鈷能讓電化學反應過程更加穩定，并提升動力電池的安全性。圖片來源：視覺中國

鈷是鋰電池中的重要材料，也是稀缺資源。據國際能源署預計，到2040年，鈷的需求量將較2020年增長約20倍。

隨著新能源汽車的快速發展，近兩年來，鈷的價格一路上揚。日前，由中國有色金屬工業協會主辦的2021年中國鎳鈷工業年會在浙江寧波舉行。《中國科學報》在會上獲悉，今年前三個季度，國內現貨市場鈷均價為35.7萬元/噸，同比上漲33.7%。

“歷史經驗和教訓表明，鈷價應穩字當頭并保持在相對合理區間，只有這樣，行業才能行穩致遠。”中國有色金屬工業協會副會長王健強調，要多渠道提高資源保障能力，強化鈷金屬循環利用技術研發和產業化。

2014年前未研究評估鈷

鈷與鎳總是相伴而生，這是因為鈷礦物大多數是鎳、銅等礦物的副產品。

隨著新興技術的崛起和低碳經濟發展的需要，對礦產資源的需求出現新的動向。未來的資源沖突可能更多集中于對某些非化石礦產的競爭，因為這些礦產資源使新興技術成為可能，或使低碳工業實現可持續發展，由此導致部分金屬需求出現大幅增長。

為此，世界多數國家適時將部分礦產資源列入戰略性礦產或關鍵礦產清單，為其國內外供應來源提供政策扶持。2018年，美國確定鈷為關鍵礦產，日本確定鈷為戰略性礦產，剛果(金)的《礦業法》將鈷確定為戰略性礦產。

據學者統計，2005~2018年，世界主要礦產資源國家共32篇頗具代表性和影響力的關鍵礦產目錄研究文獻發現，鈷被評估為關鍵礦產的次數為27次。

中國地質調查局發展研究中心副研究員余韻等人分析這些研究文獻發現，2014年前并未對鈷進行過研究評估。例如，美國國家科學委員會在2008年以及澳大利亞地球科學局在2013年都沒有研究評估過鈷。

“2014年后的14份文獻均研究評估了鈷，其中11份文獻認為，鈷屬于關鍵礦產，這與鈷在該時期的需求變化密切相關。”余韻說。

在我國，行業界一直非常重視鈷資源。早在2010年，中國有色金屬工業協會成立鈷業分會，協助政府實施行業管理和維護企業合法權益，推動行業和企業的健康發展。

鈷業分會秘書長徐愛東在接受《中國科學報》采訪時表示，相比成立于2020年的鎳業分會，鈷業分會成立時間整整早了10年。

我國第三輪《全國礦產資源規劃(2016~2020年)》戰略性礦產目錄共列入24個礦種，其中就包括鈷。第四輪全國礦產資源規劃已于今年開啟。在余韻看來，鈷礦的戰略地位和作用不斷提升，在新的第四輪全國礦產資源規劃中，應繼續將鈷保留在戰略性礦產目錄之中。

供應風險指數增幅最快

據統計，全球鈷資源總儲量長期保持在700萬噸左右，但高度集中，主要分布在剛果(金)、澳大利亞和古巴。2018年，這3個國家鈷資源儲量超過全球總儲量的74%。而我國鈷資源儲量僅占全球1%左右，鈷對外依存度達到90%以上。

余韻認為，受新能源汽車產業高速發展的影響，鈷資源需求量持續增長。

據統計，2006~2018年全球精煉鈷消費從5.4萬噸升至12.6萬噸，其中全球鋰電池的鈷需求量占總消費量的比重從30%升至60%。

根據自然資源經濟研究院《主要礦產品供需形勢分析報告(2020年)》，2002年以前，美國是全球第一鈷消費國;2002~2006年，日本接替美國成為世界第一;2007年至今，我國一直穩居世界第一。據統計，2020年表觀消費量9.2萬噸，是2006年全球消費量5.67萬噸的1.62倍。

“目前三元鋰電池基本都是含鈷的，它的裝機量在新能源汽車產業占到 ‘半壁江山’。”北方工業大學汽車產業創新研究中心研究員張翔介紹，鈷讓電化學反應過程更加穩定，并提升動力電池的安全性。

然而，余韻等計算2014年至2018年鈷的關鍵性指數發現，鈷的供應風險指數增幅最快。

不過，正如徐愛東所說，不需要過分擔憂。“鈷對外依存度高的國家并不只有我國。”她表示，2017年，美國、歐盟、英國和日本進口依存度分別為72%、32%、100%和100%。

此外，南京大學現代工程與應用科學學院教授周豪慎告訴《中國科學報》，部分動力電池使用含鈷的三元材料，但不含鈷的高鎳正極NCA等在國內外均走向應用，其他無鈷正極的研發也越來越多。

“鈷資源短缺對鋰電池有一定影響，但不會很大。”周豪慎說。

循環利用與研發冶煉同時發展

鈷主要以銅、鎳的伴生資源形式存在，鎳鈷伴生礦占據50%的鈷儲量，銅鈷伴生礦占據44%的儲量，而原生鈷儲量僅為6%。因此，“鈷的供應程度受限于銅、鎳礦的開采”。北京科技大學冶金與生態工程學院教授馬保中撰文介紹道。

余韻調查發現，銅和鎳低于鈷增長率，“說明鈷的增長來自小型傳統礦山和回收礦石”。

既然鈷資源極其稀缺且需求量極大，是否有替代資源呢?

其實，產業界和學術界已經開始關注降低鋰電池中鈷含量的問題。“雖然鈷具備被其他礦產替代的可能性，但替代的結果將導致最終產品的成本增加或性能降低。

余韻判斷，鈷化學品在短期內會繼續成為新能源電池行業的首選品，其可替代性極差，中期內不太可能出現被全面替代的局面。

徐愛東向《中國科學報》介紹，行業少鈷或無鈷的聲音出現在鈷價高、鎳價相對較低時，如2017年至2018年期間，鈷價達到約60萬元/噸、鎳價只有10萬元/噸左右。但她表示，降鈷價是未來的趨勢。

目前，再生鈷的主要來源是從合金邊角料、廢舊電池和電池生產過程的殘次品中回收。“未來最大的再生鈷增量主要來自新能源汽車的動力電池。”余韻表示，2020年前，新能源汽車動力電池再生鈷與新增礦山鈷相比較，其數量較小，以致在統計上可以忽略不計。

不過，2021年情況有所改觀。徐愛東介紹，今年國內鈷產量約12萬噸，其中2.5萬噸來自于再生鈷原料，占總產量的20%。

在國內需求逐漸增加與外部因素導致進口不穩定的雙重壓力下，我國的鈷資源供應安全成為各界高度關注的話題。在馬保中看來，未來還需“兩條腿”走路，不僅要開發針對復雜鈷礦物冶煉的新技術，還要注重從二次資源中回收鈷。

實際上，我國鈷產業創新發展貫穿始終，已形成具有相對優勢的完整產業鏈和規模。未來既要鞏固并擴大相對優勢，同時依然要依靠創新原動力。王健認為，要加強科技創新，瞄準新能源產業科技前沿，不斷提升鎳鈷材料高質量供給能力，支撐電池材料可持續發展，增強產業韌性和競爭力。

在此基礎上，“遵循產業細分特點，加快培育眾多‘精專特新’‘單項冠軍’‘小巨人’企業。”王健說。