經研究發現,受自然、生態等約束,國內鋰礦擴產受到限制;國際性的資源爭奪導致我國海外進口風險劇增;正極材料、電解液等核心專利處于被國外公司壟斷局面;關鍵材料與電池技術相比國際先進水平存在一定差距,新興技術方向的積累薄弱;廢舊動力電池資源二次回收體系不完備,產業秩序有待規范。
我國鋰及其下游動力電池產業鏈發展面臨的問題
(一)面臨自然環境、生態保護約束,鋰礦擴產受到限制
在短期內,四川省、西藏自治區等地的鋰資源難以大規模開發利用。西藏扎布耶鹽湖平均海拔4422 m,而智利阿塔卡瑪鹽湖,青海察爾汗、東西臺吉乃爾等大部分鹽湖的海拔均超過2000 m;海拔高導致溫度低、鹵水蒸發較慢,基礎設施建設困難,較差的地理位置條件制約了潛在生產規模。因環境保護政策等影響,四川省鋰資源擴產受到直接限制,雖然多家企業擁有采礦權,但進入正常開采階段的企業數量很少。
(二)鋰資源競爭態勢趨于激烈,海外進口風險有所增加
全球碳排放約束日趨嚴格,各國重視本國鋰及其下游供應保障。在美國,提出《能源資源治理倡議》以強化與資源豐富國家的礦業開發合作,實施《美國供應鏈行政令》以針對大容量電池等產品開展供應鏈調查,成立能源部礦產資源可持續發展司以保障鋰礦供應鏈安全,發布《2021—2030年美國鋰電池國家藍圖》來促進鋰電池產業鏈投資。歐盟以多元化方式擴大海外鋰礦供應來源、降低供應鏈安全風險,建立本土電池產業技術優勢并加強二次利用 ??梢钥闯?,鋰礦的供不應求態勢將進一步加劇各國對鋰資源的爭奪;隨著國際形勢緊張化,我國鋰資源進口高度依賴單一國家,潛在的供應風險有所顯現。
(三)正極材料、電解液等核心專利因布局較晚而成為產業發展短板
正極材料是鋰動力電池生產的關鍵,而三元正極材料相關核心專利由美國3M公司等掌握,國內外主流企業都需要購買專利授權;磷酸鐵鋰正極材料核心專利已被加拿大魁北克水電公司申請;電解液、隔膜基礎的專利也被日本、韓國企業注冊。我國企業開展關鍵材料的專利布局較晚,專利內容集中在功能、應用層面(如在配方比例上作調整和改良),在原始創新專利方面落后較多。國外企業依托其原始專利,逐步在鋰電關鍵材料方面構筑起專利“屏障”,不可避免地導致我國企業在參與國際市場競爭時處于劣勢地位;國外企業構建的專利布局不僅主導了利潤率最高的技術環節,相應技術體系也愈發難以規避 。
(四)關鍵材料及電池技術與國際先進水平存在差距,新興方向積累不足
雖然我國電池生產材料的產能規模居于世界前列,但高端產品與國外企業仍有差距。在高鎳三元正極材料方面,日本、韓國企業研發起步早,技術成熟度高,國內企業的產品性能、生產工藝相比之下存在差距;部分高性能正極材料前驅體、電池電解液功能添加劑等,仍部分依賴進口。國內電池企業在單體電池的能量密度、制造精度、溫度適應范圍等方面較國際市場先進水平存在一定差距。此外,受基礎研發不足因素制約,我國關鍵材料與電池技術體系的發展后勁不足,突出表現在新一代全固態電池方向的研發布局明顯滯后于日本豐田汽車公司等優勢企業,可能導致新興方向的技術與產品差距繼續拉大 。
(五)廢舊動力電池資源二次回收體系不完備,產業秩序有待規范
我國新能源汽車行業發展迅速,未來動力電池退役量將快速增長。中國汽車技術研究中心有限公司研究數據表明,2025年我國動力電池累計退役總量將比2020年增長近4倍。充分利用二次資源是緩解資源供應緊張的重要手段,但目前鋰動力電池回收規模較小,回收產業鏈體系尚未建立;回收產業集中度低,仍處產業秩序混亂階段。發布的動力電池回收管理辦法覆蓋度不足,因小企業分布分散而加大了監管難度。二次利用生產過程中分解出的氫氟酸和其他含氟化合物,相應的運輸、處置可能對環境產生腐蝕性和毒性,潛在的生態環保問題不容忽視。退役電池檢測沿用車用動力電池標準、檢測時間與資金成本高、電池殘值評估技術及人才儲備不足等,也是回收產業優質發展的阻礙。
我國鋰及其下游動力電池產業鏈發展對策建議
經研究提出我國鋰及其下游動力電池產業鏈發展建議,要注重頂層設計的完備性,形成全產業鏈一體化管理模式;合理加大資金支持力度,促進基礎研究與應用研究水平互促提升;鼓勵上、下游環節的企業開展合作,增強產業鏈協同效應;強化“產學研”合作,培育產業鏈復合型科技人才。具體如下:
(一)注重頂層設計的完備性,形成全產業鏈一體化管理模式
建議相關部委牽頭,組建國家鋰電產業鏈管理協調小組,鋰及其下游動力電池產業鏈各環節的重點企業密切配合。該小組負責掌握我國產業鏈各環節發展態勢,參與相關政策的制定、實施及評估,明確已建成重點平臺的實施情況、各環節發展制約因素等;密切關注國際產業鏈相關的技術發展動態、發布的政策措施、推出的重大平臺等,適時開展研討,剖析國內產業鏈短板及管理缺陷;有效整合資源并集中力量實施產業鏈薄弱環節突破,及時“補鏈”“強鏈”,形成全產業鏈一體化的高效管理模式。
(二)合理加大資金支持力度,促進基礎研究與應用研究水平互促提升
建議成立國家鋰及其下游動力電池產業鏈發展基金,針對產業鏈薄弱環節的基礎研究需求,持續性地給予投入支持;針對扶持項目,科學制定符合基礎研究特點的評價與考核機制,實行半彈性化、長周期的評估制度,適當降低評估頻率并精準實施分類評價,兼顧資金使用效率與激發創新活力。同步支持針對重點先進材料和鋰電技術應用的創新研究資源需求,鼓勵行業龍頭企業牽頭項目申報,逐步積累研發與生產經驗,實現基礎研究與應用研究的協調、連貫、互促。
(三)鼓勵上、下游環節的企業開展合作,增強產業鏈協同效應
建議國家鋰電產業鏈管理協調小組牽頭,搭建鋰及其下游動力電池產業鏈企業交流平臺,鼓勵國內鋰電產業鏈各環節企業加入;配套鼓勵政策,定期開展線下交流,促進鋰電產業鏈上、下游企業之間的技術交流與產業合作。注重上、下游企業的技術銜接與配套,促進上、下游企業開展生產技術合作,形成密切合作、協同創新、共生發展的產業鏈生態。
(四)強化“產學研”合作,培育產業鏈復合型科技人才
依托高校教育資源優勢,強化鋰及其下游動力電池產業鏈的學科體系建設,對照產業需求開展專業交叉融合,精準培養產業鏈復合型的技術與管理人才。依托國內不同區域的鋰資源稟賦,圍繞地質與環境、開發工程技術、資源綜合利用等方向,重組和優化國家重點實驗室,保障產業鏈上游基礎研究需求,匹配應用研究發展創新需要。鼓勵科研院所、高校積極實施技術成果轉化,支持企業研發中心與相關機構開展深度合作,促進以市場需求為導向的“產學研”合作及成果產出。(作者:邢佳韻,陳其慎,張艷飛,于汶加,龍濤,鄭國棟,王琨)