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1、 全球电动汽车电池供应链全球电动汽车电池供应链 执行摘要 全球电动汽车电池供应链 执行摘要执行摘要 执行摘要 全球电动汽车电池供应链 页|3 随着电动汽车销量不断打破记录，供应链考虑因素成为焦点随着电动汽车销量不断打破记录，供应链考虑因素成为焦点 电池通常占电动汽车(EV)价值的 30%至 40%，而实现净零的竞赛将把注意力集中在制造它们所需的关键矿物和金属的供应安全上。2021年电动车销量继续破纪录，考验电池供应链弹性 世界上很少有清洁能源领域像电动汽车市场那样充满活力。2021年，电动汽车销量打破新纪录，全球汽车销量的近 10%是电动汽车，是 2019 年市场份额的四倍。与 2020 年相

2、比，电动汽车的公共和私人支出翻了一番。越来越多的国家承诺逐步淘汰内燃机汽车或制定雄心勃勃的电气化目标。与 2015 年相比，2021 年的电动汽车车型数量增加了五倍，大多数主要汽车制造商都宣布了进一步加速其车队电气化的计划。中国占 2021 年电动汽车市场增长的一半。2021 年中国的汽车销量（330 万辆）超过了 2020 年的全球销量。欧洲的销量继续强劲增长（增长 65%至 230 万辆）2020 年的繁荣，并且在经历了两年的下降之后，它们在美国也有所增加（达到 63 万）。2022年第一季度显示出类似的销售趋势。今天的电池和矿产供应链围绕着中国 中国生产了所有锂离子电池的四分之三，拥有

3、70%的正极产能和 85%的负极产能（两者都是电池的关键部件）。超过一半的锂、钴和石墨加工和精炼能力位于中国。欧洲负责全球超过四分之一的电动汽车组装，但除了 20%的钴加工之外，它的供应链很少。美国在全球电动汽车电池供应链中的作用更小，电动汽车产量仅占 10%，电池产能仅占 7%。韩国和日本在原材料加工下游供应链中占有相当大的份额，特别是在技术含量高的正极和负极材料生产方面。韩国占全球正极材料产能的 15%，而日本占正极材料产量的 14%，负极材料产量的 11%。韩国和日本公司也参与了隔膜等其他电池组件的生产。大多数保留矿产在澳大利亚、智利和刚果民主共和国等资源丰富的国家开采，并由少数几家大公

4、司经营。欧洲和美国政府有大胆的公共部门举措来发展国内电池供应链，但大部分供应链可能会保留 执行摘要 全球电动汽车电池供应链 页|4 中国到 2030 年。例如，宣布到 2030 年期间的电池产能的 70%在中国。电池和矿物供应链将不得不扩大十倍以满足政府电动汽车的雄心 疫情期间电动汽车销量的快速增长考验了电池供应链的韧性，而俄罗斯在乌克兰的战争进一步加剧了钴、锂和镍等原材料价格的飙升。2022 年 5 月，由于前所未有的电池需求和新供应产能投资不足，锂价格比 2021 年初高出 7 倍以上。与此同时，俄罗斯供应全球 20%的高纯度镍。到 2021 年，平均电池价格下降 6%至每千瓦时 132

5、美元，降幅低于前一年 13%的降幅。如果 2022 年的金属价格保持与第一季度一样高，那么在其他条件相同的情况下，电池组的价格将比 2021 年高出 15%。然而，鉴于当前的油价环境，电动汽车的相对竞争力仍然不受影响。随着道路运输电气化扩大以实现净零目标，关键材料供应的压力将继续增加。电动汽车电池的需求将从今天的 340 GWh 左右增加到 2030 年的 3500 GWh 以上宣布的承诺情景（APS）。电池组件及其供应也必须扩大相同的数量。短期内需要额外的投资，特别是在采矿业，其交货时间远高于 对于供应链的其他部分在某些情况下，从最初的可行性研究到生产需要十多年，然后再过几年才能达到标称生产

6、能力。预计到 2020 年代末的矿产供应量与 EV 电池的需求一致既定政策情景（脚步）。但到 2030 年，锂等一些矿物的供应量需要增加多达三分之一，才能满足 APS 对电动汽车电池的承诺和公告。例如，预计到 2030 年，亚太地区对锂的需求预计供需缺口最大的商品将增加 6 倍，达到 500 千吨，相当于 50 个新的平均规模矿山。还有其他变量会影响对矿产的需求。如果目前的高商品价格持续下去，阴极化学品可能会转向矿物密集度较低的选择。例如，磷酸铁锂阴极化学(LFP)不需要镍或钴，但能量密度较低，因此更适合短程车辆。自 2020 年以来，由于矿产价格高企和技术创新，LFP 在全球电动汽车电池供应

7、中的份额增加了一倍以上，这主要是受中国日益增长的推动。新化学物质的创新，例如富锰阴极甚至钠离子，可以进一步减轻采矿压力。回收利用还可以减少对矿物的需求。尽管从现在到 2030 年的影响可能很小，但回收利用对缓和矿产需求的贡献在 2030 年之后至关重要。到 2050 年的净零排放情景(NZE)，需求增长 执行摘要 全球电动汽车电池供应链 页|5 更快，需要额外的需求方措施和技术创新。如今，企业和消费者对运动型多功能车(SUV)等大型车型的偏好正在施加额外的压力，这些车型占全球所有电动车型的一半，并且需要更大的电池才能行驶相同的距离。确保安全、有弹性和可持续的电动汽车供应链将是加速全球普及的关键

8、 电气化公路运输需要广泛的原材料。虽然供应链的所有阶段都必须扩大规模，但由于交货时间长，提取和加工尤为关键。政府必须利用私人投资对可持续采矿进行投资，并确保明确和快速的许可程序，以避免潜在的供应瓶颈。需要较少量关键矿物以及广泛的电池回收的创新和替代化学品可以缓解需求压力并避免瓶颈。鼓励电池“调整规模”和采用小型汽车也可以减少对关键金属的需求。政府应加强生产国和消费国之间的合作，以促进投资，促进环境和社会可持续的做法，并鼓励知识 分享。政府应确保关键电动汽车零部件的可追溯性，并在电池和电动汽车供应链的每个阶段监测雄心勃勃的环境和社会发展目标的进展情况。执行摘要 全球电动汽车电池供应链 页|6 中

9、国主导整个下游电动汽车电池供应链中国主导整个下游电动汽车电池供应链 全球电动汽车电池供应链的地理分布 100%75%50%25%矿业矿业 材料加工材料加工 电池组件电池组件 电池芯电池芯 电动电动汽车汽车 0%李 你 公司 格 李 你 公司 格 阴极 阳极 电池生产 电动汽车生产 中国 欧洲 美国 日本 韩国 刚果民主共和国 澳大利亚 印度尼西亚 俄罗斯 其他 国际能源署。版权所有。注：Li=锂；Ni=镍；Co=钴；Gr=石墨；DRC=刚果民主共和国。地理细分是指生产所在的国家/地区。采矿基于生产数据。材料加工以精炼产能数据为基础。电池组件生产基于正极和负极材料产能数据。电芯生产基于电芯产能数

10、据。电动汽车生产基于电动汽车生产数据。尽管印度尼西亚生产的镍约占总镍的 40%，但目前很少用于电动汽车电池供应链。最大的 1 类电池级镍生产商是俄罗斯、加拿大和澳大利亚。资料来源：IEA 分析基于：电动汽车卷；美国地质调查局（2022）；基准矿物情报;彭博NEF。电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|7 20222022年初电池金属价格大幅上涨，对电动汽车行业构成重大挑年初电池金属价格大幅上涨，对电动汽车行业构成重大挑战战 1 000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 电池金属价格，2015 年至 2022 年 7 月 100 90 80

11、70 60 50 40 30 20 10 0 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 锂 钴 镍 电池 国际能源署。版权所有。资料来源：IEA 分析基于标普全球 注：锂价格为 2022 年 6 月。钴和镍价格为 2022 年 7 月 金属价格（2015 年 6 月 30 日的指数值=100）电池价格（索引 2015=100）电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|8 电动汽车电池和供应链电动汽车电池和供应链 电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|9 电池和关键材料的最新发展电池和关键材料的最新发展 电动汽车电池和供应链 全球电动汽车

12、电池供应链 页|10 每年 GWh 受中国电动汽车销量推动，受中国电动汽车销量推动，20212021年全球电池需求翻年全球电池需求翻番番 2015-2021年按模式划分的电池需求 2015-2021年各地区电池需求 350 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 0 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 PLDV 公共汽车 其他 中国 欧洲 美国 其他 国际能源署。版权所有。注：GWh=千兆瓦时；PLDVs=载客轻型车辆；其他包括

13、中型和重型卡车和两轮/三轮车。该分析不包括传统的混合动力汽车。资料来源：IEA 分析基于电动汽车卷。每年 GWh 电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|11 尽管磷酸铁锂卷土重来，但高镍正极电池化学成分仍占主导地位尽管磷酸铁锂卷土重来，但高镍正极电池化学成分仍占主导地位 100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%不同电池正极的矿物成分 2017-2021年LDV EV正极销量份额 100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%NMC333 NMC811 NCA85 LFP 2017 2018 2019 2020 2021 锂 镍 钴 锰

14、铝 铁和磷 低镍 高镍 LFP 其他 国际能源署。版权所有。注：LDV=轻型车辆；LFP=磷酸铁锂；NMC=锂镍锰钴氧化物；NCA=锂镍钴铝氧化物。低镍包括：NMC333。高镍包括：NMC532、NMC622、NMC721、NMC811、NCA和NMCA。阴极销售份额基于容量。资料来源：IEA 分析基于电动汽车卷。矿物质含量（%）电池容量占比（%）电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|12 2021 2021 年电动汽车的电池需求翻了一年电动汽车的电池需求翻了一番番 2021 年汽车锂离子(Li-ion)电池需求为 340 吉瓦时(GWh)，是 2020 年水平的两倍多。这一增长是

15、由电动乘用车的增长推动的（注册量增长了 120%）。到 2021 年，纯电动汽车(BEV)的平均电池容量为 55 千瓦时(kWh)，低于 2020 年的 56 千瓦时，而插电式混合动力汽车的平均容量从 2021 年的 13 千瓦时增加到 14 千瓦时2020年千瓦时。中重型卡车和两轮/三轮车等其他运输方式的电池需求增长了65%。BEV 轻型汽车的平均电池容量因地区而异，韩国和几个欧洲国家的增幅超过 10%。1 中国经历了前所未有的增长，占汽车电池需求的最大份额，2021 年电池需求接近 200 GWh，比 2020 年增长 140%。美国的增长也令人印象深刻，2021 年需求增长了一倍以上，尽

16、管从较低的基础。欧洲的需求增长略低于去年，但仍增长了 70%以上。由于电池工厂产能充足，2021年电池需求激增。工厂的铭牌产能是设施的预期满负荷持续输出。按总需求计算 电动汽车、消费电子产品和固定式蓄电池超过所有电池厂的铭牌产能，2021 年全球电池厂的平均利用率为铭牌产能的 43%，高于 2020 年的 33%。全球平均利用率低的原因是由两个主要因素。首先，对电池厂产能进行了战略性早期投资，为预计的需求增长做准备。其次，一些工厂仍在提高产能以达到铭牌产能，这个过程可能需要从 三到六年.镍基电池化学成分仍占主导地位 电池的一个关键定义特征是它们的阴极化学，它决定了电池的性能和材料需求。对于汽车

17、行业，目前最相关的三大类阴极化学：镍锰钴酸锂(NMC)；锂镍钴铝氧化物（NCA）；和磷酸铁锂（LFP）。NMC 和 NCA 阴极越来越占主导地位，因为它们基于阴极中较高的镍含量提供高能量密度。然而，较高的镍含量需要更复杂和受控的生产过程.LFP 是一种成本更低、更稳定的化学物质，着火风险更低，循环寿命更长。它通常只有 65-75%的能量 1本报告摘自2022年全球电动汽车展望 电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|13 密度与高镍 NMC（例如 NMC811）相比，虽然最近的技术创新 显着提高了它们的能量密度。NCA 由特斯拉独家使用。电池正负极材料需求 500 NMC 和 NCA

18、 等镍基化学品由于具有续驶里程优势，在 2021 年占据了电动汽车电池市场的主导地位，占据了 75%的正极材料需求份额。然而，已经有一个LFP的大复兴在过去两年中，电动汽车正极材料的需求份额达到了 25%，这主要是由于中国对电动汽车的使用增加。LFP 仍然用于大多数中型和重型车辆应用，因为它的 优越的循环寿命，适合密集使用和频繁充电，250 0 2017 2018 2019 2020 2021 大多数电动中型和重型汽车都在中国，主要使用LFP。随着有利于高镍化学品的补贴逐步取消，LFP 在中国的成本优势最近变得更加明显。2021 年，正极和负极需求与电池需求一起激增。正极材料需求达到 520

19、千吨(kt)，比 2020 年翻了一番多。负极材料的需求也翻了一番，达到 300 千吨。对阴极材料的显着更高的材料要求是由于与领先的阴极相比，石墨阳极的能量密度要高得多，因此每个电池需要更少的阳极材料。阳极 其他阴极 镍基阴极 磷酸铁锂阴极 国际能源署。版权所有。注：kt=千吨；LFP=磷酸铁锂。镍基正极包括：锂镍锰钴氧化物NMC333、NMC532、NMC622、NMC721、NMC811；锂镍钴铝氧化物（NCA）和锂镍锰钴铝氧化物（NMCA）。资料来源：IEA 分析基于电动汽车卷。吨 电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|14 LFPLFP的复的复兴兴 到 2021 年，镍基化

20、学品仍占据市场主导地位，占电动汽车电池需求的 85%。然而，LFP 电池化学在过去两年中出现了重大复苏，到 2021 年占电动汽车电池需求的 15%，比 2020 年的 7%翻了一番，这主要是由于中国电动汽车对 LFP 的使用增加。尽管 LFP 的能量密度低于高镍化学品，但 LFP 在中国 LDV 中的需求份额从 2020 年的 11%增长到 2021 年的 25%，增加了一倍多。鉴于电池金属价格高昂，LFP 变得更具吸引力，因为它不含钴或镍，而是使用低成本的铁和磷（尽管仍面临锂价格上涨的风险）。LFP 依赖于碳酸锂，而不是用于富镍化学的氢氧化物。LFP在高商品价格市场中的成本优势是复苏的原因

21、之一。另一个是最近的电池到电池组(CTP)技术的创新，它消除了将电池组容纳在电池组中的模块的需要，从而减少了电池组的自重并提高了磷酸铁锂电池的能量密度。CTP技术是由比亚迪与刀片面糊y 并且还在继续改进。CATL发布了他们的第三代 CTP电池将 LFP 电池组的能量密度提高到传统 NMC811 电池的 85%左右。CTP也正在应用于 高镍化学品进一步提高其能量密度。LFP 的生产主要限于中国（LFP 电池化学的传统主要枢纽）。原因之一是 LFP 专利；拥有专利的研究联盟达成协议 与中国的电池制造商合作，如果仅在中国使用 LFP，则不会向他们收取使用许可费。这些专利和许可费是将于2022年到期使

22、海外生产和销售更具吸引力。另一个关键原因是中国LFP供应链的早期补贴。LFP现在将在全球范围内激增。最近，主要的非中国电动汽车制造商，如特斯拉和大众汽车，宣布转向 LFP 化学品，用于入门级大容量 EV 模型。几乎2022 年第一季度生产的所有特斯拉电动汽车中有一半使用了 LFP.LFP电池生产现在计划在欧洲和团结的 状态以满足这些地区对电动汽车的预期 LFP 需求。LFP 的激增对电池回收提出了挑战，因为回收铁和磷难以盈利。在没有镍和钴等贵金属的情况下，可以从 LFP 电池中回收的价值与传统回收方法相比大幅下降，其经济可行性令人担忧。LFP 似乎需要直接回收 成为有利可图 或将需要监管 干涉

23、、框架或替代商业模式。电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|15 20222022年初电池金属价格大幅上涨，对电动汽车行业构成重大挑年初电池金属价格大幅上涨，对电动汽车行业构成重大挑战战 1 000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 电池金属价格，2015 年至 2022 年 7 月 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 锂 钴 镍 电池 国际能源署。版权所有。注：锂价格自 2022 年 6 月起。钴和镍自 2022 年 7 月起 资

24、料来源：IEA 分析基于标普全球.金属价格（2015 年 6 月 30 日的指数值=100）蝙蝠泰瑞价格（2015 年指数=100）电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|16 20222022年电池金属价格大幅上涨反映了对供应紧张和投资不足的担年电池金属价格大幅上涨反映了对供应紧张和投资不足的担忧忧 高电池需求刺激了对其生产中使用的关键金属的需求显着增加。从 2021 年初到 2022 年 5 月，锂价格上涨了 7 倍以上，钴价格上涨了一倍以上。同期镍价几乎翻了一番，达到近十年未见的水平。电池金属价格史无前例的上涨是由电池需求激增、供应链压力增加以及对供应趋紧的担忧共同造成的。供应

25、 近几个月钴价也大幅上涨，尽管尚未达到峰值水平。这可能反映了较低的需求预期，因为低钴化学物质获得了电池市场份额。供应问题，例如港口作业中断 在南非 由于疫情和内乱 也促成了钴价的上涨。2020-2021 年按商品类型划分的季度钻井活动 60 制约因素是由三个趋势驱动的：第一，大流行带来的生产挑战；二是对俄罗斯一级镍供应的担忧；第三，在 2021 年之前的三年金属价格处于低位时，对新增供应能力的结构性投资不足。由于锂价格低，一些生产商推迟甚至缩减了计划中的项目和扩建项目。例如，澳大利亚矿业公司银河资源最大程度减产锂矿 2019年重要矿山减少约40%和其他澳大利亚锂矿公司一样。上一次电池涨价 50

26、 40 30 20 10 0 资料来源：IEA 分析基于标准普尔全球。钴 石墨 锂 镍 国际能源署。版权所有。在 2018 年价格暴跌之前，由于对电池需求增长的乐观预期，2017 年的金属价格是锂和钴。今天的锂价格达到了前所未有的水平，比之前的峰值高出近 200%。2022 年 3 月，镍价达到创纪录水平并经历了剧烈波动，导致伦敦金属交易所暂时关闭该商品的交易。这主要是由一个市场参与者的空头挤压,但最近 Q1 Q2 Q3 2020 Q4 Q1 Q2 Q3 2021 Q4 钻头数 电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|17 由于俄罗斯入侵乌克兰，对俄罗斯镍供应的担忧也助长了价格上涨。

27、俄罗斯是世界上最大的电池级（1 类）镍生产国。价格上涨之后通常会增加新矿山的供应或延长现有矿山的寿命。钻井活动是采矿业勘探的一个指标。由于电池金属商品价格开始上涨，钻头数量也开始上涨（从 2020 年到 2021 年，镍增加 50%，锂增加三倍）。因此，高价格可能对未来的电池金属供应产生长期利益，刺激大量供应投资，以弥补商品价格低迷时期的投资不足。电池尚未经历商品价格飙升的全面影响 尽管近期大宗商品价格飙升，但电池价格在 2021 年仍呈下降趋势BNEF年度电池价格调查销售加权平均价格为 132 美元/千瓦时，比 2020 年下降 6%。虽然这比 2019 年至 2020 年的 13%下降幅度

28、显着下降，但有几个因素部分地将平均电池价格与商品价格上涨隔离开来去年。首先，价格上涨刺激了化学替代品。许多汽车制造商转而使用成本较低、商品价格风险较小的阴极化学品，例如 LFP，其显着 与富含镍的化学物质相比，采用率增加。其次，2021年上半年商品价格相对较低，有助于平均价格下降。第三，使用 NMC811 等更高的镍化学物质减少了钴的使用，钴是每公斤(kg)电池中最昂贵的金属成分（根据 2021 年平均价格，钴约为 NMC811 电池价格的 5%），也抵消了一些成本，尤其是在 2021 年上半年。然而，一个关键原因是商品价格上涨的影响尚未完全显现。汽车制造商越来越多地使用将材料成本与商品价格挂

29、钩的大批量电池订单合同，但存在时间滞后。因此，从 2021 年最后三个月到 2022 年第一季度，这些汽车制造商并未感受到商品价格异常上涨的结果。如果金属价格在今年余下时间保持在 2022 年前三个月的水平，那么我们估计电池组价格可能会比 2021 年加权平均价格上涨多达 15%，其他条件相同。原始设备制造商用其他更具成本效益的化学品替代产品可能会减轻这种影响，但这些价格上涨仍然会给汽车制造商带来重大挑战，增加电池成本，降低制造商的利润并提高消费者的成本。电动汽车电池和供应链 全球电动汽车电池供应链 页|18 电动汽车电池是锂需求的主要驱动力，但其对钴和镍的重要性也在迅速上升电动汽车电池是锂需

30、求的主要驱动力，但其对钴和镍的重要性也在迅速上升 锂 90 80 70 60 50 40 30 20 10 电池金属需求，2017-2021 钴 180 160 140 120 100 80 60 40 20 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 镍 0 2017 2018 2019 2020 2021 0 2017 2018 2019 2020 2021 0 2017 2018 2019 2020 2021 电动汽车需求 其他电池 陶瓷和玻璃 其他 金属 2 类需求 1 类非电动汽车需求 国际能源署。版权所有 注：1 类镍(99.8%)适用于电池，2 类镍(99

31、.8%纯度），而 2 类镍（50%浓度），这是用于电池的硫酸镍的前体。这将显着增加可用于电池的潜在镍库，但是，这是一个高度排放密集的过程（是 HPAL 的四倍)远远超过传统的硫化物生产。中国主要的钢铁生产商青山正在追求这一过程，并在2022年第一批出货.另一个设施的经济性是不确定的新喀里多尼亚也关闭了 昂贵的.青山正寻求在其运营中利用清洁能源来减少影响，但是，该过程使用了大量的直接燃料，这引发了对其与其他技术相一致的减排潜力的质疑。从采矿废料中重新开采 从采矿废料中回收，称为再采矿，是一种从尾矿、废水和岩石中提取有价值的矿物和金属的新工艺。这是迄今为止尚未实现的潜在重要供应来源。例如，镍和铜开采的尾矿是2017年40亿吨.有几家初创公司专注于此，包括力拓支持的初创公司再生。