電動汽車需要大量稀缺零部件供應鏈能跟上嗎？——《華爾街日報》

汽車行業正在經歷一場革命——從為車輛提供動力超過130年的汽油和柴油發動機，轉向由電池驅動的未來。

但這一重塑過程中的關鍵部分仍未完成且充滿風險：組裝純電動汽車所需零部件的供應鏈。

電動汽車的核心部件——高容量電池、電動機以及將它們協同工作的精密電子設備——與推動內燃機汽車和卡車的發動機缸體、變速器和傳動軸截然不同。

“這個行業正在經歷自二戰以來前所未有的變革，“普華永道汽車業務合夥人阿克謝·辛格表示，“整個供應結構都將發生改變。”

從積極方面看，電動汽車需要的零部件要少得多：根據《裝配》雜誌的數據，電動汽車電動機通常只有約20個活動部件，而內燃機則有200個或更多。

然而，這個行業還很年輕，尋找可靠的電動汽車零部件來源是一項艱鉅的任務。汽車製造商正在決定哪些部件自己生產（有時通過合資企業），哪些從傳統零部件製造商那裏獲取——這些製造商自身也在進行徹底重組，以支持新的電動化世界。

“你不能將（內燃機領域的）任何經驗直接套用到電動汽車供應鏈上，“諮詢公司艾睿鉑的董事總經理阿倫·庫馬爾説。

一些瓶頸問題：電池和大多數電動機依賴稀有金屬，這些金屬可能成本高昂且難以獲取。車輛的電子設備需要來自半導體行業的新芯片，而該行業仍在處理疫情期間積壓的訂單。辛格先生表示，甚至用於在電動汽車底盤固定電池的長鋁製托盤最終也可能供不應求。

以下是電動汽車零部件及其供應鏈現狀概覽，隨着全球電動汽車行業準備每年生產數千萬輛電動汽車，這些環節正面臨新的挑戰。

電池

好消息是：過去五年間，大多數電動汽車使用的鋰離子電池成本已下降超50%。這使得製造商能搭載更多電池以延長單次充電續航里程，同時推出更低價的車型。

但需求激增使電池製造商面臨多重障礙。首先，從原材料採購、精煉到電芯製造、電池組組裝的複雜全球供應鏈可能引發瓶頸。

“供應鏈中存在子供應鏈，“汽車研究中心高級分析師埃德加·法勒表示，“每個環節都必須完美配合。”

最突出的潛在問題是如何獲取充足且價格合理的關鍵原材料，包括鋰、鎳、錳和鈷。這些金屬的開採加工高度集中在少數國家：全球三分之二鈷產自剛果民主共和國（當地礦工面臨危險作業環境，引發人權組織抗議）；約半數鋰產自澳大利亞；鎳礦則集中於印尼。

電池材料的精煉環節集中度更高：據普華永道數據，中國處理了全球約70%的鋰和鈷，以及99%的錳。中國還主導着電池組件（如正負極）及成品電池的生產市場。

“問題將圍繞供應鏈風險展開，”艾睿鉑公司的庫馬爾先生表示。“像中國這樣的國家可能會決定不提供最新、最優質的高純度鎳。這可能會讓美國產業處於不利地位。”

事實上，隨着電動汽車製造商試圖擴大續航里程，電池製造商一直在使用更多的鎳，這可以提高電池的能量密度。一些分析師預測，隨着電動汽車銷量的增長，電池所需的高品位鎳可能會出現短缺。

鎳和其他幾種電池原料的價格已經在飆升。根據基準礦物情報的數據，從2020年1月1日到2022年10月，電池級鈷上漲了53%，硫酸鎳上漲了56%，碳酸鋰飆升了979%。該諮詢公司表示，這些增長意味着電池價格今年可能會出現自2000年代初以來的首次上漲。

與此同時，一些汽車製造商已經在預測電池短缺。“簡單地説，全球所有[電池]電芯生產加起來還不到我們10年後所需量的10%，”RJ Scaringe，電動汽車初創公司Rivian Automotive Inc.的首席執行官在4月份表示。他補充説，“90%到95%的電池供應鏈還不存在。”

其他人則認為短期內不會出現電池短缺。能源諮詢公司伍德麥肯茲的交通和移動出行首席分析師拉姆·錢德拉塞卡蘭表示，電動汽車製造的擴張“將開始對[電池供應]系統造成一些壓力。”但“我們預測未來10年不會出現電池組短缺。”

伍德麥肯茲諮詢公司表示，汽車製造商不會讓電動汽車充斥市場，而是會根據電池供應情況和滿足温室氣體政府指令的最低產量要求來調整生產節奏。

錢德拉塞克蘭先生還指出，近期通過的聯邦《通脹削減法案》為電池包生產商提供税收抵免（要求可充電電芯本土採購），“將在未來5到10年內極大穩定美國電池供應鏈”。

更多車企計劃在美國新建電池工廠，其中多數與亞洲電池製造商成立合資企業。例如特斯拉與松下控股合作，通用汽車、本田汽車分別與LG新能源聯手，福特汽車攜手SK創新，斯特蘭蒂斯集團則與三星SDI達成合作。

但這些新工廠可能面臨波折。通用汽車上月因俄亥俄州新電池工廠投產問題下調了電動車銷售目標，將原定2022年初至2023年底銷售40萬輛的計劃推遲至2024年年中。

車企還通過簽訂長期供應合同確保電池原材料獲取。此外，電動汽車報廢后的電池回收將提供另一種礦物來源。艾睿鉑諮詢的庫馬爾先生表示，到2030年，20%-40%的電動車原材料需求可通過回收滿足。

與此同時，包括特斯拉和中國車企在內的一些電動車製造商正在部分車型中使用磷酸鐵鋰電池。庫馬爾表示，這類電池不需要鎳或鈷，因此成本低於鋰離子電池，但儲能能力較弱。

電動機

當今電動車使用的大部分電機依賴永磁體，其產生的恆定磁場有助於驅動電機轉子旋轉，從而為車輪提供動力。

但這些磁體需要釹、鏑等昂貴的稀土金屬。與電池原料類似，中國是這類金屬的主要供應國，而稀土開採可能造成污染，這會讓迴避環境破壞相關企業的投資者產生顧慮。

電動車製造商有一種替代方案：無需永磁體的交流感應電機。這類電機通過銅線線圈產生驅動電機運轉的磁場。

發明於19世紀並廣泛應用於家電和工業領域的交流感應電機成本較低，但能效也較低。除非增加電池容量，否則會縮短車輛續航里程。

庫馬爾預測，隨着電池容量提升且許多專家預計電池成本將重回下降軌道，行業將逐步淘汰依賴稀土金屬的電機。特斯拉長期在某些車型中使用交流感應電機，其他車企目前也在考慮採用。

此外，分析師預計更多車企將外包部分電機需求（通過增加電機生產點來擴大全行業產能），而非像現在多數企業這樣自行生產。總體而言，分析師認為電機供應不會像電池那樣構成重大障礙。

電子產品

電動汽車如同移動的計算機。諮詢公司P3 Group指出，其所需的半導體芯片數量是內燃機汽車的兩倍多——約1300枚對比600枚。

芯片掌控着電動汽車從電池取電到電力驅動電機、再到電池充電的全過程。它們將電池的直流輸出轉換為大多數電機所需的交流電。與多數車輛相同，芯片還管理着制動系統、空調控制和安全功能（如安全氣囊）。

這一切都需要強大的供應鏈支撐——過去幾年因芯片短缺導致車企被迫限產的情況，已充分暴露了這一點。

分析師預計未來電動汽車行業不會面臨芯片短缺。以庫馬爾先生為例，他樂觀認為多家芯片製造商計劃在美國新建工廠（部分受今年通過的2800億美元聯邦《芯片與科學法案》推動），將有助於增加供應以滿足電動汽車產量提升需求。

他表示，一個不確定因素是汽車製造商對台灣的持續依賴程度——該地區是全球半導體制造霸主。庫馬爾指出台灣"存在自身地緣政治問題”，暗指其與中國大陸的緊張關係（中國大陸視台灣為其領土）。

*齊格勒先生是《華爾街日報》前編輯。聯繫郵箱：*[email protected].