鋰礦產的政治地位:華盛頓重塑關鍵礦物主權的戰略布局

全球電池供應鏈的脆弱性與美國的政策應對

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撰稿人:Lia / 責任編輯:Zaphyra

2021年2月24日,美國總統拜登簽署了一項名為「美國供應鏈」的行政命令(Executive Order 14017),指令聯邦政府對四個關鍵領域的全球供應鏈展開為期100天的全面審查,其中包括半導體、藥品、稀土等關鍵礦物,以及電動汽車所使用的高容量電池。這項命令的頒布,標誌著華盛頓的政策重心,正從傳統的自由市場全球化,轉向對國家經濟安全與地緣戰略韌性的高度關切。其核心動因,直指以鋰為代表的關鍵礦物供應鏈,在過去數十年中,已高度集中於地緣政治競爭對手—特別是中華人民共和國所引發的深層憂慮。鋰,這個化學週期表上最輕的金屬元素,已然成為21世紀能源轉型與科技競爭的戰略支點。

全球鋰資源的地理分佈與其加工環節的產業佈局,呈現出一種高度分離且結構性失衡的局面。在供應鏈的上游開採端,澳大利亞以鋰輝石硬岩礦的形式,成為全球最大的鋰原料生產國;而在南美的「鋰三角」地帶(阿根廷、智利),則以鹽湖滷水提取的方式進行大規模開採。然而,美國本土的開採與加工量僅佔全球總量的約1%。更為關鍵的是,在供應鏈的中游精煉與加工環節,中國形成了壓倒性的主導地位。數據顯示,全球約三分之二的鋰,以及超過70%的鈷(電池正極的另一關鍵材料),皆在中國境內進行精煉與加工。此外,中國在全球鋰電池製造市場的佔有率也遙遙領先。這種從礦物精煉到電池生產的垂直整合能力,賦予了北京在全球能源轉型浪潮中巨大的產業影響力與潛在的戰略籌碼。

拜登政府的行政命令,正是對此一「戰略脆弱性」的直接回應。隨著全球主要經濟體紛紛設定碳中和目標,電動汽車市場正迎來指數級增長。根據摩根士丹利的預測,即便當時電動車在美國汽車市場的佔有率僅約2%,但預計到2025年將增長至10%。一輛電動汽車電池所需的鋰,是智慧型手機的數千倍,這種「量級」上的躍升,正對全球鋰供應構成巨大壓力。然而,一座新的鋰礦從勘探到投產,通常需要4至7年,而一座電池工廠的建設週期僅需24個月。這種時間上的錯配,加劇了供應鏈的緊張態勢。華盛頓的政策意圖,旨在透過政府力量,激勵國內探勘、簡化審批流程,並聯合盟友(如澳洲、加拿大與歐盟),共同建立一個不依賴單一國家、更具安全性與可持續性的替代供應鏈。這不僅是一項產業政策,更是一場旨在重塑全球關鍵資源版圖的長期地緣經濟布局。

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Lia. Independent Media 台北報導

在21世紀的第三個十年,全球地緣政治的競爭場域,正從傳統的軍事與意識形態對抗,迅速擴展至構成現代經濟命脈的技術與資源領域。2021年2月24日,美國總統拜登在白宮橢圓形辦公室簽署的第14017號行政命令,便精準地標示出這場無聲競逐的核心— —全球供應鏈的韌性與安全。該命令要求對半導體、高容量電池、藥品及關鍵礦物這四類產品的供應鏈,進行為期一百天的跨部門審查,其背後所投射的,是美國對於自身在這些領域,尤其是對中國高度依賴的「戰略脆弱性」所感到的深切不安。

在這份清單中,高容量電池及其核心元素「鋰」,佔據了極其關鍵的位置。鋰,這個元素週期表上排名第三、最輕的金屬元素,因其獨特的電化學特性— —極高的能量密度與優異的可充電性— —已成為驅動從智慧型手機、筆記型電腦到電動汽車乃至電網級儲能系統的絕對核心。隨著全球應對氣候變遷的努力推動能源經濟向「電氣化」深度轉型,誰能掌握鋰的供應,誰就將在全球新一輪的產業革命中,佔據至關重要的戰略高地。拜登政府的行政命令,不僅僅是一項內部的政策審查,它更像是一份公開的宣言,宣告美國將傾其國家力量,試圖扭轉在過去二十年間,於全球鋰資源供應鏈上逐漸被邊緣化的不利局面。

白色石油:鋰的化學優勢與應用演進

鋰之所以被譽為「白色石油」,源於其無可替代的物理與化學性質。德州大學奧斯汀分校的電池研究學者桂華·宇博士(Dr. Guihua Yu)指出,鋰離子極其微小且輕盈,這使得它們在電池充放電過程中,能夠在正負極之間快速、穩定地穿梭移動,從而實現高效的能量轉換與快速充電。同時,其極輕的重量意味著,在極小的體積與重量內,可以儲存大量的能量。這兩個特性—高能量密度與高可充電性—的結合,讓鋰基電池成為了可攜式電子設備與電動交通工具的理想選擇。

在所有電池內部,正極(cathode)與負極(anode)是兩個主要組成部分。在鋰離子電池中,當電力被使用時,攜帶電荷的鋰離子從負極移動至正極;而在充電時,它們則返回負極。由於鋰離子體積小且性質穩定,這個過程可以重複數百甚至數千次而損耗極低,確保了電池擁有長達數年的使用壽命。

儘管鋰元素早在1817年就被發現,但人類花費了超過一個半世紀的時間,才將其應用於主流商業電池技術。直到1990年代,日本索尼公司(Sony)率先將新型的輕量化鋰離子電池應用於其手持式攝影機(Handycam)的設計中,取得了巨大的商業成功。此後,可充電鋰電池迅速普及至筆記型電腦和智慧型手機,成為行動科技革命的基石。而今,隨著風能與太陽能等間歇性能源在電網中的佔比日益提高,大規模的鋰電池儲能系統,也成為維持電網穩定的關鍵技術。

Benchmark Mineral Intelligence的分析師西蒙·摩爾斯(Simon Moores)精準地指出了需求的量級變化:「人們現在及未來所需的鋰,遠超過去。因為我們正從手機大小的鋰電池,轉向汽車大小的鋰電池。電動汽車的整個底盤,就是一塊巨大的鋰離子電池組。這是一個數量級上的躍升,因此,你也需要一個數量級以上的鋰供應。」

全球供應鏈的結構性失衡

當需求呈現指數級增長時,全球鋰供應鏈的脆弱性與地緣政治風險便暴露無遺。目前,全球鋰供應鏈呈現出一種極不均衡的啞鈴狀結構:上游的礦物開採與下游的電池製造分佈在不同國家,而中間最關鍵的精煉與化學品加工環節,則高度集中在單一國家手中。

在開採端,全球最大的鋰原料供應國是澳大利亞,其主要通過開採一種名為鋰輝石(spodumene)的硬岩礦物來獲取鋰。而在南美洲,以智利和阿根廷為核心的「鋰三角」,則利用其廣闊的鹽湖,通過將地下滷水泵送到地面,利用太陽能進行蒸發濃縮來提取鋰。然而,美國,這個全球最大的經濟體和汽車消費市場之一,其本土開採和加工的鋰,僅佔全球供應的約1%。

與上游開採的相對分散不同,中游的精煉加工環節呈現出驚人的集中度。根據數據分析,全球約三分之二(約65%)的鋰化合物(如氫氧化鋰和碳酸鋰)是在中國境內完成精煉和加工的。此外,中國還控制著全球約77%的電池電芯產能和60%的電池正負極材料產能。這種從原料精煉到最終產品製造的強大垂直整合能力,是北京在過去二十年通過持續的國家產業政策、補貼以及相對寬鬆的環保法規,精心構建起來的戰略優勢。

這種高度依賴,意味著從華盛頓、東京到布魯塞爾的汽車製造商,其電動化轉型的命脈,在很大程度上掌握在北京手中。美國政府在多份報告中明確指出,這種對海外單一來源的依賴,構成了一種「戰略脆弱性」,一旦出現地緣政治緊張、貿易爭端或供應中斷,將對美國的國家安全與經濟競爭力造成嚴重衝擊。

華盛頓的應對:從政策到現實的距離

拜登政府的行政命令,正是試圖彌合這一戰略鴻溝的起點。其政策工具箱主要包含幾個方面:首先,是刺激國內勘探與開採。美國地質調查局的數據顯示,美國本土擁有相當可觀的鋰資源儲備,主要分佈在內華達州、加州、阿肯色州以及曾是鋰礦開採重鎮的北卡羅來納州「錫-鋰輝石帶」。像Lithium Americas和Piedmont Lithium等公司,正在積極推進新的開採計畫。

其次,是重建國內的加工與精煉能力。這不僅需要巨額的資本投資,更需要克服技術與環保方面的挑戰。鋰的精煉過程耗水耗能,且可能產生污染,在美國嚴格的環保法規下,新專案的審批流程往往曠日持久,並時常面臨來自當地社區和環保組織的法律挑戰。

最後,是加強與盟友的合作,建立所謂的「友岸外包」(friend-shoring)供應鏈。美國正積極與澳大利亞、加拿大、日本、韓國以及歐盟國家協調,試圖建立一個價值觀趨同、規則透明、風險可控的替代性關鍵礦物供應網絡,以降低對中國的集體依賴。

然而,從政策宣示到形成有實質意義的產能,中間存在著巨大的時間差。正如業界專家所指出的,建設一座新的鋰礦需要4到7年,而建設一座電池工廠只需要24個月。在電動汽車需求急速爆發的當下,供應鏈的各個環節「生活在不同的時區」。在短期內,全球市場對於鋰的渴求,仍將使供應鏈的既有主導者處於極為有利的位置。

因此,這場圍繞「白色石油」的全球布局,註定是一場需要極大耐心與戰略定力的長期競逐。它不僅關乎誰能製造出更多的電動汽車,更深層次地,它關乎未來全球能源體系的構建權、先進製造業的領導權,以及在一個日益複雜的國際環境中,一個國家維護其經濟主權與戰略自主的能力。

資料來源

The White House: Executive Order on America's Supply Chains
https://www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/02/24/executive-order-on-americas-supply-chains/

U.S. Department of Defense: DOD Releases Report on Strategic and Critical Materials
https://www.defense.gov/News/Releases/Release/Article/2513920/dodd-releases-report-on-strategic-and-critical-materials/

Reuters: Biden orders review of U.S. supply chains for chips, critical minerals
https://www.reuters.com/business/biden-orders-review-us-supply-chains-chips-critical-minerals-2021-02-24/

Bloomberg: Biden Orders Broad Review of U.S. Supply Chains to Counter China
https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-02-24/biden-to-order-broad-review-of-u-s-supply-chains-to-counter-china

U.S. Geological Survey: Mineral Commodity Summaries 2021 (Lithium Section)
https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-lithium.pdf

The Wall Street Journal: Biden Orders 100-Day Review of Supply Chains
https://www.wsj.com/articles/biden-to-order-100-day-review-of-supply-chains-11614182400

Associated Press: Biden signs order to shore up US supply chain for vital goods
https://apnews.com/article/joe-biden-business-jen-psaki-coronavirus-pandemic-d27370a256930d01f92c3a504a3ed201