2021年六月，美國能源部公布了由聯(lián)邦先進電池聯(lián)盟（以下簡稱聯(lián)盟）編制的《美國國家鋰電發(fā)展藍圖2021-2030》（以下簡稱《藍圖》）。賽迪研究院先進制造業(yè)研究中心對該《藍圖》進行了編譯，期望對我國鋰電產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展規(guī)劃有所借鑒。

“該《藍圖》以美國經(jīng)濟態(tài)勢、國家安全和全球競爭力為背景，全面分析了美國鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來前景，通過對本國鋰離子電池制造業(yè)競爭力進行評估，提出了美國鋰離子電池供應(yīng)鏈的五大建設(shè)目標。”

一、《藍圖》公布的背景

（一）美國經(jīng)濟領(lǐng)域

當前鋰電產(chǎn)業(yè)的重要下游需求仍來自于電動汽車（EV）。如圖1所示，根據(jù)彭博社預(yù)計，到2028年美國電動汽車銷量將達到320萬輛，以電動汽車電池的平均容量為100千瓦時來估算，國內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)量要達到320千兆瓦時才能滿足乘用電動汽車的需求。

（二）國家安全方面

在美國及其盟國和合作伙伴國家境內(nèi)維持和擴大鋰離子電池和電池制造業(yè)產(chǎn)量，不僅事關(guān)美國國家安全，而且是發(fā)展穩(wěn)健供應(yīng)鏈、免于遭受對手威脅的關(guān)鍵所在。

（三）全球競爭態(tài)勢

許多其他國家已經(jīng)構(gòu)建了垂直電池制造業(yè)供應(yīng)鏈，并有強有力的國家戰(zhàn)略支持。我國擁有全球最大的電動汽車市場，主導(dǎo)著包括礦產(chǎn)和原材料的加工的鋰離子電池制造業(yè)供應(yīng)鏈。

二、美國未來鋰電市場上升預(yù)測

目前，美國鋰離子電池或替代性可充電電池化學(xué)品市場可分為商用市場和市場。盡管兩個市場終端應(yīng)用和要求有所不同，但創(chuàng)新和研發(fā)都不可或缺。為上述兩個市場建立成熟的國內(nèi)生產(chǎn)和可靠供應(yīng)鏈，是保障美國經(jīng)濟競爭力和國家安全的必要條件。

（一）商用市場

鋰離子電池的美國商用市場包括商用和乘用電動汽車、固定式儲能以及三個方面。如圖2所示，鋰離子電池需求在未來幾年預(yù)計將大幅上升。

1、商用和乘用電動汽車市場

對電動汽車而言，最領(lǐng)先的技術(shù)就是鋰離子電池汽車。相比于其他可用電池技術(shù)，鋰離子電池有著高能量、高功率、長壽命的優(yōu)勢。電動汽車是推動鋰離子電池需求上升的關(guān)鍵領(lǐng)域，也是美國國內(nèi)鋰離子電池制造業(yè)需求最重要的市場。美國鋰離子電池電池制造業(yè)必須大幅增產(chǎn)擴建，才能滿足不斷上升的國內(nèi)市場需求。

2、固定式儲能市場

固定式儲能技術(shù)要求電池組具備更高的耐久性，但對能源密度和重量的要求相對較低，因此長期來看非鋰儲能技術(shù)是最具成本效益的解決方法。然而，2020年上半年已授權(quán)的公共事業(yè)類的固定式儲能項目中，有98%采用了鋰離子電池，全年的鋰離子電池固定式儲能部署量為1.5千兆瓦，預(yù)計2025將新增至7.8千兆瓦，2030年將達到8.5千兆瓦。

3、市場

正如電動汽車相同，電動飛機有望成為空運零排放的解決方法。可用于城市包裹投送或最多4名乘客的空中出行的電動垂直起降（eVTOL）飛機已發(fā)展成為一個新興市場。預(yù)計到2025年，全球電動垂直起降飛機市場規(guī)模將在1.62億美元到10億美元之間。

（二）市場

除了電動汽車和先進電池領(lǐng)域的迫切需求外，美國部也要可靠安全的先進能源儲能技術(shù)來支持聯(lián)合、應(yīng)急基地和設(shè)施開展關(guān)鍵任務(wù)。應(yīng)用所需電池的某些特性，使其無法使用商用電池。

三、美國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)評估

美國重要采取鼓勵私營領(lǐng)域、以市場為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略。公司、大學(xué)和國家級實驗室有著長期積累的強大研發(fā)實力，但薄弱的知識產(chǎn)權(quán)保護和技術(shù)轉(zhuǎn)讓政策而處處掣肘。在聯(lián)邦層面和州政府層面已出臺眾多影響電池儲能系統(tǒng)發(fā)展的政策，但是這些政策缺乏整個國家的協(xié)調(diào)聯(lián)動。

四、美國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的五大目標

《藍圖》對整個鋰離子電池生態(tài)系統(tǒng)進行了整體分析，且重點是發(fā)展可持續(xù)的國內(nèi)供應(yīng)鏈。圖5列出了當前鋰離子電池從原材料生產(chǎn)到報廢回收的整個供應(yīng)鏈。聯(lián)盟針對供應(yīng)鏈的每個環(huán)節(jié)都提出了關(guān)鍵發(fā)展措施，以加強國內(nèi)產(chǎn)業(yè)，并為可持續(xù)能源制造業(yè)供應(yīng)公平的就業(yè)機會。

目標一：保障原材料和提純材料的供應(yīng)，并發(fā)掘商業(yè)和應(yīng)用關(guān)鍵礦物的替代品。

建設(shè)穩(wěn)健、安全的國內(nèi)鋰離子電池工業(yè)基地要可靠的原材料、提純材料和加工材料供應(yīng)，同時包括積極挖掘次生礦物和非常規(guī)礦產(chǎn)來源，尋找可持續(xù)的多樣化替代品供應(yīng)。

目標二：支持美國原材料加工基地的發(fā)展，滿足國內(nèi)電池制造業(yè)的需求。

目前，美國大部分鋰離子電池原材料的加工要依賴于國際市場。發(fā)展具有成本競爭力的國內(nèi)鋰離子電池原材料加工產(chǎn)業(yè)，將造福整個國家。從鋰離子電池中消除關(guān)鍵礦產(chǎn)（比如，鈷和鎳）的使用，和采用全新工藝來降低陰極、陽極和電解質(zhì)等電池材料成本，是實現(xiàn)材料加工產(chǎn)業(yè)未來上升的關(guān)鍵推動因素。

目標三：刺激美國電極、電池和電池組制造業(yè)的上升。

過去十年，電池儲能技術(shù)實現(xiàn)了重大進步，電池能量密度7大幅提高，到2020年已達到143美元/千瓦時，且電池組成本降低了約85%。盡管如此，要實現(xiàn)本土上升，使電池和電池組制造業(yè)回流美國國內(nèi)，還要持續(xù)激勵支持電動汽車的普及和推廣。

目標四：實現(xiàn)鋰離子電池報廢再利用和關(guān)鍵原材料的規(guī)模化回收，在美國建立一個完整的具有競爭力的鋰離子電池回收價值鏈。

鋰離子電池電池回收不僅能夠緩解原材料稀缺帶來的限制，加強環(huán)境可持續(xù)性，而且還能夠支持更加安全、更具韌性的國內(nèi)原材料供應(yīng)鏈，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。

目標五：大力支持科學(xué)研發(fā)、工科教育和勞動力培訓(xùn)，鞏固和提升美國在電池技術(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。

加快建立競爭力強、公平的鋰離子電池供應(yīng)鏈，滿足快速發(fā)展的電動汽車市場和電網(wǎng)儲能市場，是邁向更高性能和更低成本的新零碳能源經(jīng)濟的一部分。

五、總結(jié)

無論是電動汽車、電網(wǎng)儲能系統(tǒng)和等商用市場，還是市場，鋰離子電池儲能系統(tǒng)的重要性將日益增強。在未來十年，全球電池市場預(yù)計將上升5至10倍，這場鋰電市場爭奪戰(zhàn)必將更加激烈。

譯自：

NationalBlueprintforLithiumBatteries2021-2030,June2021byU.S.DepartmentofEnergy