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過去十年來,電池技術的進步讓電動汽車的價格逐步往下調降,大大提升了在造價與性能上與燃油汽車一較高下的競爭力,也推高了電動汽車的市佔率。根據《華爾街日報》(The Wall Street Journal)的報導,2021年全球電動車的銷售量較前一年成長了112%,達到630萬輛。
但這一切可能在今年逆轉。今年3月間,特斯拉(Tesla)創辦人伊隆.馬斯克(Elon Musk)連續在推特上提到通膨的壓力。與此同時,特斯拉也在各個市場調漲了售價,幅度約在兩、三千美元左右。台灣特斯拉入門款Model 3 的建議售價也調高8萬到11萬不等。
漲價原因除了新冠肺炎疫情造成的缺工、晶片短缺,另一個重要因素是電池成本的大幅攀高。俄羅斯入侵烏克蘭的戰爭爆發後,電動車電池必須用到的稀有金屬,價格更是呈現狂飆狀態。
電動車電池關鍵材料鎳、碳酸鋰價格均大漲
電動車所用的電池包括4個部分:正極、負極、隔離膜與電解液。其中正負極材料合計佔成本的6成。目前主流的電動車電池多為三元聚合物鋰離子電池,正極材料除了鋰,還有鎳、鈷、錳或鋁等幾種金屬構成,依據不同的電池化學而有不同的比例調配。但在這些金屬中,以鎳的需求最大。
根據CNBC的報導,這幾年來,電動車製造商發現提高鎳的佔比,可以提升電池的能量密度,延長車輛的續航里程,因此目前多數電池鎳的佔比都達到6成,如果要降低鈷的用量,有時佔比還會更高。
根據Trading Economics的數據,電池級的碳酸鋰價格不僅在2021年暴漲近五倍,更在今年三月觸及每公噸50萬人民幣的歷史新高。
烏克蘭戰爭爆發後,鎳的現貨價格也在一星期內從每公噸兩萬多美金一度衝高到十萬美金,導致市場大亂,倫敦金屬交易所甚至不得不暫停交易,並數度放寬漲跌幅限制來因應。至於原本就屬最昂貴的鈷,期貨價格目前則是每公噸約八萬美金,創下2018年以來的新高。
電動車業者絞盡腦汁開發新材料,利用鐵、鈉等原物料
為了降低供應鍊的風險,電動車製造商也是絞盡腦汁。採取的對策包括直接找礦業公司合資買礦、加強電池回收等等。同時也從研發下手,開發新的電池化學,降低對稀有金屬的依賴。其中包括兩項重要技術的開展。
一,磷酸鐵鋰離子電池(LFP),使用低廉的鐵
磷酸鐵鋰離子電池(LFP)就是這一連串努力的產物之一。這種電池在正極當中使用價格低廉且取得容易的鐵,不含價格較高的鎳和鈷,雖然有能量密度略低、續航里程略遜於三元鋰電池的缺點,但依然受到電動車製造商的青睞。特斯拉就在2021年底宣布旗下的標準里程(standard range)車型將全數從三元鋰電池改採磷酸鐵鋰離子電池。
在全球新能源車最大市場的中國,官方數字顯示,2021年電動車電池的生產已經有過半是磷酸鐵鋰離子電池,比例達到57%。
二,鈉離子電池,取代鋰離子來攜帶電流
除了磷酸鐵鋰電池,全球最大的新能源電池製造商寧德時代(CATL)也從電解液著手,2021年七月顛宣布推出一款鈉離子電池,以鈉離子取代鋰離子來攜帶電流。雖然這種電池能量密度有待提升,但日後或許能與鋰離子電池做互補的運用。
無論是新技術的研發、或者是新礦區的探勘和開採,往往都需要數年的時間。《紐約時報》(The New York Times)就分析,鎳、鈷、鈀、甚至銅等金屬,已經是公認轉型至新能源、減緩氣候變遷的必要資源。經過短期震盪後,稀有金屬價格將繼續維持在高檔且供不應求,這些因素恐怕將持續讓電動車市場罩上陰影。然而,關鍵原物料的高漲,也將刺激未來新技術的發展,對產業長期將是利多。
資料來源:華爾街日報、紐約時報、CNBC、日經中文網