面对日益严峻的气候变化威胁ღ◈◈ღ，世界各国正在积极推动能源低碳转型ღ◈◈ღ。电动汽车作为能源转型中的关键产业ღ◈◈ღ，近年来经历了高速发展ღ◈◈ღ，全球电动汽车销量已经从10年前的几千辆增长到2022年的超过1 000万辆ღ◈◈ღ。根据国际能源署（IEA）的预测ღ◈◈ღ，到2030年ღ◈◈ღ，全球电动汽车销量将超过4 000万辆ღ◈◈ღ。锂（Li）ღ◈◈ღ、钴（Co）ღ◈◈ღ、镍（Ni）作为电动汽车电池的关键原材料ღ◈◈ღ，在电动汽车需求增长的驱动下ღ◈◈ღ，其需求也将迎来快速增长ღ◈◈ღ。电动汽车和电池储能已经取代消费电子产品成为最大的锂需求部门ღ◈◈ღ，并预计将在2040年取代不锈钢成为最大的镍需求部门ღ◈◈ღ。

　　锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍3种金属需求的激增引发了全球对其资源安全的担忧ღ◈◈ღ，这可能成为能源安全转型的关键限制因素太阳成官网ღ◈◈ღ。ღ◈◈ღ。2016年ღ◈◈ღ，国土资源部发布《全国矿产资源规划（2016—2020年）》ღ◈◈ღ，将锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍等24种资源品种列为战略性矿产ღ◈◈ღ；1939年起ღ◈◈ღ，美国开始针对战略性原材料出台法案ღ◈◈ღ，2018年美国内政部在关键矿产范围中纳入锂和钴ღ◈◈ღ，2022年进一步纳入镍金属ღ◈◈ღ；2008年欧盟开始发布《欧盟关键原材料》清单ღ◈◈ღ，2020年纳入锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ，2023年纳入镍ღ◈◈ღ。锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的资源可得性已经引发了各国的高度重视ღ◈◈ღ。在此背景下ღ◈◈ღ，本研究旨在研判3种金属面临的资源安全挑战ღ◈◈ღ，并为我国保障锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍供应链安全提供决策依据和政策建议ღ◈◈ღ。

　　本研究参考国际能源署的情景设定ღ◈◈ღ，选取了既定政策情景（STEPS）和净零排放情景（NZE）2种气候情景ღ◈◈ღ。既定政策情景是在对当前政策前景进行详细回顾的基础上ღ◈◈ღ，提供能源系统发展的主要方向ღ◈◈ღ；净零排放情景为全球能源部门到2050年实现二氧化碳净零排放指明了道路ღ◈◈ღ。

　　锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍广泛应用于电动汽车电池中ღ◈◈ღ，目前主流的电动汽车电池技术主要包括三元锂电池（NCX）和磷酸铁锂电池（LFP）ღ◈◈ღ，其中钴和镍主要应用于三元锂电池中ღ◈◈ღ，锂既应用于三元锂电池ღ◈◈ღ，又应用于磷酸铁锂电池中ღ◈◈ღ。三元锂电池进一步细分为镍钴铝酸锂电池（NCA）和镍钴锰酸锂电池（NMC）ღ◈◈ღ，由于钴资源的稀缺性和高价格ღ◈◈ღ，高镍低钴技术正在成为主流演变方向ღ◈◈ღ。例如ღ◈◈ღ，从NMC532逐渐演替为NMC811ღ◈◈ღ，以降低对原材料钴的需求ღ◈◈ღ。此外ღ◈◈ღ，一些新型电池化学技术正在受到广泛关注ღ◈◈ღ，如固态锂电池（锂硫电池Li-Sulphurღ◈◈ღ、锂空气电池Li-Air等）ღ◈◈ღ。本研究考虑到未来电动汽车电池技术演变的不确定性ღ◈◈ღ，设置了3种电池化学技术演变情景ღ◈◈ღ，分别是三元锂电池主导情景ღ◈◈ღ、磷酸铁锂电池主导情景和新型电池技术涌现情景ღ◈◈ღ，调查了3种情景下的电池化学技术市场份额（图1）ღ◈◈ღ，以及锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍在不同电池化学技术中的材料强度（表1）ღ◈◈ღ。

　　本研究在动态物质流分析方法的基础上ღ◈◈ღ，考虑了电动汽车电池的早期故障ღ◈◈ღ、梯次利用和回收利用等环节ღ◈◈ღ，构建模型预测从2020—2050年我国及全球电动汽车对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求和次生供应演变趋势ღ◈◈ღ。在本研究所构建的模型中ღ◈◈ღ，电动汽车电池对锂合乐888总代ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求来源有2种ღ◈◈ღ：一部分来自于出厂电池需求ღ◈◈ღ，一部分来自于保修期内故障电池的替换需求ღ◈◈ღ。电动汽车电池的退役来源有3种ღ◈◈ღ：一部分来自于早期故障被替换的电池ღ◈◈ღ，一部分来自于正常退役的电池ღ◈◈ღ，另一部分则来自于梯次利用后退役的电池ღ◈◈ღ。

　　在净零排放气候目标的驱动下ღ◈◈ღ，全球电动汽车电池对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求将快速增长ღ◈◈ღ。本研究结果显示ღ◈◈ღ，2020年ღ◈◈ღ，全球电动汽车对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求分别为1.8万吨ღ◈◈ღ、2.0万吨ღ◈◈ღ、8.1万吨ღ◈◈ღ。到2050年ღ◈◈ღ，在既定政策情景下ღ◈◈ღ，全球电动汽车电池对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求将快速上涨到45万—75万吨ღ◈◈ღ、21万—49万吨ღ◈◈ღ、180万—380万吨ღ◈◈ღ；在净零排放情景下ღ◈◈ღ，全球电动汽车电池对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求将进一步扩大ღ◈◈ღ，分别达到74万—124万吨ღ◈◈ღ、35万—82万吨ღ◈◈ღ、299万—631万吨（图2）ღ◈◈ღ。从2025—2050年的累积需求来看ღ◈◈ღ，全球要实现净零排放的气候目标ღ◈◈ღ，对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍需求相比于既定政策目标约提高2/3左右合乐888总代ღ◈◈ღ。

　　在不同的电池技术演变路径下ღ◈◈ღ，锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求呈现巨大的差异ღ◈◈ღ。在净零排放情景下ღ◈◈ღ，2025—2050年间全球电动汽车电池在三元锂主导的技术路线下对锂的需求最高ღ◈◈ღ，累积为1 814万吨ღ◈◈ღ；在新型电池涌现的情景下对锂的需求最低ღ◈◈ღ，累积为1 392万吨ღ◈◈ღ，主要是由于新型电池的锂材料强度大幅降低（表1）ღ◈◈ღ，导致对锂原材料的需求下降ღ◈◈ღ。电动汽车电池对镍和钴的累积需求同样也是在三元锂主导的情景下最高ღ◈◈ღ，分别为9 187万吨和1 341万吨ღ◈◈ღ；而在磷酸铁锂主导的情景下最低ღ◈◈ღ，分别为5 625万吨和852万吨ღ◈◈ღ，这主要是由于磷酸铁锂电池无需镍ღ◈◈ღ、钴2种原材料ღ◈◈ღ，从而大大降低了对镍和钴的需求ღ◈◈ღ。

　　促进绿色发展是全人类的共同事业ღ◈◈ღ，中国顺应绿色发展趋势ღ◈◈ღ，努力为全球绿色转型做出更大贡献ღ◈◈ღ，新能源汽车产业快速发展ღ◈◈ღ，锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍等金属矿产需求预计较快增长ღ◈◈ღ。在既定政策情景下ღ◈◈ღ，2025—2050年ღ◈◈ღ，中国电动汽车市场对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求总量预计分别超过300万吨ღ◈◈ღ、200万吨和1 400万吨太阳成官方网站ღ◈◈ღ，净零排放情境下分别超过400万吨ღ◈◈ღ、300万吨和2 000万吨ღ◈◈ღ，具体取决于其电池技术演变路径ღ◈◈ღ。

　　估计中国对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求ღ◈◈ღ，除了电动汽车产业ღ◈◈ღ，还需充分考虑电池产业的需求ღ◈◈ღ。中国对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍等关键原材料的需求不仅仅局限于国内市场ღ◈◈ღ，还面临着来自全球市场的广泛需求ღ◈◈ღ。假设未来中国在全球电动汽车电池市场的份额能够维持当前水平或稳中略降ღ◈◈ღ，这将使中国对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求达到本土需求的1.4倍之多ღ◈◈ღ，进一步对我国锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍资源的供应可得性提出了更高要求ღ◈◈ღ。

　　除了电动汽车电池以外ღ◈◈ღ，锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍还广泛应用于其他的领域ღ◈◈ღ。锂用于储能ღ◈◈ღ、消费电子ღ◈◈ღ、玻璃ღ◈◈ღ、陶瓷等的制造ღ◈◈ღ；镍用于不锈钢ღ◈◈ღ、电镀ღ◈◈ღ、合金及铸造等部门ღ◈◈ღ；钴用于耐热合金ღ◈◈ღ、硬质合金ღ◈◈ღ、防腐合金太阳成ღ◈◈ღ，ღ◈◈ღ、磁性合金等制造ღ◈◈ღ。据统计ღ◈◈ღ，2020年我国除电动汽车以外的其他行业对锂合乐888总代ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求量约为3.5万吨ღ◈◈ღ、3.4万吨和131.0万吨ღ◈◈ღ，全球除电动汽车以外的其他行业对锂ღ◈◈ღ、钴太阳成集团官方网站ღ◈◈ღ！ღ◈◈ღ、镍的需求则分别为5.1万吨ღ◈◈ღ、11.6万吨和228.5万吨ღ◈◈ღ。假设其他行业对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求增长与全球国内生产总值（GDP）增速预期一致ღ◈◈ღ，年复合增长率约为3%ღ◈◈ღ。到2050年ღ◈◈ღ，全球其他行业对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求量分别为12万吨ღ◈◈ღ、28万吨和555万吨ღ◈◈ღ。由此推算ღ◈◈ღ，2020年全球电动汽车电池对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求量分别占需求总量的28%ღ◈◈ღ、16%和4%ღ◈◈ღ，到2050年ღ◈◈ღ，这一比例将上升到86%—91%ღ◈◈ღ、55%—74%和35%—53%ღ◈◈ღ。这意味着ღ◈◈ღ，电动汽车电池将成为全球锂ღ◈◈ღ、镍ღ◈◈ღ、钴需求的关键来源ღ◈◈ღ。

　　根据美国地质调查局的数据ღ◈◈ღ，2019—2023年ღ◈◈ღ，全球锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的产量分别从8.6万吨太阳成官方网站ღ◈◈ღ！ღ◈◈ღ、14.4万吨ღ◈◈ღ、261万吨ღ◈◈ღ，上升到18.0万吨ღ◈◈ღ、23.0万吨ღ◈◈ღ、360万吨ღ◈◈ღ，年平均复合增长率高达16%ღ◈◈ღ、10%ღ◈◈ღ、7%（表2）ღ◈◈ღ，这一增长势头与近年来电动汽车产业的蓬勃发展密切相关ღ◈◈ღ。本研究结果表明ღ◈◈ღ，2020—2050年合乐888总代ღ◈◈ღ，全球电动汽车产业在净零排放情景下对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍需求的年复合增长率分别高达13%—15%ღ◈◈ღ、10%—13%ღ◈◈ღ、13%—16%ღ◈◈ღ，这意味着全球锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的供应增长压力仍将持续ღ◈◈ღ。

　　全球锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍需求存在较快增长趋势太阳网城官方网站ღ◈◈ღ！ღ◈◈ღ，亟需加大资源勘探以满足日益增长的金属需求澳门太阳成ღ◈◈ღ。考虑到电动汽车电池生产过程中不可避免的原材料损耗ღ◈◈ღ，全球对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍原材料的需求将会进一步扩大ღ◈◈ღ。根据美国阿贡国家实验室的数据太阳成官方网站ღ◈◈ღ，电动汽车电池生产过程中阴极材料（含锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍）的产率约为92.2%ღ◈◈ღ，据此推算ღ◈◈ღ，全球电动汽车产业对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的原材料需求分别为1 509万—1 967万吨ღ◈◈ღ、924万—1 454万吨ღ◈◈ღ、6 101万—9 964万吨ღ◈◈ღ。若考虑其他行业对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的需求ღ◈◈ღ，全球从2025—2050年间对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的累积需求量将高达1 736万—2 194万吨ღ◈◈ღ、1 440万—1 971万吨ღ◈◈ღ、16 313万—20 177万吨ღ◈◈ღ。

　　锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍这3种金属矿产在地理分布上具有较高的供应集中度ღ◈◈ღ。目前全球大约有80%的锂供应来自澳大利亚和智利ღ◈◈ღ，60%的镍来自于印度尼西亚ღ◈◈ღ、菲律宾ღ◈◈ღ、俄罗斯和加拿大ღ◈◈ღ，80%以上的钴来自于刚果民主共和国ღ◈◈ღ，且这一供应格局在短期内难以有明显变化（图3）ღ◈◈ღ。在全球锂合乐888总代ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍供应日益紧张的背景下ღ◈◈ღ，高度集中的地理分布将进一步加剧对这3种金属供应链韧性的挑战ღ◈◈ღ。因此ღ◈◈ღ，我国未来在锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的供应上ღ◈◈ღ，将不可避免地面临来自全球市场的竞争太阳娱乐app下载ღ◈◈ღ！ღ◈◈ღ，这也对我国锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍资源的供应安全提出了新的挑战ღ◈◈ღ。同时也需看到ღ◈◈ღ，当前全球探明锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍储量分别为2 100万吨ღ◈◈ღ、1 100万吨ღ◈◈ღ、超13 000 万吨（表2）ღ◈◈ღ，未来随着矿产开采技术的进步ღ◈◈ღ，全球锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍储量可能进一步增长ღ◈◈ღ，高度集中的地理分布也可能出现变化ღ◈◈ღ，我们需要高度关注锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍矿产开采技术和地理分布的变化趋势ღ◈◈ღ。

　　本研究考虑到未来电动汽车电池回收及梯次利用产业的发展ღ◈◈ღ，对我国电动汽车电池中锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的回收潜力进行了评估ღ◈◈ღ。《欧盟电池和废电池法规》规定到2030年ღ◈◈ღ，锂电池的回收率达到70%ღ◈◈ღ，基于此ღ◈◈ღ，本研究假设我国电动汽车电池的收集率将从2020年的10%上升到2035年的90%ღ◈◈ღ，并在之后保持不变ღ◈◈ღ，电池回收的金属提取率为95%ღ◈◈ღ。本研究将电动汽车电池的回收率设定在一个较高的比例ღ◈◈ღ，旨在探讨我国电动汽车电池材料回收的最大潜力ღ◈◈ღ。此外ღ◈◈ღ，调研显示到2030年磷酸铁锂电池的梯次利用比例预计达到40%及以上ღ◈◈ღ。磷酸铁锂电池的充放电循环次数可以达到3 500—5 000次ღ◈◈ღ，而三元锂电池的循环次数仅在2 500次左右ღ◈◈ღ。考虑到三元锂电池的循环次数更低ღ◈◈ღ，本研究假设我国电动汽车电池的平均梯次利用率从2020年的10%上升到2035年的30%ღ◈◈ღ。

　　研究结果表明ღ◈◈ღ，随着电动汽车电池退役潮的到来ღ◈◈ღ，我国电动汽车电池中锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的回收量将大幅增加ღ◈◈ღ，能够满足相当大比例的金属需求ღ◈◈ღ，这将有效地缓解这些关键金属的供应压力太阳成官方网站ღ◈◈ღ。在净零排放情景下ღ◈◈ღ，我国电动汽车电池中锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍3种金属的回收量在2035年之后将逐渐形成规模ღ◈◈ღ，分别达到约1.4万吨ღ◈◈ღ、1.5万吨ღ◈◈ღ、6.0万吨ღ◈◈ღ。到2050年ღ◈◈ღ，电动汽车电池中锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍的回收量将快速增长ღ◈◈ღ，分别达到12.9万—14.5万吨ღ◈◈ღ、8.6万—11.8万吨ღ◈◈ღ、45.0万—64.5万吨太阳成官方网站ღ◈◈ღ，具体取决于其技术路径演变趋势（图4）ღ◈◈ღ。到2050年ღ◈◈ღ，在三元锂主导的技术路径下ღ◈◈ღ，我国退役电动汽车电池中的锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍分别可以满足35%ღ◈◈ღ、44%ღ◈◈ღ、31%的金属需求ღ◈◈ღ；在磷酸铁锂主导的技术路径下ღ◈◈ღ，这些数值将达到35%ღ◈◈ღ、68%ღ◈◈ღ、46%ღ◈◈ღ；在新型电池涌现情景下ღ◈◈ღ，这些数值将达到53%太阳成官方网站ღ◈◈ღ、91%ღ◈◈ღ、41%（图5）ღ◈◈ღ。相比于三元锂主导的技术路径ღ◈◈ღ，磷酸铁锂主导的技术路径和新型电池涌现的技术路径都呈现出更高的钴和镍的回收潜力ღ◈◈ღ，这是因为磷酸铁锂电池和新型电池都不再依赖镍和钴（表1）ღ◈◈ღ，因此镍和钴的需求将会逐渐下降ღ◈◈ღ，而随着早期装机的三元锂电池的退役ღ◈◈ღ，使得镍ღ◈◈ღ、钴的回收量与需求量之间的占比快速上升ღ◈◈ღ。尤其值得注意的是ღ◈◈ღ，在新型电池涌现的技术路径下ღ◈◈ღ，钴金属的回收潜力在2050年将高达91%ღ◈◈ღ，这将极大程度地降低对钴的进口需求ღ◈◈ღ，从而降低钴资源的供应风险ღ◈◈ღ。

　　全面推进锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍金属资源的勘探和开采工作ღ◈◈ღ，加强国际合作ღ◈◈ღ，积极探索海外供应潜力ღ◈◈ღ。制定中长期的锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍资源勘探计划ღ◈◈ღ，提高我国资源储备对风险的抵御能力ღ◈◈ღ。密切关注海外矿产项目可能面临的风险ღ◈◈ღ，通过分散投资ღ◈◈ღ、加强合作ღ◈◈ღ、风险监测等手段增强对海外资产和权益的风险预测ღ◈◈ღ、预警和预防能力ღ◈◈ღ。值得说明的是ღ◈◈ღ，锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍资源的供应风险不仅来自于供应量的紧缺和供应高度集中ღ◈◈ღ，还来自于自然灾害等因素引发的供应和运输中断等问题ღ◈◈ღ，这有待于进一步的研究ღ◈◈ღ，例如制定相应的战略储备策略等ღ◈◈ღ，以提高抵御突发供应中断等风险的能力ღ◈◈ღ。

　　推动构建电动汽车电池循环经济战略ღ◈◈ღ，制定科学可行的循环经济目标和政策激励方案ღ◈◈ღ。2023年8月ღ◈◈ღ，欧盟颁布的《欧盟电池和废电池法规》生效ღ◈◈ღ，该法规规定到2031年ღ◈◈ღ，电池活性材料中再生金属元素的最低使用比例分别为ღ◈◈ღ：锂6%ღ◈◈ღ、镍6%ღ◈◈ღ、钴16%ღ◈◈ღ。相较于欧盟ღ◈◈ღ，我国在电动汽车电池循环利用方面的规划和实践尚显不足ღ◈◈ღ。亟需制定明确的电动汽车电池循环回收目标ღ◈◈ღ，以在2035年电动汽车退役潮到来之前对我国电动汽车电池回收产业进行布局ღ◈◈ღ，推动电动汽车电池产业加快对锂ღ◈◈ღ、钴ღ◈◈ღ、镍3种关键金属的循环利用ღ◈◈ღ。此外ღ◈◈ღ，还需要对电动汽车电池技术路线进行密切监测ღ◈◈ღ，以动态研判在不同技术演变趋势下循环回收对于电动汽车电池供应链安全的重要作用合乐888总代ღ◈◈ღ，并基于实际的供应安全形式对回收工作重心进行动态调整ღ◈◈ღ。

　　建立电动汽车电池废弃物循环利用监管体系ღ◈◈ღ，增强对电动汽车电池废弃物回收规模的监测和回收企业的监管ღ◈◈ღ。电动汽车电池的循环回收需要依赖更加精细的数据监测和技术追踪ღ◈◈ღ，亟需完善涵盖使用ღ◈◈ღ、回收ღ◈◈ღ、再利用等各个环节的监管体系太阳成集团tyc4633ღ◈◈ღ，建立电动汽车电池废弃物时空分布监测数据平台ღ◈◈ღ，通过及时跟踪废旧电池数量ღ◈◈ღ、地点和类型ღ◈◈ღ，为后续回收和处理提供依据ღ◈◈ღ。支持企业加大力度部署电动汽车电池回收网络和回收站点ღ◈◈ღ、处理工厂等基础设施ღ◈◈ღ，确保废旧电池能被有效回收和处理ღ◈◈ღ。加强电动汽车电池回收企业监管ღ◈◈ღ，打击“作坊式”电池拆解厂ღ◈◈ღ，保障回收过程安全环保ღ◈◈ღ。推动电池护照技术研发和数据库建设ღ◈◈ღ，加强电池材料成分和供应链信息追踪ღ◈◈ღ，实现对电动汽车电池废弃物精细化监管ღ◈◈ღ。

　　（作者ღ◈◈ღ：应雄ღ◈◈ღ、汪寿阳ღ◈◈ღ，中国科学院大学经济与管理学院ღ◈◈ღ；杨宇瑶ღ◈◈ღ，北京大学光华管理学院ღ◈◈ღ。《中国科学院院刊》供稿）