【冰質財經】20240911(三)-全球關鍵戰略礦產，誰是真正霸主？

作者：納蘭雪敏

戰略礦物（鋰、鈷、天然石墨和稀土元素）對於清潔能源轉型和現代科技應用非常重要，主要原因是因為，這四大主要分類的礦產，鋰 (Lithium)是製造鋰離子電池的核心材料，鋰離子電池應用在電動車（EVs）、智慧手機、筆記型電腦和儲能系統設備，全球對可再生能源和電動交通的需求增加，鋰的需求量持續上升，鋰在減少碳排放、推動清潔能源和實現能源轉型中有很關鍵的作用。

鈷 (Cobalt)是鋰離子電池中另一個重要的組成部分，特別是在高能量密度和長續航電池中，鈷還在合金、航空航天部件和化學催化劑等方面具有重要應用，由於在電動車電池和其他高科技設備中的重要性，鈷的供應鏈對於全球電動交通和可再生能源的也非常重要。

天然石墨 (Natural Graphite)：是電池生產中的關鍵材料之一，特別是作為鋰離子電池中的負極材料，石墨的高導電性和耐熱性是電池中的理想材料，石墨還廣泛應用在耐燃材料、潤滑劑和核反應堆中，石墨的供應也對於推動電動車和儲能系統的發展很重要。

負極材料（Anode Material）是電池中的一個重要組成部分，負極是電池在充電和放電過程中電流進出的地方。負極材料的性能直接影響電池的能量密度、壽命、充放電速率和安全性。

在鋰離子電池中，最常見的負極材料是石墨。石墨具有高導電性、良好的導熱性和穩定的化學性質，能夠在鋰離子電池中有效地儲存鋰離子並在充放電循環中釋放。石墨的層狀結構使其能夠在反應中容納和釋放鋰離子，同時保持結構的穩定性，因此成為目前鋰離子電池負極材料的主流選擇。

除了石墨外，還有其他類型的負極材料被研究和使用：

矽（Silicon）：矽具有比石墨更高的理論能量密度，能夠容納更多的鋰離子，因此具有更大的能量儲存潛力，矽負極材料可以顯著提高電池的容量，但在充放電過程中，矽會出現較大的體積膨脹和收縮，可能導致材料破裂和容量衰減。因此，目前的研究主要集中在改善矽材料的穩定性和循環壽命。

金屬鋰（Lithium Metal）：金屬鋰具有極高的能量密度，被認為是下一代高能量密度電池的理想負極材料。然而，金屬鋰電池在充放電過程中容易形成樹枝狀的鋰枝晶，這可能導致短路和安全問題，對金屬鋰負極的研究主要集中在防止枝晶形成和提高安全性方面。

鈦酸鋰（Lithium Titanate, LTO）：鈦酸鋰是一種穩定的負極材料，具有良好的循環壽命和高安全性，但其能量密度較低，鈦酸鋰通常用於需要快速充放電和高安全性的應用，例如電動巴士和儲能系統。

另外台北股市有大立光已經跨界做TNO（鈮酸鈦）電池，TNO（鈮酸鈦）理論能量密度低於石墨和矽等傳統材料，使用TNO材料的電池在相同的體積或重量下存儲的能量較少，因此，TNO材料更適合應用於需要高安全性、長壽命和快速充電的場景，而非高能量密度需求的應用。

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稀土元素 (Rare Earth Elements)是一組包含17種金屬的材料，在高科技產品的製造中也不可或缺，廣泛應用於風力渦輪機、電動車馬達、智慧手機、電腦、光學設備、醫療設備和國防技術等，稀土元素在生產高性能磁鐵、光纖和雷射（激光）中特別重要，這些金屬在現代技術和可再生能源設備中的多樣化應用，被認為是實現全球能源轉型和技術進步的關鍵資源。

上圖表示採礦、加工和儲量三個部分，中國是主要的加工出口國，天然石墨 (Natural Graphite)則幾乎佔據全球開採與加工，稀土元素 (Rare Earths)也幾乎佔據全球的市場，甚至在鋰 (Lithium)與鈷 (Cobalt)的加工都佔據全球很重要的分額。

鋰 (Lithium)

採礦：澳洲是全球最大的鋰礦生產國，占51%的市場份額，其次是智利（26%）和中國（15%）。
加工：中國在鋰加工中占主導地位，占65%的市場份額，其次是智利（29%）和阿根廷（6%）。

儲量：智利擁有最多的鋰儲量，占全球34%，其次是澳洲（22%）和阿根廷（13%）。

鈷 (Cobalt)

採礦：剛果民主共和國是全球最大的鈷礦生產國，占73%的市場份額，其次是俄羅斯（5%）和印尼（5%）。
加工：中國在鈷加工中占主導地位，占74%的市場份額，其次是芬蘭（10%）和加拿大（4%）。
儲量：剛果民主共和國擁有最多的鈷儲量，占57%，其次是澳洲（17%）和印尼（5%）。

3. 天然石墨 (Natural Graphite)

採礦：中國是全球最大的天然石墨生產國，占72%的市場份額，其次是莫桑比克（10%）和馬達加斯加（8%）。
加工：中國完全主導了石墨的加工，佔有100%的份額。
儲量：中國擁有最多的石墨儲量，占28%，其次是巴西（26%）和莫桑比克（9%）。

4. 稀土元素 (Rare Earths)

採礦：中國是全球最大的稀土元素生產國，占70%的市場份額，其次是美國（14%）和澳洲（6%）。
加工：中國同樣在稀土元素加工方面占主導地位，占90%的市場份額，其次是馬來西亞（9%）。
儲量：中國擁有最多的稀土儲量，占38%，其次是越南（19%）和巴西（18%）。