钴能让电化学反应过程更加稳定，并提升动力电池的安全性。图片来源：视觉中国
钴是锂电池中的重要材料，也是稀缺资源。据国际能源署预计，到2040年，钴的需求量将较2020年增长约20倍。
随着新能源汽车的快速发展，近两年来，钴的价格一路上扬。日前，由中国有色金属工业协会主办的2021年中国镍钴工业年会在浙江宁波举行。《中国科学报》在会上获悉，今年前三个季度，国内现货市场钴均价为35.7万元/吨，同比上涨33.7%。
“历史经验和教训表明，钴价应稳字当头并保持在相对合理区间，只有这样，行业才能行稳致远。”中国有色金属工业协会副会长王健强调，要多渠道提高资源保障能力，强化钴金属循环利用技术研发和产业化。
2014年前未研究评估钴
钴与镍总是相伴而生，这是因为钴矿物大多数是镍、铜等矿物的副产品。
随着新兴技术的崛起和低碳经济发展的需要，对矿产资源的需求出现新的动向。未来的资源冲突可能更多集中于对某些非化石矿产的竞争，因为这些矿产资源使新兴技术成为可能，或使低碳工业实现可持续发展，由此导致部分金属需求出现大幅增长。
为此，世界多数国家适时将部分矿产资源列入战略性矿产或关键矿产清单，为其国内外供应来源提供政策扶持。2018年，美国确定钴为关键矿产，日本确定钴为战略性矿产，刚果(金)的《矿业法》将钴确定为战略性矿产。
据学者统计，2005~2018年，世界主要矿产资源国家共32篇颇具代表性和影响力的关键矿产目录研究文献发现，钴被评估为关键矿产的次数为27次。
中国地质调查局发展研究中心副研究员余韵等人分析这些研究文献发现，2014年前并未对钴进行过研究评估。例如，美国国家科学委员会在2008年以及澳大利亚地球科学局在2013年都没有研究评估过钴。
“2014年后的14份文献均研究评估了钴，其中11份文献认为，钴属于关键矿产，这与钴在该时期的需求变化密切相关。”余韵说。
在我国，行业界一直非常重视钴资源。早在2010年，中国有色金属工业协会成立钴业分会，协助政府实施行业管理和维护企业合法权益，推动行业和企业的健康发展。
钴业分会秘书长徐爱东在接受《中国科学报》采访时表示，相比成立于2020年的镍业分会，钴业分会成立时间整整早了10年。
我国第三轮《全国矿产资源规划(2016~2020年)》战略性矿产目录共列入24个矿种，其中就包括钴。第四轮全国矿产资源规划已于今年开启。在余韵看来，钴矿的战略地位和作用不断提升，在新的第四轮全国矿产资源规划中，应继续将钴保留在战略性矿产目录之中。
供应风险指数增幅最快
据统计，全球钴资源总储量长期保持在700万吨左右，但高度集中，主要分布在刚果(金)、澳大利亚和古巴。2018年，这3个国家钴资源储量超过全球总储量的74%。而我国钴资源储量仅占全球1%左右，钴对外依存度达到90%以上。
余韵认为，受新能源汽车产业高速发展的影响，钴资源需求量持续增长。
据统计，2006~2018年全球精炼钴消费从5.4万吨升至12.6万吨，其中全球锂电池的钴需求量占总消费量的比重从30%升至60%。
根据自然资源经济研究院《主要矿产品供需形势分析报告(2020年)》，2002年以前，美国是全球第一钴消费国;2002~2006年，日本接替美国成为世界第一;2007年至今，我国一直稳居世界第一。据统计，2020年表观消费量9.2万吨，是2006年全球消费量5.67万吨的1.62倍。
“目前三元锂电池基本都是含钴的，它的装机量在新能源汽车产业占到 ‘半壁江山’。”北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔介绍，钴让电化学反应过程更加稳定，并提升动力电池的安全性。
然而，余韵等计算2014年至2018年钴的关键性指数发现，钴的供应风险指数增幅最快。
不过，正如徐爱东所说，不需要过分担忧。“钴对外依存度高的国家并不只有我国。”她表示，2017年，美国、欧盟、英国和日本进口依存度分别为72%、32%、100%和100%。
此外，南京大学现代工程与应用科学学院教授周豪慎告诉《中国科学报》，部分动力电池使用含钴的三元材料，但不含钴的高镍正极NCA等在国内外均走向应用，其他无钴正极的研发也越来越多。
“钴资源短缺对锂电池有一定影响，但不会很大。”周豪慎说。
循环利用与研发冶炼同时发展
钴主要以铜、镍的伴生资源形式存在，镍钴伴生矿占据50%的钴储量，铜钴伴生矿占据44%的储量，而原生钴储量仅为6%。因此，“钴的供应程度受限于铜、镍矿的开采”。北京科技大学冶金与生态工程学院教授马保中撰文介绍道。
余韵调查发现，铜和镍低于钴增长率，“说明钴的增长来自小型传统矿山和回收矿石”。
既然钴资源极其稀缺且需求量极大，是否有替代资源呢?
其实，产业界和学术界已经开始关注降低锂电池中钴含量的问题。“虽然钴具备被其他矿产替代的可能性，但替代的结果将导致最终产品的成本增加或性能降低。
余韵判断，钴化学品在短期内会继续成为新能源电池行业的首选品，其可替代性极差，中期内不太可能出现被全面替代的局面。
徐爱东向《中国科学报》介绍，行业少钴或无钴的声音出现在钴价高、镍价相对较低时，如2017年至2018年期间，钴价达到约60万元/吨、镍价只有10万元/吨左右。但她表示，降钴价是未来的趋势。
目前，再生钴的主要来源是从合金边角料、废旧电池和电池生产过程的残次品中回收。“未来最大的再生钴增量主要来自新能源汽车的动力电池。”余韵表示，2020年前，新能源汽车动力电池再生钴与新增矿山钴相比较，其数量较小，以致在统计上可以忽略不计。
不过，2021年情况有所改观。徐爱东介绍，今年国内钴产量约12万吨，其中2.5万吨来自于再生钴原料，占总产量的20%。
在国内需求逐渐增加与外部因素导致进口不稳定的双重压力下，我国的钴资源供应安全成为各界高度关注的话题。在马保中看来，未来还需“两条腿”走路，不仅要开发针对复杂钴矿物冶炼的新技术，还要注重从二次资源中回收钴。
实际上，我国钴产业创新发展贯穿始终，已形成具有相对优势的完整产业链和规模。未来既要巩固并扩大相对优势，同时依然要依靠创新原动力。王健认为，要加强科技创新，瞄准新能源产业科技前沿，不断提升镍钴材料高质量供给能力，支撑电池材料可持续发展，增强产业韧性和竞争力。
在此基础上，“遵循产业细分特点，加快培育众多‘精专特新’‘单项冠军’‘小巨人’企业。”王健说。
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