电动汽车需要大量稀缺零部件供应链能跟上吗？——《华尔街日报》

汽车行业正在经历一场革命——从为车辆提供动力超过130年的汽油和柴油发动机，转向由电池驱动的未来。

但这一重塑过程中的关键部分仍未完成且充满风险：组装纯电动汽车所需零部件的供应链。

电动汽车的核心部件——高容量电池、电动机以及将它们协同工作的精密电子设备——与推动内燃机汽车和卡车的发动机缸体、变速器和传动轴截然不同。

“这个行业正在经历自二战以来前所未有的变革，“普华永道汽车业务合伙人阿克谢·辛格表示，“整个供应结构都将发生改变。”

从积极方面看，电动汽车需要的零部件要少得多：根据《装配》杂志的数据，电动汽车电动机通常只有约20个活动部件，而内燃机则有200个或更多。

然而，这个行业还很年轻，寻找可靠的电动汽车零部件来源是一项艰巨的任务。汽车制造商正在决定哪些部件自己生产（有时通过合资企业），哪些从传统零部件制造商那里获取——这些制造商自身也在进行彻底重组，以支持新的电动化世界。

“你不能将（内燃机领域的）任何经验直接套用到电动汽车供应链上，“咨询公司艾睿铂的董事总经理阿伦·库马尔说。

一些瓶颈问题：电池和大多数电动机依赖稀有金属，这些金属可能成本高昂且难以获取。车辆的电子设备需要来自半导体行业的新芯片，而该行业仍在处理疫情期间积压的订单。辛格先生表示，甚至用于在电动汽车底盘固定电池的长铝制托盘最终也可能供不应求。

以下是电动汽车零部件及其供应链现状概览，随着全球电动汽车行业准备每年生产数千万辆电动汽车，这些环节正面临新的挑战。

电池

好消息是：过去五年间，大多数电动汽车使用的锂离子电池成本已下降超50%。这使得制造商能搭载更多电池以延长单次充电续航里程，同时推出更低价的车型。

但需求激增使电池制造商面临多重障碍。首先，从原材料采购、精炼到电芯制造、电池组组装的复杂全球供应链可能引发瓶颈。

“供应链中存在子供应链，“汽车研究中心高级分析师埃德加·法勒表示，“每个环节都必须完美配合。”

最突出的潜在问题是如何获取充足且价格合理的关键原材料，包括锂、镍、锰和钴。这些金属的开采加工高度集中在少数国家：全球三分之二钴产自刚果民主共和国（当地矿工面临危险作业环境，引发人权组织抗议）；约半数锂产自澳大利亚；镍矿则集中于印尼。

电池材料的精炼环节集中度更高：据普华永道数据，中国处理了全球约70%的锂和钴，以及99%的锰。中国还主导着电池组件（如正负极）及成品电池的生产市场。

“问题将围绕供应链风险展开，”艾睿铂公司的库马尔先生表示。“像中国这样的国家可能会决定不提供最新、最优质的高纯度镍。这可能会让美国产业处于不利地位。”

事实上，随着电动汽车制造商试图扩大续航里程，电池制造商一直在使用更多的镍，这可以提高电池的能量密度。一些分析师预测，随着电动汽车销量的增长，电池所需的高品位镍可能会出现短缺。

镍和其他几种电池原料的价格已经在飙升。根据基准矿物情报的数据，从2020年1月1日到2022年10月，电池级钴上涨了53%，硫酸镍上涨了56%，碳酸锂飙升了979%。该咨询公司表示，这些增长意味着电池价格今年可能会出现自2000年代初以来的首次上涨。

与此同时，一些汽车制造商已经在预测电池短缺。“简单地说，全球所有[电池]电芯生产加起来还不到我们10年后所需量的10%，”RJ Scaringe，电动汽车初创公司Rivian Automotive Inc.的首席执行官在4月份表示。他补充说，“90%到95%的电池供应链还不存在。”

其他人则认为短期内不会出现电池短缺。能源咨询公司伍德麦肯兹的交通和移动出行首席分析师拉姆·钱德拉塞卡兰表示，电动汽车制造的扩张“将开始对[电池供应]系统造成一些压力。”但“我们预测未来10年不会出现电池组短缺。”

伍德麦肯兹咨询公司表示，汽车制造商不会让电动汽车充斥市场，而是会根据电池供应情况和满足温室气体政府指令的最低产量要求来调整生产节奏。

钱德拉塞克兰先生还指出，近期通过的联邦《通胀削减法案》为电池包生产商提供税收抵免（要求可充电电芯本土采购），“将在未来5到10年内极大稳定美国电池供应链”。

更多车企计划在美国新建电池工厂，其中多数与亚洲电池制造商成立合资企业。例如特斯拉与松下控股合作，通用汽车、本田汽车分别与LG新能源联手，福特汽车携手SK创新，斯特兰蒂斯集团则与三星SDI达成合作。

但这些新工厂可能面临波折。通用汽车上月因俄亥俄州新电池工厂投产问题下调了电动车销售目标，将原定2022年初至2023年底销售40万辆的计划推迟至2024年年中。

车企还通过签订长期供应合同确保电池原材料获取。此外，电动汽车报废后的电池回收将提供另一种矿物来源。艾睿铂咨询的库马尔先生表示，到2030年，20%-40%的电动车原材料需求可通过回收满足。

与此同时，包括特斯拉和中国车企在内的一些电动车制造商正在部分车型中使用磷酸铁锂电池。库马尔表示，这类电池不需要镍或钴，因此成本低于锂离子电池，但储能能力较弱。

电动机

当今电动车使用的大部分电机依赖永磁体，其产生的恒定磁场有助于驱动电机转子旋转，从而为车轮提供动力。

但这些磁体需要钕、镝等昂贵的稀土金属。与电池原料类似，中国是这类金属的主要供应国，而稀土开采可能造成污染，这会让回避环境破坏相关企业的投资者产生顾虑。

电动车制造商有一种替代方案：无需永磁体的交流感应电机。这类电机通过铜线线圈产生驱动电机运转的磁场。

发明于19世纪并广泛应用于家电和工业领域的交流感应电机成本较低，但能效也较低。除非增加电池容量，否则会缩短车辆续航里程。

库马尔预测，随着电池容量提升且许多专家预计电池成本将重回下降轨道，行业将逐步淘汰依赖稀土金属的电机。特斯拉长期在某些车型中使用交流感应电机，其他车企目前也在考虑采用。

此外，分析师预计更多车企将外包部分电机需求（通过增加电机生产点来扩大全行业产能），而非像现在多数企业这样自行生产。总体而言，分析师认为电机供应不会像电池那样构成重大障碍。

电子产品

电动汽车如同移动的计算机。咨询公司P3 Group指出，其所需的半导体芯片数量是内燃机汽车的两倍多——约1300枚对比600枚。

芯片掌控着电动汽车从电池取电到电力驱动电机、再到电池充电的全过程。它们将电池的直流输出转换为大多数电机所需的交流电。与多数车辆相同，芯片还管理着制动系统、空调控制和安全功能（如安全气囊）。

这一切都需要强大的供应链支撑——过去几年因芯片短缺导致车企被迫限产的情况，已充分暴露了这一点。

分析师预计未来电动汽车行业不会面临芯片短缺。以库马尔先生为例，他乐观认为多家芯片制造商计划在美国新建工厂（部分受今年通过的2800亿美元联邦《芯片与科学法案》推动），将有助于增加供应以满足电动汽车产量提升需求。

他表示，一个不确定因素是汽车制造商对台湾的持续依赖程度——该地区是全球半导体制造霸主。库马尔指出台湾"存在自身地缘政治问题”，暗指其与中国大陆的紧张关系（中国大陆视台湾为其领土）。

*齐格勒先生是《华尔街日报》前编辑。联系邮箱：*[email protected].