誰也想不到，路透社今年2月18日發布的一則簡單新聞，掀起了一次股市風波。
這則新聞標題為「特斯拉正與寧德時代商議將『去鈷』電池用於中國產車型」（原文標題：Tesla in talks to use CATL's cobalt-free batteries in China-made cars sources），消息來源為「知情人士」。
雖然特斯拉和寧德電池官方都沒有發聲，但是鑑於特斯拉在全球電動汽車界的明星地位，特別是掌門人馬斯克曾不止一次表示過，未來一定要實現動力電池「去鈷化」的目標，因此消息一出，立即引發大批媒體迅速跟進。
關於「特斯拉棄鈷」的風聲迅速傳導到國內股市。2月19日，鈷板塊中的寒銳鈷業、華友鈷業、洛陽鉬業等均遭遇開盤大跌。其中，洛陽鉬業H股跌近10%；A股鈷概念中的寒銳鈷業、華友鈷業都在當天跌停開盤。而這一下跌趨勢持續數天，直到2月末觸底後3月才出現緩慢的好轉跡象。比如，寒銳鈷業在2月17日報價91.91元，2月28日為61.21元，3月6日才恢復到67.46元。
在這背後，特斯拉下的究竟是怎樣一盤棋？「鈷」在電動汽車中又佔據著怎樣的地位？
這一切，還要從動力電池的歷史講起。
文 | 雲賀 瞭望智庫副研究員
1
電動汽車沉浮背後
電動汽車並非新時代的產物。早在19世紀後期，配備電池的電動汽車就曾風靡一時。
19世紀末到20世紀初的歐美國家街道上，既有電動車，也有內燃機汽車乃至蒸汽汽車。相比氣缸震動引發顛覆的燃油車，還有能效很低的蒸汽汽車，安靜、平穩、乾淨的電動汽車一度更受市場歡迎，是當時的明星產品。
發明大家愛迪生就是電動汽車的堅定支持者，也是鎳鐵電池的發明者和專利擁有者。愛迪生憑藉著自己的科學家地位，一度給電動汽車「帶貨」不少。正因如此，鎳鐵電池常被稱為「愛迪生電池」。
當時, Baker汽車公司就生產過一款配備了鎳鐵電池的電動汽車，續航裡程約為80公裡。
圖為配備鎳鐵電池的電動汽車
鎳鐵電池，顧名思義就是正極為氧化鎳、負極是鐵的充電電池。20世紀前半葉，鎳鐵電池被普遍視為具備最優競爭力的儲能裝置。
然而好景不長。恰恰是曾在愛迪生照明公司任職的一名工程師，打破了電動汽車的風光，並重新定義了汽車生產模式。
1903年，亨利·福特與其他幾位投資者共同成立福特汽車公司。1908年，福特T型汽車問世，開啟了以流水線作業大規模生產汽車的時代，由此大大降低了內燃機汽車的成本。
最初，福特T型車將價格定為850美元，此後更是憑藉高產量一路壓低售價、搶奪市場。相比高於1000美元的鎳鐵電池汽車而言顯然極具競爭力。
此後許多年，內燃機技術不斷進步，而包括鎳鐵電池在內的電動汽車，卻由於在成本與性能方面劣勢凸顯，漸漸被打入了汽車業的「冷宮」。20世紀中葉，電動汽車幾乎退出了歷史舞臺。全球汽車業正式進入了內燃機大爆發時代。
然而在20世紀70年代，兩場石油危機的爆發卻給全球工業帶來嚴峻挑戰，嚴重依賴石油的內燃機汽車亦不能倖免。傳統汽車業在生死攸關之際，開始重新尋找新能源替代方案。
這一時期，汽車業主推的是鎳氫電池，其最大優勢在於安全可靠。通用、豐田等企業都曾推出了配備鎳氫電池的車型。特別是在混合動力汽車領域，鎳氫電池曾大放異彩。混動汽車的代表車型——豐田普銳斯，配置的就是鎳氫電池。
儘管如此，這一時期的動力電池依舊無法解決汽車的「續航裡程焦慮」問題，再加上造價和使用成本過高，以致於在世紀之交，全球共銷售電動汽車6萬輛，只佔總保有量6億輛的萬分之一。一時間，電動汽車再次上演了「全球大敗退」。
可見，想要重新登上歷史舞臺，與內燃機汽車一爭高下，電動汽車就必須在動力電池的技術選擇上另闢蹊徑。
這時候，鋰離子電池登場了。
2019年諾貝爾化學獎授予了三位為鋰電池作出重大貢獻的科學家：約翰·B·古迪納夫（John B.Goodenough）、M·斯坦利·威廷漢（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）。組委會給出的獲獎原因為「他們創造了一個可充電的世界」。
如今，從手機到筆記本電腦，鋰離子電池的身影無處不在。這種電池重量輕、可充電，通過為無數電子設備供電，改變了人類日常生活中利用化學能源的方式，也幾乎重塑了電力世界。
鋰的特性決定了它非常適合做高能量密度、高電壓的電池。
簡單來說，鋰離子電池的工作原理是：鋰離子作為電荷載體，通過在正極和負極之間流動，完成電池的充放電過程。當電池放電時,鋰離子從負極通過電解質流向正極，充電時則反向流回。
如今，在電動汽車產業界，常被提及的磷酸鐵鋰和三元鋰電池，都屬於鋰離子電池的範疇，區別主要在於正極材料的「配方不同」，從而在能量密度、安全性、成本等方面存在很大差異。
在環保和能源壓力的倒逼作用下，近些年汽車電動化已成為不可逆轉的全球趨勢。
雖然動力電池技術已經取得長足進展，但遠沒有達到足夠成熟的地步。「續航裡程焦慮」「性價比」「安全性」等老問題也依舊困擾著業界和消費者。但不可否認，一個鋰離子電池主導的汽車時代已經到來。
2
鋰離子電池大放異彩
由於具有高能量密度與高工作電壓的優勢，目前鋰離子電池已經成為車用動力電池的主流技術。
一般意義上的電池是由正極、負極與電解質三部分組成。由於金屬鋰與空氣和水都能發生劇烈反應，活性極高，因此需要將它嵌入到其它材料中保持穩定性。目前，大多數鋰離子電池的負極多由碳基材料構成，比如石墨。
而正極材料的配比則多種多樣，不同電池廠商和整車廠各有「配方」。這也是市面上出現多種鋰離子電池的原因。
比如，現在主流的三種鋰離子電池包括：寶馬、日產等大多數傳統車企青睞的鋰鎳鈷錳（NMC）電池、特斯拉獨家推崇的鋰鎳鈷鋁（NCA）電池、巴士和客車常搭載的磷酸鐵鋰（LFP）電池。
其中，NMC和NCA由於構成類似（都有鎳和鈷），因此又同屬於三元鋰電池的範疇。
按照鎳、錳、鈷三者的用量比例，鎳鈷錳（NMC）電池又分為111型、523型、622型和811等型號。比如，NMC811電池正極材料中的鎳、錳、鈷比例就是8：1：1。
可見，這些電池名字雖然看上去晦澀拗口，但其實把正極材料的構成和用量比例說得很明白。
現在再來看特斯拉「去鈷」的新聞，就很容易理解，這家企業要做的就是改變電池正極材料構成。雖然謎底尚未揭開，但不少業界人士猜測，特斯拉正在謀求向磷酸鐵鋰（LFP）電池轉型，因為三種主流電池技術中，只有磷酸鐵鋰電池是不含鈷的。
事實上，近年來汽車動力電池市場的兩大派別，就是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。
那麼，不同的「材料配方」到底意味著什麼？特斯拉為什麼要拋棄現有的技術路線，轉投其他電池？
如下圖所示，評價一款電池，一般可以從五個維度出發，即功率、能量、使用壽命、成本和安全性。
圖為動力電池評價指標
對比兩種電池技術路線可以發現，磷酸鐵鋰電池的優勢在於安全性很高，使用壽命長，成本也比較可控。但短板在於其單位體積的能量密度低。
所謂能量密度，通俗解釋就是「一輛電動汽車充電一次可以跑多遠」。換言之，磷酸鐵鋰汽車相對而言「跑不了太遠」。相比之下，三元鋰電池的能量密度表現非常好，但缺點在於成本造價高，且安全性差一些。
據悉，目前電池系統成本在0.6—1元/Wh左右。三元鋰電池為1元/Wh，磷酸鐵鋰電池約0.6元/Wh。二者今後雖然都有下降空間，但磷酸鐵鋰電池的成本優勢還是比較明顯。
由此可見，圍繞業界和消費者對電動汽車的種種疑慮——包括安全性、性價比和續駛裡程，其實與這兩種技術路線各自的優勢和短板息息相關。要選配哪種電池，就要看汽車廠商和消費者更看重電動汽車的哪些特質。
三元鋰電池在續航裡程方面有優勢，可有效緩解裡程焦慮，因此乘用車廠商更傾向於選用；相比之下，對於高續駛裡程並不太敏感，但對安全性要求高的客車廠商則更青睞磷酸鐵鋰電池。
比如，2019年亮相倫敦的Enviro 400 雙層純電動巴士，搭載的就是中國比亞迪公司的磷酸鐵鋰電池，續航裡程在160英裡左右。
圖為比亞迪純電動巴士
在中國，2014年和2015年左右，磷酸鐵鋰電池的市佔率曾高達55%-70%，但是從2017年開始，隨著國家新能源汽車補貼政策向高能量密度電池和高續航裡程電動車傾斜，再加上三元鋰電池技術不斷進步，磷酸鐵鋰電池的市場佔有率開始下降。
動力電池應用分會研究部統計數據顯示，2019年上半年，中國新能源汽車動力電池裝機總量為30014.37MWh，同比增長94.29%。其中，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池裝機量佔比分別為71.14%與26.97%，三元鋰反超態勢愈加明顯。
從全球電動汽車的電池裝配情況來看，三元鋰電池也暫時更勝一籌。
根據麥肯錫諮詢公司統計數據，除中國外，全球其他國家和地區的車用動力電池裝機量中，三元鋰電池佔比高達90%以上。
據推算，這一比例在2020年將可能達到98%。特別是NMC622和NMC811兩個型號的電池，將快速佔領市場。
圖為麥肯錫預測未來動力電池裝機情況
可以想見，未來三元鋰電池的技術水平還會不斷進步。如果真是大勢所趨，特斯拉又何必放棄現有的技術路線？
在某種程度上，這一轉變的內在動因與三元鋰電池的必備原材料「鈷」密不可分。想要擺脫鈷的其實也不止特斯拉，日本電池產業近年來一直在致力於「降鈷」和「去鈷」。松下就曾明確表示要在不久的將來推出完全不含鈷的電池，以此應對日益高漲的鈷價。
從根源上看，特斯拉「去鈷」的背後，反映出的是整車廠和電池製造商們在面對極速擴大的電動汽車市場時，所產生的極度「鈷資源焦慮」。
3
鈷資源焦慮
鈷是什麼？
作為一種用途非常廣的金屬，鈷在商業、工業和軍事等多個領域的價值之高，甚至可以被視為戰略資源。
在車用三元鋰電池中，「鎳」與車輛的續駛裡程息息相關，但鎳的用量越多，熱不穩定性越高。而「鈷」的加入可以很好的抵消這種不穩定性，防止鎳產生的熱量炸毀電池。
與此同時，鈷在車輛反覆充電過程中，還可以起到保護和延長電池壽命的作用。可以說，鈷起到了平衡車輛安全與性能表現的作用。
除了用於生產製造動力電池，鈷的身影還出現在燃氣輪機的合金部件、汽車安全氣囊、石油化工業催化劑、硬質合金和金剛石工具、耐磨耐蝕合金、染料和顏料等許多工業領域。
然而目前一個嚴峻問題是，全球鈷金屬資源儲量和分布情況很不樂觀。
根據美國地質調查局（U.S. Geological Survey）統計數據，2018年全球探明鈷礦資源儲量只有不到700萬噸，產量約14萬噸，且大部分集中在剛果。2018年，剛果共和國佔全球鈷產量的64%、佔全球鈷資源儲量的49%。
雖然不排除在今後這段時間，還會有新的鈷礦被發掘出來，且鈷還常常作為開採銅或鎳的副產品。但就目前的情況來看，全球鈷資源依舊十分稀缺。
圖為美國地質調查局「全球鈷產量與儲量統計」
不僅如此，作為全球產鈷大戶，近年來剛果民主共和國政局頻繁波動，上遊產業鏈能否實現平穩輸出尚未可知。
實際上，剛果的鈷開採業已經出現了嚴重問題。
據英國《每日郵報》報導，2019年底，蘋果、谷歌、特斯拉、微軟、戴爾五家美國科技巨頭，被指控在剛果開採鈷的過程中剝削童工勞動力。
據悉，這些童工基本上是在沒有任何安全保護設備的情況下，使用原始工具在鈷礦進行手工作業，由於礦井坍塌等原因，已經造成5名兒童死亡和11名兒童受傷。
更令人不安的是，未來人類社會對於鈷資源的需求還將有增無減。
根據麥肯錫材料研究所和基準礦物情報機構的預測，到2023年，全球對鈷的需求至少翻一番，超過21萬噸。其中，僅是電池製造一項就將佔14萬噸，佔總需求量的三分之二。
圖為麥肯錫「全球鈷資源需求趨勢」
由此來看，全球鈷產量必須達到10%的年增長率，才能跟上人類社會的資源需求。
以電動汽車產業為例進行估算，可以更直觀地發現風險所在。
目前一輛配備85kWh電池組的特斯拉大約需要8-10公斤鈷。業界預測，全球電動車年產量在2025年將會增至1300萬到1800萬臺，到2030年達到2600萬到3600萬臺的高點，是2019年產量的近10倍。
假設全部電動汽車都配置同樣的電池組，那麼照此估算，到2025年，僅僅是這一年用於生產製造電動汽車的電池，就需要至少10萬噸鈷。而2018年全球的鈷產量也只有14萬噸而已。
更何況，與特斯拉們爭奪鈷資源的還不只有汽車同行，包括蘋果、三星、微軟等跨國科技巨頭商都是電池市場的大客戶。
在這期間，如果上遊鈷礦資源的開採工作出現任何變故，都有可能打破預想的供需平衡；另一方面，如果下遊電池技術沒有實現重大突破，或者出現了其他需要大量使用三元鋰電池的設備場景，鈷資源也將出現嚴峻的供給赤字。
從成本角度來看，企業「去鈷」的背後更是一道不算複雜的算術題。
據測算，目前電池組約佔整車成本的40%左右，三元鋰電池正極材料又佔電池組成本的40%。其中，鋰、鈷、鎳三種材料目前的全球均價之比為3：6：1，鈷的使用成本最高。
近兩年，在供需關係的作用下，鈷價也水漲船高。美國地質調查局數據顯示，美國現貨市場的鈷價已經從2014年的約14美元/磅，上漲到2018年的38美元/磅。
在引發中國股市鈷板塊大幅波動的路透社新聞中，知情人也明確提到這樣一條信息：「特斯拉正在中國電池製造商溝通，提供一種比現有動力電池更便宜的替代方案。據悉新電池的成本降幅將達到兩位數。」
早在2018年，馬斯克就曾表示要將下一代電池的鈷含量「削減至零」。
當前，國產特斯拉的量產進程正在上海超級工廠快速推進。為了在競爭異常激烈的中國電動汽車市場爭取最大份額，特別是要與寶馬、戴姆勒等來勢洶洶的傳統豪華車品牌正面對決，特斯拉產品的降本壓力不可謂不大。
也正是根據「無鈷」「降本」等線索，不少媒體和業界人士認為，特斯拉即將大規模推進的可能就是磷酸鐵鋰電池。
這樣的推測雖然不無道理，但也並無實錘。
路透社新聞中有這樣一句話：「目前尚不清楚特斯拉會在多大程度上採用磷酸鐵鋰電池，但是這家製造商並沒有打算放棄使用鎳鈷鋁(NCA)電池。」
可見，放棄一條技術路線並非易事。現在就要評斷哪條技術路線可以勝出，也為時過早。
4
我們需要怎樣的電池？
這幾年的動力電池市場十分熱鬧。
一方面，磷酸鐵鋰和三元鋰電池技術分別取得了不小的進步，兩種路線固有的優劣勢正在慢慢消解。
在三元鋰電池方面，高鎳化趨勢已經十分明顯。由於具有較高的能量密度和更低的鈷含量，NCM811就被普遍視為鋰離子電池的未來。2017年下半年以來，國內各大電池廠商——寧德時代、國軒高科等，都在爭相加碼NCM811電池的研發和生產。
磷酸鐵鋰電池在最近一段時間也得以「翻紅」。不久前比亞迪推出的「刀片電池」，就是將電池做成刀片形狀，疊起來使用，據悉可以在一定程度上解決磷酸鐵鋰電池能量密度偏低的問題。
另一方面，所謂的路線之爭也遠不限於磷酸鐵鋰和三元鋰電池，不少新技術正在前進的路上。
固態電池就是案例之一。所謂固態電池，是一種使用固體正負極和固體電解質，不含有任何液體，所有材料都由固態材料組成的電池，在安全性和能量密度方面具有很高競爭力。
目前，豐田、寶馬、雷諾日產三菱都宣布正在探求加緊推進固態電池技術的研發測試。就連一開始不看好純電動汽車的豐田，都在積極推動固態電池落地。
據悉，搭載最新固態電池技術的豐田電動汽車將於2020年東京奧運會亮相，在2025年左右可實現大規模生產。
技術進步永無止境。
無論對於企業、消費者還是政策制定者，立場雖各有不同，但在評判與選擇技術路線時卻同樣應該慎重。
第一，技術發展的節奏和速度自有規律，特別是對於動力電池技術而言，盲目求快可能適得其反。
眾所周知，晶片技術的發展速度非常之快，這是因為其遵循摩爾定律——集成電路上的可容納的電晶體數量，每隔18個月就會增加一倍，相應的性能也就提升一倍。
但是動力電池技術卻不適用於這一定律，結果電池技術進步速度遠不及晶片等領域。因此，無論追求提升能量密度，還是「減配」降本，盲目求快不僅欲速不達，還有可能暗藏風險。
在全球範圍內，都曾出現過由於過分追求高能量密度和高充電倍率，引發安全事故的案例，應該引以為戒。
第二，作為搭載在汽車民品上的動力電池，技術路線的選擇應該回歸應用場景。
換言之，普通消費者需要怎樣的電池，取決於汽車要開向何方、用在何處。
比如，當中國剛剛開始推動新能源汽車發展之時，技術瓶頸是主要矛盾，裡程焦慮成為消費者不敢買、產業無法落地的重要因素。因此，補貼政策一度向著高能量密度和續駛裡程的方向傾斜，三元鋰電池由此實現逆勢反超。
如今，隨著電池技術的快速進步和市場的迅速鋪開，業界和消費者對於新能源汽車的使用場景有了更清晰的認識。
比如，在城市地區，許多家庭選擇新能源汽車作為「第二輛車」，主要用於老年群體出行或接送孩子上下學。在這種情況下，如果所有電動汽車都花費大成本去追求高續航能力，與消費端需求其實並不相符。
在這種情況下，中國的新能源汽車產業政策對於能量密度指標已有所弱化，其背後的推動力就是讓技術回歸市場、回歸應用。
第三，注重從更宏觀的能源安全視角，去審視產業技術路線。
從全球汽車動力燃料的衍變軌跡可以看出，很多時候推動產業方向發生偏轉的力量，來自於能源供給結構的變化。
當今大部分國家和地區的能源戰略中，多元化都是一個重要基點。新能源汽車的出現與發展正與這一出發點密切相關。
國際能源署2011年發布的《電動汽車與插電式混合動力汽車技術路線圖》預測，全球汽車產業格局在未來很長一段時期還將繼續保持多種燃料方式並存的格局：到2050年，插電式混合動力、純電動和氫燃料電池作為最重要的三條技術路線，將與壓縮天然氣、傳統汽油車等共分全球乘用車市場份額。
而這還只是能源層面，如果從上遊原材料角度來看，還能根據構成和配比細分出許許多多技術路線。特別是在各個國家都大力推動電動汽車的時期，鋰、鈷等金屬，其地位與產業戰略資源無異。
從企業角度而言，特斯拉「去鈷」或許只是一場商人的精打細算。
但從國家產業安全和資源安全的角度來看，「鈷事」卻非小事，應引起重視。