電動車戰略升級:電池回收成主要經濟體對抗稀土壟斷的重要手段

作者 | 發布日期 2024 年 10 月 18 日 8:00 | 分類 科技政策 , 能源科技 , 鋰電池 line share Linkedin share follow us in feedly line share
電動車戰略升級:電池回收成主要經濟體對抗稀土壟斷的重要手段


隨著電動車(EV)產業與可再生能源技術的興起,全球對於稀有金屬的需求持續攀升。由於稀土元素在電池、風力發電機、太陽能板與其他高科技設備中的重要性,稀土已成為國際能源市場競爭中的戰略性資源。然而,全球稀土資源分布不均,且供應鏈高度依賴中國,這使得其他國家愈發重視稀土回收技術的發展,以降低對中國供應的依賴並解決資源壟斷的問題。

全球稀土資源目前分布呈現高度集中的趨勢,其中,中國擁有全球已知約 44% 稀土儲量,並掌握了全球約 70% 的稀土礦產開採權、89% 的分離加工能力​;越南和巴西分別擁有全球約 22% 和 21% 的稀土儲量,而其他國家如俄羅斯、印度、澳洲、美國等也擁有部分稀土資源,但相較之下,先進國家的稀土生產量與分離加工能力遠遠落後於中國​。

2023 年底,中國宣布禁止稀土元素的萃取和分離技術出口。這項禁令不僅影響了稀土的全球供應鏈、也限制了其他國家發展稀土加工技術的能力。由於中國負責全球近 90% 的稀土加工及分離業務,這一禁令使得美國及歐洲國家無法輕易從中國獲得加工技術;而 2024 年 10 月 1 日,北京的新命令生效:稱中國領土內所有的稀土資源接屬國有,這進一步限制了中國領土內的稀土開採、流通、管理。

這些強勢的管理作為,讓其他在稀土優勢面不強的已開發國家產生擔憂,因此如日本、歐盟、美國之類的主要經濟體,除了找到更多來源、開發能減少稀土應用的技術外,他們也選擇花費鉅資探索、開發稀土的回收技術,以避免遭受稀土資源壟斷的打擊──這之中,電池製造與稀土回收技術,就是他們目前迫切提升技術的目標之一。

▲ 全球電池需求成長幅度。(Source:Strategy&

日本:提高自給率保障經濟

日本本身就是高度依賴稀土進口,即便日本電動車普及率不及其他已開發國家高,但由於 Toyota 集團從 1997 年開始使用油電車技術,因此日本也很早就在電池上有發展。該國從 2010 年開始銷售純電動車、同時也開始推動電池回收技術的發展。由於純電車的銷售率逐步提升(但在今年下降),目前每年有 2 萬台純電車的鋰電池達到報廢期,預計到 2030 年將會增加到 15 萬輛。

日本最大火力發電企業 JERA,也同時發展從純電車的二手電池中回收稀土的技術,該公司目前已經成功地從二手 EV 電池中回收約 90% 稀有金屬、並計劃於 2030 年在日本設立專用工廠。由於日本約有 8 成的二手 EV 會出口,這背後也隱含著日本擁有的進口稀土就這樣流出海外,因此日本也需要倚靠這類技術「留住」稀土。此外,JX 金屬與住友金屬礦山等公司也投入大量資源,改進傳統回收技術,以達到更高的回收效率與環保標準。

根據日本綜合研究所(NRI)的預測,到 2050 年日本二手電池再利用與回收市場規模有望達到約 2.4 兆日圓。然而,日本回收法規的完善與執行進度相對緩慢,可能導致市場潛力無法完全釋放,因此日本綜研警告:「如果繼續這樣,潛在市場可能會因此流失。」

歐洲:靠政策驅動市場規模

歐盟在 2023 年加強了電池回收的法規要求,設立了針對二手純電車電池材料再利用率的目標,並要求到 2031 年達到 70% 的回收率​。為了因應歐盟的相關法規,預計到 2030 年,整個歐盟市場將需要超過 20 億歐元的相關投資,並在 2035 年前再投入 70 億歐元。

歐盟的電池回收政策自 2018 年起就開始制定框架,並於 2023 年進行了大幅度修訂。此次修訂主要針對電池回收效率、稀土再利用比例以及廢舊電池的處理標準。根據新規定,所有電動車製造商需負責廢舊電池的回收與再處理,且到 2030 年,所有電池產品中必須有至少 25% 的關鍵礦物來自回收材料。這項規定不僅加速了稀土回收技術的研發,同時也推動了歐洲電池回收產業的快速成長。

歐洲的電池回收市場目前主要集中在德國、法國與北歐國家。這些國家擁有較為成熟的回收技術與基礎設施,並積極引入新技術以提升稀土回收效率。例如,德國知名回收企業 UMICORE 與 BASF 正利用新型化學處理技術與自動化分離技術,獲取 95% 以上的稀土回收效率。法國研究機構 CEA 開發了一種新型溶劑,可以在常溫常壓下高效分離出廢舊電池中的稀土元素,相較於傳統技術,能減少約 50% 的功耗。此外,德國弗萊貝格工業大學(TU Bergakademie Freiberg)與瑞士聯邦材料測試與研究所(EMPA)正在研究一種全新的自動化回收技術,透過自動機械臂的輔助與人工智慧的引導,可增加電池材料分離與回收的效率。

根據 Strategy& 的數據,歐洲的鋰電池產量將在 2030 年達到 900 GWh,這可能導致歐洲市場在 2040 年會有約 60 萬噸的報廢電池。2030 年歐盟會開始面臨第一波大量的報廢電車電池,這些電池將大幅度地推動回收產業的成長。預計到 2035 年,歐洲回收市場將可滿足鋰、鎳、鈷等電池材料約 30% 需求。

▲ 歐盟電池回收材料成長幅度預計。(Source:Strategy&

北美:政策支持腳步需加快

北美地區、尤其是美國,近年來強化了國內稀土供應鏈與電池回收能力的建設。2021 年,美國拜登政府簽署行政命令,啟動了對國內稀土供應鏈的全面審查與改革,並於 2023 年撥款 3,000 萬美元支持稀土回收技術的研發​。此外,加拿大也積極參與全球電池回收市場,如 Li-Cycle 公司在 2020 年回收了約 5,000 噸鋰電池,成為北美地區重要的回收公司之一。而美國回收獨角獸「上升元素」(Ascend Elements)在喬治亞州開設了一間商業化的回收設施,目前每年能處理 30,000 噸的報廢鋰電池。其他還有美國電池技術公司、Li-Cycle Holdings 等多加公司參與了鋰電池回收的業務市場。

儘管美國政府投入了大量資源用於電池回收技術的研究,但目前的回收技術仍存在回收率低、成本高昂等問題。傳統的電池回收技術主要依賴熱處理法與溶劑萃取法,而這些技術在回收過程中會產生大量的能源消耗與有害物質,不僅對環境、工人健康造成潛在威脅,也降低了企業的經濟效益──事實上美國市場過往就有迴避這類業務的傾向。

美國電池回收市場的另一個挑戰在於回收材料供給狀況不明朗。由於美國許多二手電動車被出口至其他國家,這些車輛的電池無法進入國內回收系統,導致美國本土回收材料供應鏈不穩定​。為了解決這一問題,美國政府正在研擬一項新的政策,要求所有出口至外國的二手 EV 必須在出口前完成電池的回收與處理,確保本土回收企業能獲得穩定的原料供應。這項政策若能順利實施,預計將大幅提升美國電池回收市場的材料供應量。

根據 Virtue Market Research 的數據,北美電池回收市場的價值約近 34 億美元,預計在 2030 年底市場規模將達 75 億美元,以 12.02 的複合成長率擴大規模。

▲ 北美回收市場規模。(Source:Virtue)

電池回收市場已有成長前例

全球電池回收市場,背後擁有極為複雜的地緣政治需求,隨著中國在稀土資源上的優勢主導了鋰電池生產,其他主要國家都在想辦法建立替代供應鏈,並投入大量資本發展新的電池生態系統。在全球電動車與可再生能源產業的推動下,稀土回收技術成為對抗資源壟斷的重要策略。由於全球對鋰電池的需求成長,因此從 2030 年開始,全球的稀土回收供應量十年間大量成長,有助於緩解稀土供應中斷的風險。

鉛酸電池由於法規的成熟引發了技術上的成長、讓逆向供應鏈的成長發揮巨大作用,目前大部分的主要經濟體在鉛酸電池的回收率上都超過 90% 以上、即便是鎳氫電池回收率也在 50 至 75% 之間,這部分的差異主要是取決於法規與投資上的需求。因此有理由相信在法規的需求與推動下,鋰電池回收的技術成長、而成本也能逐漸下滑。目前無論是日本、歐洲還是北美,各地的政府與企業正積極投入資源,提升回收技術與產業規模,並透過多樣化的策略、應對供應鏈壟斷的風險,電池回收技術應對未來的電動車產業將會至關重要。

(首圖來源:shutterstock)

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