知，未來10年我國動力電池產(chǎn)銷量仍有上升空間，對鋰資源的消費依然會保持一定增長速度，也會對鋰資源的可持續(xù)供給帶來愈發(fā)嚴峻的挑戰(zhàn)。

依據(jù)灰色關聯(lián)分析，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構的計算機模型推演，針對未來10年（截至2030年）新能源汽車產(chǎn)量及各類車用動力電池產(chǎn)量對于鋰資源的需求進行展望。

模型與計算

1.關于新能源汽車年產(chǎn)量的展望

按照不同的動力來源，新能源汽車可分為純電動客車、純電動乘用車、純電動專用車、插電式混動乘用車、插電混動客車等五類型。2018年國內(nèi)新能源汽車總產(chǎn)量127萬輛。純電動乘用車作為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展主體，占比達62.34%，純電動客車、純電動專用車、插電混動乘用車、插電混動客車、氫燃料電池汽車分別占比7.32%、7.95%、21.88%、0.39%、0.12%。

根據(jù)《中國汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，2020年、2025年、2030年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)量目標分別達到200萬輛、700萬輛、1500萬輛，以此作為汽車年產(chǎn)總量的預測依據(jù)，但該規(guī)劃未涉及各類車型的產(chǎn)量占比，需進一步結合產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線進行展望。目前，美國、德國、日本等汽車工業(yè)強國針對新能源汽車的發(fā)展側重非插電混動汽車，并以純電動和插電混動汽車為輔助，因此為實現(xiàn)我國在汽車領域的“彎道超車”，未來新能源汽車的車型將以純電動汽車為主，插電混動汽車為補充，燃料電池汽車為長遠目標。預測到2030年，純電動汽車、插電混動汽車及燃料電池汽車的產(chǎn)量將分別達到1400萬輛，70萬輛，110萬輛，占總產(chǎn)量的88.61%、4.43%、6.96%。

2.關于動力電池的展望

從應用結構看，鋰電正極材料主要包括為小型鋰電正極材料和動力鋰電正極材料。其中，動力鋰電正極材料可以分為錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料。我國鋰電行業(yè)蓬勃發(fā)展，鋰電正極材料市場面臨前所未有的發(fā)展機遇。新能源汽車動力電池受政策性影響，能量密度不斷提高，只有三元正極材料可以滿足。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會統(tǒng)計，2018年我國鋰離子電池正極材料產(chǎn)量約37.3萬噸，同比增長15.48%。其中三元材料全年產(chǎn)量為15.5萬噸，同比增長23%，而磷酸鐵鋰同比增長率只有2%，產(chǎn)量10.3萬噸，基本與去年持平。根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)新聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)，2018年，中國動力電池累計產(chǎn)量達70.6GWh，其中三元電池累計生產(chǎn)39.2GWh，占總產(chǎn)量的55.5%；磷酸鐵鋰電池累計生產(chǎn)28GWh，占總產(chǎn)量的39.7%；其他材料電池占比4.8%。三元動力電池占市場一般以上的份額，已成為發(fā)展趨勢。由于磷酸鐵鋰電池在安全性、使用壽命、價格等方面的優(yōu)勢，在新能源乘用車、儲能等領域的應用越來越廣泛。

結合國外同類電池的發(fā)展水平及國內(nèi)電池制備技術，推測2030年三元鋰電池的能量密度將達280Wh/kg～300Wh/kg。當前磷酸鐵鋰電池的行業(yè)平均值為120Wh/kg，錳酸鋰電池已突破140Wh/kg，預計2030年兩者的能量密度均可達到其理論最大值，分別為180Wh/kg和210Wh/kg。

3.測算結果

根據(jù)各類新能源車年產(chǎn)量及各類動力電池的展望，利用數(shù)學模型，最終預測出未來10年動力電池對碳酸鋰的需求量。預測截至2030年，新能源汽車動力電池對碳酸鋰的需求量為75.2萬噸。

我國鋰產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展建議

1.加大國內(nèi)外鋰資源勘查開發(fā)力度

在國內(nèi)應以國家公益性地質工作為先導，支持企業(yè)進一步加大地勘投入，加大四川金川—康定、新疆阿勒泰、江西宜春—湖南茶陵等重點成礦區(qū)帶的鋰礦勘查力度，實現(xiàn)找礦突破，提高國內(nèi)資源保障程度。同時，依托國家“一帶一路”倡議，鼓勵國內(nèi)企業(yè)參與境外鋰資源的勘查開發(fā)，尤其應關注南美及非洲地區(qū)，通過競標收購、資產(chǎn)重組、租賃經(jīng)營、項目互換等方式，采取貿(mào)易與開發(fā)并舉的方針，加大對阿根廷、智利、玻利維亞等高品質南美鹽湖鋰礦，以及國外鋰輝石礦的開發(fā)利用，積極參與非洲鋰礦開發(fā)，提高全球資源控制能力。

2.進一步加大青海鹽湖提鋰產(chǎn)能的有效利用

針對國內(nèi)青海、西藏地區(qū)鹽湖提純分離碳酸鋰難度大，并且核心技術工藝由國外掌握的現(xiàn)狀，國內(nèi)應建立由科研院所、高等院校及國內(nèi)骨干企業(yè)等組成的產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟，對國外先進技術采用引進消化吸收再創(chuàng)新的模式，提高我國鹽湖鹵水鋰資源的開采和提取工藝水平，提高鋰元素的綜合回收利用率。同時，企業(yè)應通過技術創(chuàng)新改進鋰輝石中提取碳酸鋰的工藝，降低提取成本，改善能耗和環(huán)保指標，提升產(chǎn)品質量，提高市場競爭力。

3.加強高性能鋰電技術研發(fā)，拓展鋰產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)

目前國內(nèi)對鋰資源的開發(fā)利用多停留在初級產(chǎn)品階段，下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展較美國、韓國等相對滯后，應大力發(fā)展高純碳酸鋰、氟化鋰、氫氧化鋰等鋰電材料，以及高純氯化鋰、金屬鋰和鋰基復合醋等精深加工產(chǎn)品，以延伸鋰產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值。同時，骨干企業(yè)應該牽頭建立鋰電產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺，推進原料、電池材料、電池生產(chǎn)企業(yè)以及下游用戶深度合作和協(xié)同創(chuàng)新，推進高端鋰電池的研發(fā)，進一步提升其安全性和可靠性，在重點領域形成國內(nèi)自主創(chuàng)新的核心工藝并加強推廣應用。

4.在國家層面上加強戰(zhàn)略指導和規(guī)劃，優(yōu)化鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局

近年來，傳統(tǒng)能源在我國能源消費結構中比重巨大所帶來的環(huán)境、節(jié)能及能源安全等問題日漸突出，發(fā)展新能源的重要性和緊迫性已經(jīng)不言而喻。鋰作為動力電池的最佳儲能材料，國家應從戰(zhàn)略高度重視鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強統(tǒng)一規(guī)劃和戰(zhàn)略布局，優(yōu)化資源配置，以淘汰落后工藝、擴大消費需求等措施化解產(chǎn)能過剩，并積極推動企業(yè)兼并重組，培育和扶持上下游一體化運作的大集團。支持青海、四川、江西等省區(qū)建設鋰精深加工產(chǎn)業(yè)基地，加快西藏能源基礎設施建設，并在稅收、資金補貼、貸款等方面給予政策支持。