中国抜きで世界は電気自動車用バッテリーを製造できるのか?

アグネス・チャンとキース・ブラッドシャー 2023年5月16日

コバルト採掘

41％が中国資本

コバルト精製

中国では73%

カソード

77％が中国製

中国抜きで世界は電気自動車のバッテリーを作れるのか?

アノード

92％が中国製

バッテリーセル

66％は中国で組み立てられています

電気自動車

54％が中国製

コバルト採掘

41％が中国資本

アノード

92％が中国製

コバルト精製

バッテリーセル

66％は中国で組み立てられています

中国では73%

電気自動車

54％が中国製

カソード

77％が中国製

コバルト採掘

41％が中国資本

アノード

92％が中国製

バッテリーセル

コバルト精製

66％は中国で組み立てられています

中国では73%

電気自動車

54％が中国製

カソード

77％が中国製

コバルト採掘

41％が中国資本

アノード

92％が中国製

バッテリーセル

66％は中国で組み立てられています

コバルト精製

中国では73%

電気自動車

54％が中国製

カソード

77％が中国製

これは私たちの時代を特徴づける競争の 1 つです。電気自動車用のバッテリーを製造できる国は、数十年にわたって経済的および地政学的な利点を得ることができます。

今のところ唯一の勝者は中国だ。

西側諸国による数十億ドルの投資にもかかわらず、中国は希少鉱物の採掘、技術者の訓練、巨大工場の建設などではるかに先を行っており、世界の他の国々が追いつくには数十年かかるかもしれない。

コンサルティンググループのベンチマーク・ミネラルズの推計によれば、2030年までに中国は他の国々を合わせた数の2倍以上の電池を生産することになる。

ここでは、中国が原料の地中からの取り出しから自動車の製造に至るまで、リチウムイオン電池生産の各段階をどのように管理しているのか、そしてなぜこれらの利点が持続する可能性が高いのかを説明する。

中国の支配

世界のコバルトの41%

リチウム28%

中国の支配

世界のコバルトの41%

リチウム28%

電気自動車はバッテリーのために従来の自動車に比べて約6倍の希少鉱物を使用しており、誰が最初にその鉱物をどのくらいの価格で入手するかを中国が決定することになる。

中国には必須原料の地下埋蔵量がほとんどないにもかかわらず、安価で安定した供給を勝ち取る長期戦略を追求してきた。 中国企業は国家援助を頼りに、五大陸の鉱山会社の株式を取得した。

中国はコンゴのコバルト鉱山のほとんどを所有しており、最も一般的なタイプの電池に必要なこの希少材料の世界供給の大部分をコンゴが占めている。 アメリカ企業は追いつくことができず、鉱山を中国企業に売却さえした。

その結果、中国は世界のコバルト採掘の41パーセントを支配しており、電池の電荷を運ぶリチウムの採掘は最も多い。

中国の支配

世界のニッケルの6%

グラファイト78%

マンガン5%

中国の支配

世界のニッケルの6%

グラファイト78%

マンガン5%

ニッケル、マンガン、グラファイトの世界的な供給量ははるかに多く、バッテリーの使用量はほんの一部に過ぎません。 しかし、中国はこれらの鉱物を安定的に供給しているため、依然として有利な状況にある。 コンサルティング会社CRUグループの予測によると、中国のインドネシアへの投資により、同国は2027年までに最大のニッケル管理国になるだろう。

黒鉛は主に中国で採掘されています。 米国の生産者は、はるかに高いコストをかけてグラファイトを合成しています。

欧米諸国も海外に鉱山を所有しており、中国に追いつこうとしている。 しかし、政府が不安定であったり労働慣行が劣悪な国に資金を投入することには消極的だ。 そして自社の生産量を増やすのが遅れている。

新しい鉱山が完全に生産されるまでには 20 年以上かかる場合があります。 米国は膨大なリチウム埋蔵量を活用するために投資を行っているが、その取り組みは地域や環境に関する多くの懸念に直面している。

中国精製

マンガン95％

コバルト73%

グラファイト70％

リチウム67%

ニッケル63%

中国精製

マンガン95％

コバルト73%

グラファイト70％

リチウム67%

ニッケル63%

マンガンの95％は中国で精製されている

コバルト73%

グラファイト70％

リチウム67%

ニッケル63%

誰が鉱物を採掘するかに関係なく、ほぼすべての鉱物が電池グレードの材料に精製されるために中国に輸送されます。

鉱石が地中から採取されると、通常は粉砕され、その後熱と化学薬品で処理されて鉱物化合物が分離されます。 このプロセスは無駄が多い。コバルトでは、精製コバルト粉末 1 ポンドあたり約 860 ポンドの廃岩が生成される。

精製には膨大なエネルギーが必要です。 バッテリーの鉱物を作るには、鋼鉄や銅の 3 ～ 4 倍のエネルギーが必要です。 たとえば、好ましい形態のリチウムは、加熱、蒸し、乾燥する必要があります。 安い土地とエネルギーによる政府の支援を受けて、中国企業は他の企業よりも大量かつ低コストで鉱物を精製することができた。 これにより、他の場所の製油所が閉鎖された。

精製は汚染を引き起こすことも多く、中国の製油所は環境規制が緩和されて恩恵を受けている。 黒鉛の粉砕は大気汚染の原因となります。 ニッケルを処理すると有毒廃棄物が発生するため、海洋または地下の特別な構造物に処分する必要があります。 専門家らは、バッテリーの鉱物を処理するためにより持続可能な方法を使用すると、コストが上昇すると述べています。

現在、米国には処理能力がほとんどありません。 製油所の建設には通常 2 ～ 5 年かかります。 作業員のトレーニングや機器の調整にはさらに時間がかかる場合があります。 中国資本の一部が出資するオーストラリア初のリチウム精製所は2016年に承認されたが、昨年まで電池用リチウムの生産には失敗していた。

中国が作る

カソードの 77%

アノードの92%

セパレータの 74%

電解質の82%

リチウムイオンは、充電および放電中にカソードとアノードの間を移動します。

電解質の82%

セパレーターの74％は中国が製造

カソードの 77%

アノードの92%

リチウムイオンは、充電および放電中にカソードとアノードの間を移動します。

中国が最大の電池生産国になったのは、電池部品を効率的かつ低コストで製造する方法を見つけ出したことも一因だ。

最も重要なコンポーネントは、バッテリーのプラス端子であるカソードです。 すべての電池材料の中で、正極は製造が最も難しく、エネルギーを大量に消費します。 ここ数か月まで、最も一般的なカソードは、NMC カソードとも呼ばれる、ニッケル、コバルト、マンガンの組み合わせを使用していました。 この方式により、バッテリーは狭いスペースに大量の電気を蓄えることができ、電気自動車の航続距離が長くなります。

中国はより安価な代替品に投資しており、現在、正極市場の半分を占めている。 リン酸鉄リチウムの LFP として知られるこれらの正極は、ニッケル、マンガン、コバルトの代わりに広く入手可能な鉄とリン酸塩を使用します。

西側諸国にとって、LFP は鉱物供給のボトルネックを回避する機会です。 しかし、世界のLFPのほぼすべてを中国が生産している。

中国が73%を生産

NMCカソードの

LFPカソードの99%

中国が73%を生産している

NMCカソード

LFPカソードの99%

現在、米国が製造している正極は世界のわずか約 1% であり、そのすべてが NMC です。 米国企業はLFPに興味を持っているが、LFPの生産経験を持つ中国企業と提携する必要がある。

バッテリーの他の部品のほとんどは中国企業が製造している。 それらは、バッテリーの負極であるアノードの生産を支配します。 中国はまた、短絡を防ぐためにカソードとアノードの間に入る層であるセパレーターを最も多く販売している。 電解質は主にリチウム塩と溶媒でできており、導電性を確保するために必要であり、世界の電解質メーカーの上位 4 社は中国です。

中国が66％を生産している

世界のバッテリーセル

陰極

2.8インチ

セパレータ

アノード

各自動車には数千のセルがあります。

中国が66％を生産している

世界のバッテリーセル

2.8インチ

陰極

各自動車には数千のセルがあります。

セパレータ

アノード

中国は最も多くの電気自動車が走行しており、ほぼすべての自動車が中国製のバッテリーを使用しています。 2015年、中国政府は外国のライバルを阻止し、消費者の需要を高める政策を制定した。 CATL や BYD などの中国の電池メーカーは、日本や韓国の競合企業を犠牲にして成長し、世界最大になりました。

8年後、バイデン政権は現在、米国で電池開発を促進するために同様の戦略を推進している。

しかし、資本コストが膨大で利益率が薄いビジネスにおいて、中国企業は長年にわたる国の資金提供と経験を経て、大きな有利なスタートを切っている。

バッテリーの組み立ては複雑で技術的です。 これを作るには、陰極と陽極の材料を、それぞれ人間の髪の毛の厚さの約 5 分の 1 の薄い金属シートに貼り付けます。 次に、これらをセパレーターで積み重ね、電解質で湿らせて巻き上げます。 プロセス全体は、空気粒子と湿気を最小限に抑えた部屋で行う必要があります。

ドイツのアーヘン工科大学のハイナー・ハイメス教授によると、中国は北米や欧州諸国のほぼ半分のコストで電池工場を建設できるという。 主な理由: 人件費が安く、中国には装置メーカーがたくさんあります。

中国は世界の電気自動車の54％を生産している

中国は世界の電気自動車の54％を生産している

米国の投資家は依然として電気自動車への資金投入に慎重だ。 従来の自動車は依然として収益性が高く、米国の労働者は新しいスキルの訓練を受ける必要があり、EV産業を支援する米国政府の奨励金は次の大統領選挙サイクルで消滅する可能性がある。

戦略国際​​問題研究所によると、中国は研究奨励金、政府契約、消費者補助金などに1300億ドル以上を支出している。 中国の電気自動車購入者は、税金の還付、より安価な車両登録、優先駐車場、および広範な充電ネットワークへのアクセスを得ることができます。 中国の投資により、中国は生産、設備、製品設計において世界をリードすることができました。

専門家らは、労働力が安くても、他の世界的なパートナーを見つけても、他の国がバッテリーのサプライチェーンで自立することはほぼ不可能だと述べている。 世界中の企業が中国メーカーと提携して業界への参入や拡大を図るだろう。

CSISの上級顧問スコット・ケネディ氏は、「直接的または間接的に中国と何らかの協力がなければ、誰も電気自動車で成功することはできない」と述べた。

採掘および精製データについて: 所有権シェアは、公開会社の提出書類および企業発表によって決定される、推定生産量に所有権持分を乗じたものに基づいています。 所有者の出身国は、会社の本社の所在地に基づいています。 生産量は資源の種類ごとに鉱物収量に合わせて調整され、生産予測はプロジェクトのリスク、実現可能性、市場状況を考慮して行われます。