挪威磷酸盐储量如何助力电动汽车革命

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  • 挪威新发现的磷酸盐岩可能对电动汽车行业产生重大影响。

  • 磷酸盐是锂离子电池使用的一种关键材料,电动汽车行业对它的需求正在快速增长。

  • 沉积岩中发现的磷元素只有10%适合用于制造磷酸铁锂(LFP)汽车电池所需的高纯度磷酸。

  • 这一发现仍处于早期阶段,但有望成为电动汽车行业的一项重大突破。

地质学家正在各地寻找电池材料之际,一项磷酸盐岩的重大发现可能对电动汽车行业产生重大影响。这些储量由英挪合资企业Norge Mining在挪威西南部罗加兰郡发现,至少相当于700亿吨。

这与我们已知的全球储量710亿吨非常接近。

磷酸盐是某类锂离子电池(称为“LFP”)使用的一种关键材料,对这类电池及其基础材料磷酸盐的需求正在快速增长。因此,一些评论人士提出,这处新矿床可能满足全球未来半个世纪的磷酸盐岩需求,这一说法意义重大。

在这项发现出现之前,仅有五个国家控制着全球储量的85%,其中摩洛哥独占70%。不过,目前开采磷酸盐岩最多的国家是中国,2021年产量达8500万吨,其次是摩洛哥,产量为3800万吨。

这种分布不均尤其令未能从中受益的国家和地区担忧,因为磷酸盐岩被视为“关键材料”。关键材料是指具有重要经济价值、但可能突然供应中断或普遍供应短缺的元素。

磷元素(磷酸盐是其天然存在形式)列入了欧洲关键材料清单。在英国,磷酸盐岩虽未列入关键材料清单,却被列入关注材料“观察名单”。

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粮食与汽车之争

这项新发现或可避免一场迫在眉睫的农业与电动汽车之间的冲突,缓解对稀缺磷酸盐的争夺;这一局面或许会让人联想到“粮食还是燃料”的两难,因为生物燃料正在与农业争夺土地。目前,约90%的磷酸盐产量用于农业肥料(磷是氮磷钾肥料中的“磷”元素)。

需求旺盛:农民和汽车制造商都需要磷酸盐岩。Image: Aleksandr Pobedimskiy / shutterstock

运输业的要求更为严格:沉积岩中发现的磷元素只有10%适合用于制造这些LFP汽车电池所需的高纯度磷酸。或许,挪威的新储量意味着农业和运输业都能获得所需的磷酸盐。

此前,人们更关注其他锂离子电池制造方式,这些电池使用镍以及钴、锰或铝等材料。相同重量下,这类电池储能更多。然而,它们本身也依赖其他关键元素(例如,钴主要产自刚果民主共和国)。

相比之下,制造LFP电池所用材料相对廉价且储量丰富——业内有人开玩笑地称其为“铁锈和肥料”电池。埃隆·马斯克表示,他的公司特斯拉计划将更多汽车转向使用LFP电池,这类电池对于中续航电动汽车和固定式储能而言,性能足够适用,而且这种性能会随时间推移而保持。

此外,人们普遍认为它们更安全,充电速度快,而且与其他电池不同,可以充至100%而不损耗使用寿命。

中国汽车制造商比亚迪近期超过特斯拉,成为电动汽车销量最高的企业。图中汽车使用的是LFP电池。Image: Pond Thananat / shutterstock

虽然LFP电池所用材料的性能(按单位重量的储能量计算)不及镍基电池,但汽车制造商尝试通过减轻电池其他部件的重量来解决这一问题。这也可能有助于提高这些电池的可回收性。

不过,LFP电池还面临另一项挑战。由于制造这类电池的材料便宜得多,回收商在电池寿命终止时可回收的价值较低,因此回收这类电池的经济可行性更具挑战。

国际能源署表示,LFP电池用于全球30%的新售电动汽车,而这30%的电动汽车几乎全部产自中国。预计LFP电池市场将从2021年至2028年期间由100亿美元(78亿英镑)增长至500亿美元(390亿英镑)。在此背景下,挪威的这一发现可能会给欧洲汽车制造商带来巨大助益,因为一种关键电池材料或许就近在咫尺。

话虽如此,从发现资源到投入生产始终要经历漫长过程,找到资源只是万里长征的第一步。尽管这项发现令人欣喜,要让电池行业受益于这项资源,还有许多工作要做。

如果进一步勘探取得有利结果,挪威计划加快矿山建设,预计于2028年投产。因此,或许在未来十年内的某个时候,你就能乘坐一辆由挪威磷酸盐支持储能系统的电动汽车,开启人生首次旅程。

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