为了 2050 年净零碳排的目标,许多国家订定于 2030 年或 2035 年禁售新燃油车,使得电动车市场快速发展,特定矿物需求量大幅增加, 价格也节节高升。这些矿物包括锂电池中必备的锂、镍、钴、和石墨,以及电动车马达中所需的稀土,平均一颗马达需要 25 公斤,传统燃油车仅需 1 公斤。
国际能源署 ( International Energy Agency ) 预估,以全球于 2050 年达到净零碳排为前提,全球锂矿需求量到 2040 年时会比 2020 年的量多出 42 倍,石墨多出 25 倍,钴和镍分别多出 21 倍和 19 倍,稀土则多出 7 倍。但即使把正在建设中的矿场产量加入计算,整体供给量仍无法应付暴增的需求。其中以锂和钴的缺口最大,国际能源署预估全球产能至少需要增加一倍以上。
矿源集中于少数国家,加深地缘政治动荡风险
相较于快速成长的矿物需求,供给端的增加却非常缓慢。国际能源署示警,矿物需求和供给成长速度严重不对称,将拖累能源转型的脚步。矿物供给不易增加,主要是新矿源取得困难。一座矿区从规划到开采通常需要 16 年,加上矿源集中于特定国家,且多半是政局 动荡又缺乏法规的开发中国家。
根据美国地质调查局 ( United States Geological Survey ) 的资料,从全球可开采储量来看,锂矿以智利储量最大,占比达 55% ,澳洲以 18% 。钴矿主要在非洲的刚果民主共和国 ( 简称民主刚果 ) , 占全球储量 48% 。镍矿分布在印尼和巴西,分别占全球储量 21% 和 16% 。石墨则分布在土耳其、巴西、和中国,分别占 27% 、 22% 和 16% 。至于稀土,全球约 34% 的可开采储量位于中国,其次是越南、巴西和俄罗斯,均占 16% 。
储量高不表示产量高。从 2022 年产量数据来看,锂矿主要产于澳洲,占全球总产量 47%。智利因为限制开采,占比仅 30% 。钴矿主要产自民主刚果,占全球总量 68% 。而镍矿主要来自印尼,占全球产量 48% 。石墨和稀土则以中国的产量最高,分别占全球总产量 65% 和 70%。
因为矿源的地理集中度高,一旦矿产国发生天灾,政策改变,亦或受到战争影响,全球矿产供给就可能发生问题。镍矿价格在 2022 年 3 月 7 日至 9 日两日间从每公吨 3 万美元飙升至 10 万美元天价,就是因为市场担忧俄罗斯的镍矿出口量会因经济制裁减少,而俄罗斯镍矿产量仅占全球总量的 6.6% 。显示出全球矿物供应链长期处于脆弱状态。面对矿物断链风险和日益扩大的供给缺口,各国政府和企业近年争相抢夺上游矿源,加深国际地缘政治的不安定性。
在这场矿源争夺战中,中国已取得先机
从 2004 年开始,在中国政府 「走出去」以及 「一带一路」政策支持下,中企积极在世界各地投资或收购矿场。如今中国不仅是石墨和稀土最大生产国,也掌握部分钴矿、镍矿和锂矿。以钴矿来说, 中企直接或间接持有民主刚果 7 成以上的钴矿,等于控制了全球一半的钴矿产量。至于镍,虽然印尼政府禁止出口未加工的镍,但加工后的产品则不受限,因此中国透过在当地兴建精炼厂掌握出口。而最重要的锂矿,虽然中国产量仅占全球总量的 15% ,但宁德时代、比亚迪,赣锋锂业、和天齐锂业等企业早已收购或入股数十个位于非洲、拉丁美洲和澳洲的矿场。例如,天齐锂业于 2018 年以 41 亿美元收购智利锂业巨头 SQM 24% 的股权。美国「华尔街日报」 指出,若中企在非洲和拉美的投资顺利,到 2025 年中国将控制全球 所需锂矿的三分之一中国不仅掌握住矿源,在矿物精炼阶段更有着近乎垄断的优势。全球 9 成以上的稀土,7 成以上的钴和石墨,以及 6 成以上的锂和镍都是送往中国加工成化合物。矿石精炼包含一连串过程,如粉碎、 筛选、研磨、和提炼等。这个过程耗费庞大的水和能源,且会排放大量的废气、废矿渣、废水等。储存废弃物的蓄水库或称尾矿 库 ( Tailing Tam ) 需要庞大土地、资金和人力管理,稍有不慎就会造成工安事故和环境污染。欧美国家从 20 多年前就逐渐退出精炼产业。中国是靠着政府提供的廉价土地和能源支持,宽松的环保法规, 以及相对便宜的人力,才能以低廉成本精炼矿物。
换言之,中国是唯一掌握上游矿源,中游矿物精炼,以及下游锂电池组装全产业链的国家,这样强大的优势将让中国未来在国际政治 市场拥有更大的话语权。
美国急欲与中国脱钩,或许是场白日梦。
然而,在中美贸易冷战越演越烈的趋势下,中国在全球矿物供应链 主导地位在他国眼中是个巨大威胁。各国担忧一旦中国对矿产出口 设下限制,将重创经济和科技发展。今年 5 月于日本广岛举行的七大工业国家领导人峰会,核心议题之一就是如何降低对中国矿产的依赖。
美国目标在 2030 年前,能够在境内从事采矿、制造再到回收矿物的所有工作。为此,政府将提供补贴给国内或是盟国业者开采和精炼矿物。另外,政府还规定电动车电池的矿物总值中,必须有 40% 以上来自美国或是与美国签订自由贸易协定的国家,或于北美地区回收再利用的矿物,才能获得每辆车 3,750 美元的税负减免优惠,这 一比例到 2027 年后会提高到 80%。政府目的是强迫车厂在北美建构电池和相关矿物供应链。此一政策被许多国家质疑违反 WTO 最惠国待遇的贸易规则,也引起欧洲车厂强烈反弹,因大多数车厂是使用生产于中国的锂电池。不过,车厂和电池厂正寻找方式绕过此项规定。福特汽车和宁德时代规划于美国兴建锂电池厂,由福特汽车 100% 持有,技术和管理则来自宁德时代,因此可以避开规定并获得补贴。从这一点来看,美国政策的效益或许有限。
另外,美国自身特定矿物储量非常有限。根据美国地质调查局的数据,美国在镍、钴、石墨三项矿物中,储量不到全球储量的 1% , 稀土占比只有 1.8% ,锂矿仅占 3.8% 。因此,美国势必要仰赖进口矿物。美国在 2022 年约有 25% 的锂,56% 的镍,76% 的钴,以及接近 100% 的石墨和稀土都是仰赖进口。锂和镍的进口比重看似不高,是因为美国主要进口终端产品,如锂电池、不锈钢制品等 ( 镍矿主要用于生产不锈钢制品 )。再者,美国矿物精炼领域毫无成本优势。除了缺乏矿物精炼的技术和人力,美国在环境保护、公共安全、劳工权益法规相对严格,将使其精炼成本将高出中国许多。根据纽约时报报导,澳洲在 2016 年批准成立第一家氢氧化锂工厂,其投资成本还是在中国建厂的 2.5 倍。而且,不同于半导体晶圆厂在人民 眼中是高科技代表,矿场和加工厂给人「污染」和「危险」的印象, 容易造成当地居民反弹。
澳洲资源部长 Madeleine King 日前与《彭博》访谈表示,欧美各国急欲摆脱中国矿产的钳制,犹如在做白日梦,成本和代价非常高昂。
矿物终会枯竭,回收是更好的解方
各国到处开采矿源的行为,是加速矿源枯竭的速度,对生态环境带来庞大的负担,也增加气候变迁的风险,完全背离追求环境永续发展的初衷。各国与其争夺矿源,更应该重视发展新兴技术,使用更普遍、更环保的材料来取代关键矿物,降低矿物用量。例如,特斯拉在今年 3 月的投资人会议上就提到正在研发不需要使用稀土的马达。科学家更呼吁政府,应当更加重视回收电子废弃物,并从其中提 取关键矿物,减少开采对环境的伤害。根据联合国训练研究机构 ( United Nations Institute for Training and Research ,UNITAR ) 的数据, 2019 年全球电子废弃物高达 5,360 万吨,回收和再利用率却只有 17.4%,无数珍贵的关键矿产因欠缺回收体系和技术被当成垃圾抛弃。根据英国研究机构 IDTechEx 的预估,到 2030 年,每年约有 600 万吨电动车锂电池被淘汰,若不妥善处理会带来严重环境污染。多家企业和新创公司正往回收电池和矿物的方向开发。宁德时代称可以从废弃电池中回收 99% 的镍和钴,以及 90% 的锂。特斯拉也在 2022 年的影响力报告中提到,公司可以回收废弃电池内约 92% 的矿物原料,正规划在中国、欧洲和美国所有厂区都设置电池回收系统,目标未来所有淘汰锂电池都会被回收来重新提取矿物,以降低对于外部矿物的依赖。倘若全世界都开始全力从废弃电器取得关键矿物,并结合新的技术来降低矿物用量,有机会一举解决关键矿物 供应安全和废弃物污染问题。