关键矿产：供应链、贸易流和增值

联合国贸易与发展会议 技术说明 关键矿物 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UNComtrade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 7注意,单位值被提供至处理阶段,这是由于用于电池材料、电池部件和电动车辆的HS6位数字级代码数据的聚合性质。 表1.选定关键矿产品在不同加工阶段的产品分类 锂 钴 石墨 原始矿物质或仅经 锂矿石和精矿以及碳酸锂 钴矿石和精矿 石墨片和制造人造石墨的 历的矿物质 原料 初始选矿 HS代码: HS编码:260500-钴矿石和精矿 HS代码: 253090-砷硫化物，明土，火山灰，地球 250410-粉末或薄片中的 颜色和其他矿物质，n.e.s。 天然石墨271312-石油焦，煅烧 283691-碳酸锂 270810-从煤焦油或其他矿物焦油中获得的沥青 加工矿物 锂加工和/或精制原料 钴加工和/或精制原料 人造石墨 HS代码: HS代码: HS代码: 282520-氧化锂和氢氧化锂 282200-钴氧化物和氢氧 380110人造石墨（不包括 化物；商业钴氧化物 干馏石墨、干馏碳和人造石墨 282739-氯化物（不包 制品，包括基于人造石墨的 括铵、钙、镁、铝、镍和 810520-钴磨砂和钴冶金的 耐火材料） 氯化汞） 其他中间产品；未锻造的钴；钴粉 282690-氟硅酸盐、氟铝酸盐和其他复合氟盐(不包括六氟铝酸钠“合成冰晶石”和汞的无机或有机化合物)282619-氟化物（不包括铝和汞） 锂 钴 石墨 电池材料 锂正极材料 钴阴极材料HS代码:284190-金属氧酸盐或过氧金属酸（不包括铬酸盐、重铬酸盐、过氧铬酸盐、锰酸盐、高锰酸盐、钼酸盐和tungstates“wolframantes”)285390-化学定义的磷化物（不包括磷铁）；无机化合物，包括蒸馏水或导电水及类似纯度的水，n.e.s.液体空气，是否已除去稀有气体；压缩空气；汞合金（不包括贵金属汞合金） 石墨阴极材料 HS代码: HS代码: 284290-无机酸或过氧酸的盐，包括化学定义的硅铝 854519-用于电气目的的石墨或其他碳电极（ 酸盐（不包括金属氧酸或 不包括用于熔炉的电极 过氧酸和叠氮化物，以及 ） 汞的无机或有机化合物）284169-锰酸盐、锰酸盐和高锰酸盐(不包括高锰酸钾)382499-化学工业或相关工业的化学产品和制剂，包括由天然产物混合物组成的产品，n.e.s. 电池组 电池和电池组的电池组件HS代码:850790-蓄电池的板，隔板和其他零件，n.e.s.850760-锂离子蓄电池（不包括废旧蓄电池） 电动汽车 电动和插电式混合动力汽车HS代码:870240-用于运输>=10人的机动车辆，包括驾驶员，仅具有用于推进的电动机870360-汽车和其他机动车辆主要设计用于运输10人，包括。旅行车和赛车，具有火花点火内燃往复式活塞发动机和电动机作为推进电动机，能够通过插入外部电源进行充电（不包括在雪地上行驶的车辆和副标题870310)的其他专门设计的车辆。870370-汽车和其他主要设计用于运输<10人的机动车辆，包括旅行车和赛车，具有柴油发动机和电动机作为推进电动机，能够通过插入外部电源进行充电（不包括车辆用于在雪上和其他特殊设计的副标题870310的车辆上行驶)870380-汽车和其他主要设计用于运输<10人的机动车辆，包括旅行车和赛车，仅具有用于推进的电动机（不包括在雪上行驶的车辆和其他特殊设计的小标题870310的车辆） 来源贸发会议根据联合国商品贸易中心的数据。 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。 图1.2022年锂沿EV价值链的贸易流动（美元） 来源：贸发会议秘书处根据联合国商品贸易中心的数据进行的计算。 Note：该数字显示了国家之间在进出口方面的贸易，但未提供有关单个国家内部当地生产的信息。贸易数据在以下6位级别HS代码中报告：253090、 283691（锂矿石和精矿以及碳酸锂）；282520、282739；282690；282619（加工和/或精炼原材料）；284290，284169、382499（锂正极材料）；850790、850760（电池和电池组的电池组件；以及870240、870360、870370、870380（电动和插电式混合动力汽车）。单位价值根据报告的贸易价值和数量计算。 图2.2022年电动汽车价值链中锂贸易流量占出口总值的份额（占出口总额的百分比） 来源：贸发会议秘书处根据联合国商品贸易中心的数据进行的计算。 Note：该图显示了价值链每个阶段的贸易占总出口价值的份额。这是基于以下6位数水平的HS代码中报告的贸易数据：253090、283691（锂矿石 和精矿以及碳酸锂）； 282520、282739；282690；282619（加工和/或精制原料）；284290、284169、382499（锂正极材料）； 850790，850760（电池和电池组的电池组件；以及870240、870360、870370、870380（电动和插电式混合动力汽车）。第一个节点代表原材料主要出口国的出口份额。 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。 9 10 11阿根廷在锂加工中的份额来自IRENA（2023）“能源转型的地缘政治：关键矿物”的估计。 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