十年前，汽車行業(yè)無法預(yù)見半導(dǎo)體短缺會(huì)干擾汽車生產(chǎn)。但我們可以預(yù)測(cè)，從現(xiàn)在開始的十年間，汽車制造商可能會(huì)面臨電動(dòng)汽車電池和其他必要組件所需材料的短缺。謝謝短缺的出現(xiàn)甚至可能比我們預(yù)測(cè)更早。
車輛中電子設(shè)備含量的增加已將汽車公司與半導(dǎo)體行業(yè)緊密聯(lián)系在一起。2020年，半導(dǎo)體制造商預(yù)計(jì)第四季度將出現(xiàn)季節(jié)性疲軟，但并未增加產(chǎn)量。所以當(dāng)汽車需求突然激增時(shí)，芯片制造商便無法迅速做出反應(yīng)。除了供應(yīng)鏈問題之外，半導(dǎo)體需要18周才能建成，這也是構(gòu)成現(xiàn)狀的另一個(gè)原因。汽車制造商現(xiàn)在正與大量芯片購買者（例如消費(fèi)電子公司）競(jìng)爭有限的芯片供應(yīng)。
從純供求的角度來看，材料是相似的。現(xiàn)在，向零排放汽車的過渡使，推動(dòng)諸如石墨，鈷，鎳和錳等材料進(jìn)入了汽車制造商的視線。IHS Markit表示，預(yù)計(jì)到2020年，電動(dòng)汽車的需求將達(dá)到近250萬輛 ， 然后到2021年將增長約70％。用于電動(dòng)汽車電池的材料并不容易獲得。用于鋰離子電池陽極的石墨最早可能在明年變得稀缺。
根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Verified Market Research的數(shù)據(jù)，2019年全球電動(dòng)汽車電池市場(chǎng)規(guī)模為351億美元，預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到1334億美元 。根據(jù)Benchmark Mineral Intelligence的報(bào)告，電池行業(yè)對(duì)石墨的需求預(yù)計(jì)每年將以每年30％的速度增長，直到2022年出現(xiàn)赤字 。
國際原材料開發(fā)公司Almonty的 首席執(zhí)行官Lewis Black解釋說，很難找到符合稀土元素（REE）要求的石墨和材料 ，因?yàn)檫@很難從地下提取 。像半導(dǎo)體工廠一樣，礦山需要數(shù)十億美元的投資和數(shù)年的建造時(shí)間。
Black說：“稀土元素?zé)o處不在，但它們沒有在環(huán)保管轄區(qū)開采的原因是它們需要一定程度的滲水，這使得開采它們變得骯臟。” “沒人希望它們出現(xiàn)在他們的后院。這些礦山的房屋價(jià)格低廉，比起美洲和歐盟，受社區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的影響較小。”
中國幾乎開采和出口了17種稀土元素。Black解釋說，隨著中國繼續(xù)建立自己的高科技生態(tài)系統(tǒng)，中國可能會(huì)決定出口稀土不符合該國的最大利益。“如果他們決定不出口，那你就無能為力了。”他說。
這是美國在審查美國供應(yīng)鏈時(shí)將要研究的問題之一 。根據(jù)行政命令，拜登政府希望評(píng)估美國對(duì)外國供應(yīng)和服務(wù)的依賴程度。另外，國會(huì)正尋求通過《美國CHIPS法案》將半導(dǎo)體制造推向岸上 。
專注于石墨
美國無法生產(chǎn)石墨，由于其在國家安全中的重要性及其供應(yīng)鏈的脆弱性，政府已將其指定為重要礦物。Benchmark估計(jì)，到2028年，鋰離子電池負(fù)極材料所需的石墨數(shù)量將猛增至175萬噸，比2017年增加9倍。
錫蘭石墨首席執(zhí)行官Bharat Parashar解釋說，石墨的限制就是材料的純度 。在斯里蘭卡發(fā)現(xiàn)了世界上最高等級(jí)的石墨。錫蘭石墨礦在那里開采，并已投資于環(huán)保和可持續(xù)的運(yùn)營。
他解釋說，要想使可再生能源取得成功，儲(chǔ)存至關(guān)重要。當(dāng)前的技術(shù)表明，所有儲(chǔ)能產(chǎn)品都需要石墨作為陽極。因此，正在尋找電動(dòng)汽車電池/儲(chǔ)能電池的汽車制造商將面臨原材料競(jìng)爭。
“當(dāng)?shù)谝淮斡懻揫美國對(duì)外國資源的依賴]時(shí)，它采取了一種更廣泛的方法來尋找國內(nèi)產(chǎn)品，”Black解釋說。當(dāng)前的倡議正在研究聯(lián)盟。
“乍看之下，孤立的方法看起來并不那么好；開發(fā)一個(gè)礦山需要很長時(shí)間。僅在某些地區(qū)獲得許可證需要5年時(shí)間。對(duì)美國友好的公司有更多選擇。在十年之內(nèi)，您可能會(huì)擁有強(qiáng)大而多樣化的競(jìng)爭性供應(yīng)鏈。您不能使自己的客戶處于不利地位，因?yàn)槟鸁o法在價(jià)格上具有競(jìng)爭力。”
科技應(yīng)該進(jìn)入采礦業(yè)嗎？
如果全球合作伙伴還不夠，擁有電池大廠或大量使用電池原材料的公司應(yīng)考慮縱向整合，即購買采礦業(yè)務(wù)。“例如，特斯拉（Tesla）從事電池/儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，并打算建造大型工廠來生產(chǎn)自己的電池/儲(chǔ)能電池，如果他們希望所有計(jì)劃實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，那么絕對(duì)應(yīng)該考慮購買原材料來源。”
創(chuàng)始人埃隆·馬斯克（Elon Musk）認(rèn)為，特斯拉除了價(jià)格更實(shí)惠的電動(dòng)汽車外，還將在可持續(xù)能源和存儲(chǔ)方面發(fā)揮重要作用。馬斯克計(jì)劃逐步淘汰在其電池陰極中使用鈷，轉(zhuǎn)而使用磷酸鐵，鎳作為另一種陰極原料，后者高度集中在印度尼西亞，俄羅斯，加拿大和菲律賓。
根據(jù)帕薩爾的說法，馬斯克還以大型項(xiàng)目（例如SpaceX）而聞名，他愿意放棄典型的供應(yīng)鏈實(shí)踐可能是其中一些轉(zhuǎn)型策略成功的唯一途徑。
例如，如果要實(shí)現(xiàn)到2030年擁有至少1.5億輛電動(dòng)汽車的全球計(jì)劃，那么世界將需要約1000萬噸精煉石墨（至少12.5毫米粗石墨）和幾乎相同數(shù)量的其他關(guān)鍵礦物供不應(yīng)求。
“周圍會(huì)有足夠的產(chǎn)品嗎？不，沒有考慮到足夠的發(fā)展。”他說。
在電子行業(yè)中，垂直集成再次盛行。電源管理公司Vicor Corp.擴(kuò)大了其在馬薩諸塞州安多佛的工廠，以便可以控制其流程和設(shè)計(jì)。高管們表示，Vicor將以更低的成本和更高的質(zhì)量更快，更高效地生產(chǎn)電力產(chǎn)品。
“對(duì)于像Musk或[Jeff] Bezos這樣的人，可以想象，如果他們需要稀缺的原材料來生產(chǎn)各種產(chǎn)品，他們可能會(huì)-而且在我看來，他們必須-獲取貨源。” “如果要成功，無論您在談?wù)撌裁丛兀夹枰v向整合。”
去年，基準(zhǔn)董事總經(jīng)理西蒙·摩爾斯（Simon Moores）告訴美國議員，那些控制這些關(guān)鍵原材料的人以及擁有制造和加工專門知識(shí)的人將保持21世紀(jì)汽車和能源存儲(chǔ)行業(yè)的工業(yè)力量平衡。