关键矿产：供应链、贸易流和增值

供应链、贸易流动和增值 1.Introduction 迈向低碳未来的举措正在顺利进行，并突出了被认为对这一过程至关重要的几种矿物的重要性。这些矿物包括锂，钴，石墨，锰，以及其他对生产清洁能源技术至关重要的矿物，包括太阳能电池板，风力涡轮机，电动汽车（EV）的可充电电池和电网电池存储。发展中国家拥有大量的这些矿物储量。例如，非洲国家拥有约25％的全球储备，其中包括电动汽车所需的19％。1 许多发展中国家已经在供应世界市场方面发挥着至关重要的作用，如刚果民主共和国，68%的钴进口来自刚果民主共和国，智利是一个重要的锂出口国，印度尼西亚占镍出口的48%。2自2010年以来，由于可再生能源在总能源生产中所占的比例越来越大，每个新单位发电所需的典型矿物数量增加了50%。3在净零排放的情况下，对一些关键矿物的需求预计将迅速增长：从2022年到2030年，钴将增长115%，锂将增长454%。4随着需求的增加，2021年和2022年宣布的新关键矿物项目数量是前十年的两倍多。5 能源转型所需的关键矿物的类型和体积因特定应用和行业而异。例如，锂、钴和石墨通常用于锂离子电池，这些电池被认为最适合电动汽车。6原始关键矿物经过加工和精炼，以增加纯度，增强其性能特征，并增加对特定应用的适用性。经过加工和精炼的关键材料的价值明显高于其原始形式的关键材料，并且可以刺激 矿产生产发展中国家相关下游产业的发展。 本技术说明提供了关键矿物和关键矿物基产品在电动汽车可充电锂离子电池不同加工阶段的贸易动态快照。该说明强调了关键矿物市场的具体特征，这些特征表明了需要更深入地分析的领域，以支持矿物生产发展中国家增加可充电电池价值链中的国内附加值。 1贸发会议(2023年)。《非洲经济发展报告2023年:非洲捕捉技术密集型全球供应链的潜力》。2美国地质调查局(2023年)。矿物商品摘要2023年。3国际能源协会(2022).《世界能源展望》专题报告:关键矿物在清洁能源转型中的作用4贸发会议基于国际能源协会关键矿物需求数据集的数据。5贸发会议(2023年)，《2023年世界投资报告：为所有人投资可持续能源》。6贸发会议(2019年)。商品一览第13期:战略电池原材料特刊。 2.数据和方法 本技术说明中的评估使用UN Comtrade的双边贸易数据，使用6位数字级别的协调制度（HS）产品分类。它使用桑基流 图可视化双边（即，国家对国家）贸易流动选定的关键矿物和矿物为基础的产品在不同的加工阶段。 本分析中的处理阶段定义如下：(I)萃取矿物仅进行初始选矿的阶段；(Ii)处理或矿物经过化学或冶金过程成为精炼矿物的精炼阶段；(iii)制造在该阶段,对精炼的矿物进行加工以形成基于这些矿物(例如,阴极、阳极)的电池材料,并将其结合以生产电池单元和电池组,其中许多用于电动车辆。 本说明中提供的图表具有以下特征： a)每条线连接每个加工阶段有关产品左边的出口国和右边的进口国；b)在侧重于交易量的图表中，线的宽度与以美元为单位的每个双边流量的价值成正比。在强调出口集中的其他图表中，线的宽度与双边贸易在总出口中的份额成正比；c)图表中列出了前三个出口国及其出口的前三个目的地；和d)使用国家作为“节点”,在一个处理阶段(例如,提取阶段)的桑基图被连接到在下一个处理阶段(例如,处理阶段)的贸易流。 根据文献综述，分析确定了与所选关键矿物的每个加工阶段相关的产品的HS代码（表1）。使用HS代码，分析提供了产品在每个加工阶段的世界贸易价值以及从报告的贸易价值和数量估计的单位价值。7 分析带有一定的警告。首先，注释中的图表并不代表可再生能源的实际供应链。一些国家可能是某种关键矿物的重要生产者，但可能不会将其出口到世界，或者一些国家可能拥有国内供应链，通过该供应链生产或加工所有东西。分析中未包括有关本地生产的此类信息。其次，锂、钴和石墨都有。 各种应用除了在电池中的使用。例如,锂可用于玻璃和陶瓷制造、润滑脂以及药物生产和医疗设备。锂离子电池本身用于除电动汽车之外的许多电子设备中。因此,图中的电池材料和电池组包括在除了电动和插电式混合动力车辆之外的电器中使用的那些。 3.关键矿物的贸易流动 1.锂 锂是一种软的银色金属，在所有金属中密度最低。它在自然界中不是作为金属出现的，而是以坚硬的岩石形式或以氯化锂盐形式存在于盐水沉积物中。尽管在许多岩石和几种天然盐水中都有发现，但只有在少数高浓度的沉积物中才能进行锂的商业开采，这使得开采在经济上可行。8锂矿石或盐水用于制造氢氧化锂和碳酸锂，这在生产电池阴极中是必不可少的。 图1显示了2022年锂和锂基产品的双边贸易流量，突出了每个加工阶段以美元表示的主要双边贸易流量。该图说明了原料矿物以及电池组件和电池组的高贸易价值。图2显示了相同的贸易流量，但这些流量的宽度代表了每个加工阶段双边贸易在总出口中的份额。该图突出了价值链上游部分的贸易集中度。 8贸发会议(2019年)。商品一览第13期:战略电池原材料特刊。 在开采阶段，澳大利亚和智利占锂矿石和盐水出口的79％以上，中国进口的锂占世界贸易的73％以上。澳大利亚是世界上最大的锂辉石（锂矿石）出口国，2022年的氢氧化锂精炼能力相对较小。该国计划到2024年达到全球锂精炼产能的10%左右。9智利是最大的锂盐出口国，拥有炼油能力，是氢氧化锂的主要出口国。锂开采由智利，中国，美国和澳大利亚的公司主导，这些公司控制着全球锂产量的53％。10 图表显示，中国，大韩民国，日本和其他发达国家享有大部分锂精炼能力。但是，阿根廷占10％世界上的锂加工，11不包括在图表中，因为它只出口微不足道的精制锂。 图表还强调，在加工阶段占全球氧化锂和氢氧化锂出口67％的中国似乎保留了用于国内电池组制造的锂基电池材料。虽然中国对世界的电池材料出口很小，但它从大韩民国和美国进口这些产品。然后，中国向包括美国和德国在内的主要电动汽车出口国出口电池组。2022年，中国占全球电池组出口的46%。中国在电池价值链中的国内增值意义重大：估计单位价值从氢氧化锂每公斤6.4美元增加到电池组150美元。12 波兰是2022年第二大电池组出口国，但对锂离子电池材料没有巨大的开采能力，而是通过贸易获得这些材料。13波兰主要从美国(68%)和中国(18%)进口氧化锂和氢氧化锂，锂正极材料主要从中国(55%)和德国(17%)进口。 2.钴 钴是可充电电池电极生产中的关键成分，因为它有助于保持热稳定性-这是一个重要的安全问题。它还使电池能够存储和传输更多的能量。钴主要是作为地下和露天开采中镍和铜的副产品开采的。使用火法冶金和湿法冶金技术精炼矿石以获得中间产物,例如氢氧化钴、钴金属和其他化学品。将其进一步精制为硫酸钴，用于制造电池，超合金和磁体的阴极。 图3说明了锂离子电池价值链中的钴贸易动态，重点是顶级出口商在每个加工阶段的贸易价值。图4显示了相同的交易流，但代表了交易的股票。与锂贸易流动的情况一样，图表说明了价值链下游段的高价值交易（图3）和上游阶段的高度集中贸易（图4）。 2022年，钴矿市场估值为1.91亿美元，而氢氧化钴达到93亿美元。与其他关键矿物相比，钴的高价很大程度上归因于其供应的地理集中。钴矿开采主要由一些主要公司，仅排名前五位的公司就占全球钴产量的48%。14 一个双边贸易关系在炼油阶段占主导地位：刚果民主共和国生产了全球约70％的钴矿，2022年占全球氢氧化钴出口的64％，其中96％是针对中国的。这表明刚果民主共和国内部发生了显着的增值。该国的加工和精炼活动使钴的单价从提取阶段的每公斤5.8美元大幅提高到加工/精炼阶段的每公斤16.2美元。15 制造阶段的贸易由经济合作与发展组织（OECD）成员的国家主导。非洲或拉丁美洲的任何国家都不是制造阴极贸易的主要参与者16或电池材料。在制造阶段，中国约占钴出口的49% - 基于电池材料（钴阴极），与中国出口微不足道的锂基电池材料形成鲜明对比。大韩民国是钴基电池材料的第二大出口国，占全球出口的31%，其次是日本，占9%。波兰是韩国和日本正极材料的主要进口国，也是中国的第三大进口国。 3.石墨 石墨是锂离子电池制造中最常用的阳极材料，因为它提供稳定性、导电性和轻质性能，所有这些都增强了电池的整体性能和储能容量。石墨是从矿石中开采出来的，但与其他对能量转变至关重要的矿物不同，石墨也可以通过对石油焦，煤焦油沥青或油进行强化热处理来制造。 使生产更加碳密集。17两种类型的石墨都用于制造电池装置中的阳极,然而,天然石墨比合成石墨具有优势,因为纯化的天然片状石墨具有高得多的晶体结构,因此具有更好的导电性和导热性。18此外，天然石墨更具成本效益，碳足迹更低。然而，合成阳极在电解质相容性、快速充电周转和电池寿命方面表现更好。19 Figure 5 presents trade patterns of graphite along the electric vehicle value chain highing the value in eachbilateral trade flow. Figure 6 shows the same trade flows but the width of these flows represent the share oftrade in total exports in each processing stage. 巴西，中国和蒂尔基耶占世界石墨储量的65％。中国是主要的石墨生产国，占全球产量的65％。20在出口方面，中国是天然石墨出口的领导者，占53％，其次是莫桑比克（13％）和马达加斯加（12％）。相比之下，美国（29％），中国（21％）和德国（7％）是合成石墨的主要出口国。图6突出表明，即使存在生产原料矿物（天然石墨）的替代品（合成石墨）的制造过程，也存在价值链上游阶段的贸易集中。 图表还显示了加工和制造阶段的集中度，其中中国主导了人造石墨和石墨电池材料的出口。因此，精炼石墨的出口（即在加工阶段）并不比锂和钴的出口更加多样化。 4.Summary 从对锂，钴和石墨的双边贸易流动的桑基图分析中可以得出两个主要观察结果：市场集中度和下游价值增加。主导这些阶段的国家对整个电动汽车市场具有相当大的影响力。 贸易流量分析还强调了贸易价值在生产过程中向下游移动时的增长趋势。这一增长伴随着产品附加值的相应增加。从原始矿物开采到制造电池组和电动汽车，每一步都增加了更多的价值，强调了供应链中每个阶段的经济意义。这种现象表明在各个阶段都有可能获得高回报，并突出了技术进步和专业知识在加工和制造方面的重要性。 虽然桑基图提供了有价值的贸易流动可视化，但它们是说明性的，无法捕捉到电动汽车实际供应链的全部复杂性。值得注意的是，电动汽车生产涉及多种矿物，每种矿物都有不同的供应链。因此，电动汽车实际供应链的表示本质上比这些图中描述的要复杂得多。这种复杂性需要对市场动态有更广泛的了解，并强调了在依赖商品的发展中国家实现供应来源多样化和发展强大加工能力的重要性，以减轻风险并确保这些关键矿物的稳定供应。这些矿物在向低碳未来过渡中的战略意义使了解这些供应链对整个行业的利益相关者至关重要。 @贸发会议@贸发会议unctad.org/facebookunctad.org/youtubeunctad. org / flickrunctad. org / linkedin