コバルトのサプライチェーンを解説:DRCの鉱山からEVバッテリーまで

コバルトのサプライチェーンとは
コバルトのサプライチェーンは、コンゴ民主共和国(DRC)の零細・工業用鉱山およびインドネシアのニッケル・コバルトHPAL処理プラントから始まります。その後、中国が圧倒的なシェアを誇る水酸化コバルトおよび硫酸コバルトの精製を経て、バッテリー前駆体の化学品製造へ、そして最終的には電気自動車(EV)、家電製品、蓄電システムに使用されるリチウムイオン電池へと繋がります。現在、中国はあらゆる精製工程で支配的な地位を占めています。一方で、コバルトを一切含まないLFP(リン酸鉄リチウム)電池の台頭が、このサプライチェーンの長期的な軌道を大きく変えようとしています。


目次

  1. なぜコバルトが重要なのか:偏在という課題を抱えるバッテリー金属
  2. 第1段階:採掘 — DRCとインドネシア
  3. 第2段階:加工 — 水酸化コバルト、硫酸コバルト、精製金属
  4. 第3段階:バッテリー前駆体(pCAM)
  5. 第4段階:バッテリーセル製造 — NMCおよびNCAカソード
  6. 第5段階:最終製品 — EV、電子機器、航空宇宙
  7. 中国の役割:あらゆる加工段階における支配的地位
  8. 取引可能な商品としてのコバルト:価格の歴史とボラティリティ
  9. LFPへの転換:コバルトフリー電池がサプライチェーンをどう変えるか
  10. よくある質問
  11. 重要なポイント

なぜコバルトが重要なのか:偏在という課題を抱えるバッテリー金属

コバルトは、リチウムイオン電池を安定させる金属です。

高級電気自動車や電子機器で主流のNMC(ニッケル・マンガン・コバルト)カソードにおいて、コバルトはカソード材料の結晶構造を安定させ、高温時の酸素放出を防ぎ、エネルギー密度とサイクル寿命の両方を向上させる役割を果たします。NMCカソードからコバルトを取り除くと、電池の安定性は低下し、寿命は短くなり、熱暴走(電池が発火する現象を指すエンジニアリング用語)のリスクが高まります。

もしコバルトが世界中に均等に分布していれば、この機能的な必要性は管理可能な供給課題となっていたでしょう。しかし、現実はそうではありません。

DRCは世界のコバルト埋蔵量の約46%を保有し、年間供給量の約84%を採掘しています。また、DRCは政治的に最も不安定な国の一つであり、世界的なガバナンスや人間開発指数においても常に最下位層に位置しています。世界的なエネルギー転換に不可欠なバッテリー材料の供給が、単一の高リスク国を経由しているという現状は、米国、EU、日本、韓国、中国において国家的な重要鉱物戦略を策定させるきっかけとなりました。

コバルトのサプライチェーンは、脆弱性の研究そのものです。鉱山レベルでの地理的な偏在、中国の精製セクターによる支配、そしてコバルトフリー電池という技術主導の需要破壊に直面しているからです。


第1段階:採掘 — DRCとインドネシア

DRC:工業用および零細採掘

DRCのカタンガ銅帯、特に南東部のルアラバ州でコバルト採掘の大部分が行われています。ここのコバルトは銅採掘の副産物であり、銅鉱石が選鉱場、製錬所、精錬所を経て処理される過程で抽出されます。

工業用鉱山は、主に以下の企業が所有する大規模な機械化事業です。
– Glencore (Katanga Mining, Kamoto Copper Company):DRCおよび世界最大の単一コバルト生産者。
– China Molybdenum (CMOC):世界最大級のテンケ・フングルーメ(Tenke Fungurume)銅・コバルト鉱山を運営。
– Ivanhoe Mines:カモア・カクラ(Kamoa-Kakula)銅プロジェクト(コバルトクレジットを含む)。
– Eurasian Resources Group:Metalkol RTRプロジェクト(尾鉱の再処理)。

零細・小規模採掘(ASM)は、DRCのコバルト生産量の推定15〜25%を占めています。ASMのコバルトは、個々の作業員が手作業で掘削する非公式な採掘現場で採取されており、児童労働、鉱山の崩落、コバルト粉塵への曝露といった危険な問題と結びついています。大手EVメーカーや電子機器メーカーは、ASMへの懸念に対応するため、供給網のデューデリジェンスプログラム(Apple、Tesla、Samsung、LGなどがコバルト調達方針を公開)を実施しています。

インドネシア:HPAL処理

インドネシアはコバルトの一次鉱床から直接採掘するわけではありません。その代わりに、HPAL(高圧酸浸出)法を用いてニッケルラテライト鉱石からニッケルとコバルトを処理する過程で副産物としてコバルトを抽出しています。これは、高温・高圧下で硫酸を用いてラテライト鉱石からニッケルとコバルトを溶出させる技術です。

インドネシアの主要なHPAL拠点はスラウェシ州とマルク州に集中しており、主に中国資本の合弁会社(Huayou Cobalt、GEM、Lygend Resources)が運営しています。インドネシアのコバルト生産量は、2021年の約2,700MTから2024年には約44,000MTへと1,500%以上増加しましたが、これは完全にHPALへの投資によるものです。

HPALは、ニッケル、コバルト、マンガンを含むスラリーである混合水酸化物沈殿物(MHP)を生成し、これがバッテリーグレードの化学品へと精製されます。


第2段階:加工 — 水酸化コバルト、硫酸コバルト、精製金属

DRCの鉱山から得られた粗コバルトは、水酸化コバルト(コバルト含有量約30〜40%の暗褐色のペースト)または銅精鉱に含まれるコバルトとして出荷されます。インドネシアのHPALは混合水酸化物沈殿物(MHP)を生成します。これらの中間製品は、バッテリーサプライチェーンに入る前にさらなる加工が必要です。

コバルトの処理経路:

中間製品 供給源 次の工程
水酸化コバルト DRCの銅・コバルト鉱山 硫酸コバルトまたは金属への精製
混合水酸化物沈殿物(MHP) インドネシアのHPAL 硫酸コバルトへの精製
硫酸コバルト(CoSO₄) 精製水酸化物/MHP pCAM(バッテリー前駆体)製造
コバルト金属(純度99.8%以上) 精製水酸化物 LME納品、超合金、その他の産業用途

中国の加工における優位性:

DRCからの水酸化コバルトとインドネシアからのMHPのほぼすべてが、精製のために中国へ送られます。Huayou Cobalt、GEM(Green Eco-Manufacture)、Ganfeng Lithium、Zhejiang Huayou Cobalt、CNGRといった中国企業は、世界最大のコバルト精製能力を保有しています。世界の硫酸コバルト生産の約80〜85%が中国で行われています。

この加工の集中は、DRCやインドネシアが鉱山生産を維持できたとしても、粗コバルトからバッテリーグレード材料への変換を中国がコントロールしていることを意味します。中国による硫酸コバルトの輸出規制が実施されれば、代替的な鉱山供給があったとしても、中国以外のバッテリーメーカーは即座に制約を受けることになります。


第3段階:バッテリー前駆体(pCAM)

硫酸コバルトは、前駆体カソード活性材料(pCAM)の段階でバッテリーのサプライチェーンに組み込まれます。

pCAMとは何か?

pCAMは、ニッケル・マンガン・コバルトの混合水酸化物粉末であり、実際のカソード活性材料(CAM)の前駆体となります。これは、硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸コバルトを目標とするバッテリー化学組成に応じた適切な比率(NMC 811の場合はニッケル:マンガン:コバルトを約8:1:1の比率)で混合し、沈殿させ、洗浄・乾燥させることで製造されます。

pCAMのサプライチェーン:

pCAM製造は資本集約的であり、技術的にも高度な要求がなされます。粒子径、形態、化学組成を精密に制御しなければ、一貫した品質のバッテリーグレード材料は作れません。主要なpCAM生産者は中国企業です:

韓国企業(Ecopro、POSCO Future M)や日本企業(住友金属鉱山)もpCAMを生産していますが、規模は中国大手に比べると小規模です。

pCAMはその後、リチウム源(水酸化リチウムまたは炭酸リチウム)と共に焼成(炉内で高温加熱)され、最終的なカソード活性材料(CAM)が生成されます。この焼成工程により、ニッケル・マンガン・コバルト水酸化物が、バッテリーセルに使用されるリチウムニッケルマンガンコバルト酸化物(NMC)へと変換されます。


第4段階:バッテリーセル製造 — NMCおよびNCAカソード

カソード活性材料はバッテリーセルメーカーに供給され、アノード(通常は黒鉛)、電解液、セパレーターと組み合わされてバッテリーセル構造が完成します。

主要なNMC/NCAバッテリーセルメーカー(コバルト含有):

NMCカソードの化学組成とコバルト含有量:

化学組成 Ni:Mn:Co比率 コバルト含有量(約) 備考
NMC 111 1:1:1 カソード質量の約20% 旧式、低エネルギー密度
NMC 622 6:2:2 カソード質量の約12% 移行期化学組成
NMC 811 8:1:1 カソード質量の約6% 2020年以降、EVで主流
NMC 9-0.5-0.5 9:0.5:0.5 カソード質量の約3% 開発中、極低コバルト

傾向は明らかです。NMCの世代が変わるごとにコバルトの使用量は減り、ニッケル(エネルギー密度を高める)の比率が高まっています。このコバルト含有量の「節約」により、バッテリー容量1kWhあたりのコバルト需要が削減されており、この過去10年間にわたる構造的な下方圧力が続いています。


第5段階:最終製品 — EV、電子機器、航空宇宙

電気自動車(EV):

EVはコバルトの最大かつ最も急速に成長している最終市場です。標準的な高級EVバッテリー(NMC 811、容量約75kWh)には、約8〜12kgのコバルトが含まれています。2024年の世界EV販売台数は1,700万台を超えました。NMC搭載EV 1台あたり10kgのコバルトを使用すると仮定すると、1,700万台のNMC EVには約17万MTのコバルトが必要となり、これは現在の世界の年間鉱山生産量に匹敵します。

しかし、すべてのEVがNMCを使用するわけではありません。LFP電池搭載のEV(BYDの全ラインナップ、Teslaの標準レンジ、およびVolkswagenなどの普及モデル)はコバルトをゼロにしています。NMCとLFPの市場シェア比率が、EVセクターが実際に消費するコバルト量を決定します。

家電製品:

スマートフォン、ノートPC、タブレット、電動工具は、NMCよりも単純かつコバルト含有量が高いリチウムコバルト酸化物(LCO)カソード化学を使用しています。LCOは質量の約60%がコバルトです。家電製品のコバルト需要は概ね安定しています。ユニット数は増加していますが、デバイスの効率が向上しているほか、メーカーの一部はコバルト含有量の低いリチウムポリマー電池にシフトしています。

航空宇宙合金:

コバルトの最初の工業的用途は、ジェットエンジンやガスタービン向けの超合金でした。コバルト基合金(Inconelなどのニッケル・コバルト合金)は、ガスタービンの高温部に耐える性能を持っています。新型コロナウイルス後の航空産業の回復と拡大に伴い、航空宇宙用合金からのコバルト需要も増加しています。ただし、これはバッテリー分野に比べればはるかに小さな市場です。

蓄電システム(ESS):

ユーティリティ規模のバッテリー蓄電システム(BESS)は、コバルト需要を牽引する新たな要素です。定置用蓄電池には移動用EVのような重量やサイズの制約がないため、LFPが主流の化学組成となっています(固定設置であれば、LFPのキログラムあたりのエネルギー密度の低さはそれほど問題になりません)。これが、蓄電ブームにおけるコバルトの関与をさらに限定的なものにしています。


中国の役割:あらゆる加工段階における支配的地位

コバルトのサプライチェーンにおける中国の地位は極めて特異です。特定の段階で支配的というわけではなく、採掘後のすべての加工段階で支配的だからです。

サプライチェーンの段階 中国のシェア
コバルト採掘(直接) 約7%(国内生産)
水酸化コバルト精製 世界容量の約85%
硫酸コバルト生産 約80〜85%
pCAM製造 約70〜75%
バッテリーセル製造(総計・全化学組成) 約75〜80%

中国企業は垂直統合を強力に進めています。Huayou CobaltはDRCのコバルト鉱山、インドネシアのHPALプラント、中国の水酸化物精製所、pCAM製造を所有し、バッテリーセル製造にも投資しています。GEMはコバルトのリサイクル、硫酸コバルト生産、pCAM、バッテリーセル部品を管理しています。CATLはバッテリーセル製造を管理し、上流の採掘および材料分野にも投資しています。

この垂直統合により、中国企業はDRCの鉱山からEVバッテリーに至るまでのあらゆる段階で価値を獲得しています。中国以外のバッテリーメーカー(LG、Samsung SDI、SK Innovation、Panasonic)は、多くの場合、pCAMやCAMを中国のサプライヤーから購入しなければならず、西側諸国が戦略的な脆弱性と見なす構造的な依存関係が生じています。

米国のIRA(インフレ抑制法)やEUの重要原材料法は、いずれも非中国圏でのコバルト精製やバッテリー製造を奨励するための規定を盛り込んでいます。しかし、代替的な精製能力を構築するのは10年単位のプロジェクトであり、政策意図とサプライチェーンの現実との間には大きな隔たりがあります。


取引可能な商品としてのコバルト:価格の歴史とボラティリティ

コバルトの価格の歴史は極めて不安定で、銅、ニッケル、その他の工業用金属よりもはるかに激しい変動を示します。

価格変動の主な局面:

期間 LMEコバルト価格(目安) 主な要因
2016年 25,000ドル/トン 低迷期。EV需要が織り込まれていない
2018年ピーク 95,000ドル/トン EV需要への投機的期待、DRC供給の不透明感
2019年 30,000ドル/トン DRC供給急増、Glencore Mutanda再開
2022年ピーク 約82,000ドル/トン ロシア制裁、供給停止の懸念
2024年 25,000〜30,000ドル/トン インドネシアHPAL供給急増、LFPへの転換

2017〜2018年の価格急騰と暴落:

2016年初頭から2018年半ばのピークにかけて、コバルト価格は4倍に跳ね上がりました。これはEV需要の予測による投機的な買いが主導しました。その後の暴落は、副産物特有のダイナミクスを浮き彫りにしました。Glencoreが2019年に巨大なMutanda銅・コバルト鉱山の操業を再開(コスト面から停止されていた)すると、コバルト供給が急増し、価格は18ヶ月足らずで95,000ドルから30,000ドルまで急落しました。

副産物コモディティのパラドックス:

コバルトは主に銅とニッケルの副産物であるため、価格変動は純粋なコバルトの需給力学によってのみ決定されるわけではありません。銅やニッケルの採掘者が、いつ、コバルト成分を販売可能な形に精製するのかという判断に左右されます。LMEのコバルト先物を取引するトレーダーは、最終的には単なるコバルト需要だけでなく、銅採掘の経済性とDRCの生産率を考慮に入れているのです。

これが、コバルトの価格行動を、金や銅といった主要金属とは本質的に異なるものにしています。LMEのコバルト市場の取引量は銅やアルミニウムに比べて薄く、大口注文が価格を大幅に動かしやすい特性があります。


LFPへの転換:コバルトフリー電池がサプライチェーンをどう変えるか

リン酸鉄リチウム(LFP)電池は、地球上で最も豊富で安価な材料であるリチウム、鉄、リンを使用しています。これにはコバルトもニッケルも一切含まれておらず、そのサプライチェーンはDRCとは完全に独立しています。

なぜLFPが急速に普及したのか:

  1. コスト:LFPセルは、同等のNMCセルよりも製造コストが約20〜30%安価です。
  2. 安全性:LFPカソードは構造的に安定しており、熱暴走の可能性が極めて低いです。
  3. サイクル寿命:LFP電池は容量劣化までの充放電回数が多く、NMCの1,500〜2,000サイクルに対し、3,000〜5,000サイクル以上が可能です。
  4. サプライチェーンの単純さ:DRCのコバルトが不要で、供給集中リスクがありません。

トレードオフ:

LFPはNMCよりもエネルギー密度が低く、NMCの200〜260Wh/kgに対し、約150〜180Wh/kgにとどまります。つまり、同じ航続距離を得るためには、より大きく重いバッテリーパックが必要です。都市部のコンパクトカーであれば許容範囲ですが、長距離走行が求められる高級EVにおいては依然として不利な点です。

市場シェアの推移:

世界最大のEV販売メーカーであるBYDは全モデルにLFPを採用しています。Teslaも全標準モデルでLFPを採用しています。この傾向は構造的なものであり、一時的なサイクルではありません。

これがコバルトのサプライチェーンに意味すること:

LFPの成長はコバルト需要を完全になくすものではなく、需要の伸びを抑えるものです。高級EVセグメント(長距離、高性能)は引き続きNMCを使用し、家電製品(スマートフォン、ノートPC)は依然としてコバルトを含むLCO化学を使用します。航空宇宙用超合金も変わらずコバルトを必要とします。コバルトの総需要は今後もプラス傾向にありますが、2018年に95,000ドル/トンまで押し上げた強気シナリオと比較すると、はるかに低いものになるでしょう。


よくある質問

バッテリーにおけるコバルトの用途は何ですか?

コバルトは、NMC(ニッケル・マンガン・コバルト)およびNCA(ニッケル・コバルト・アルミニウム)リチウムイオン電池のカソードに使用されます。カソードの結晶構造を安定させ、エネルギー密度を向上させ、熱劣化を抑え、熱暴走(バッテリー火災)のリスクを下げる役割があります。バッテリーメーカーは、 successiveなNMC世代(NMC 111からNMC 622、NMC 811へ)を通じてバッテリーあたりのコバルト含有量を削減してきましたが、高級EVバッテリーの大部分には依然としてコバルトが含まれています。

なぜコバルトのサプライチェーンは中国を経由するのですか?

中国は2010年代初頭から、バッテリーメーカーが必要とする硫酸コバルトや前駆体のために、コバルト処理・精製インフラに多額の投資を行いました。さらに中国企業はDRCのコバルト鉱山を買収し、インドネシアにHPALプラントを建設しました。その結果、中国は現在、世界の水酸化コバルト精製と硫酸コバルト生産の約80〜85%を支配しています。中国以外のバッテリーメーカーは、処理済みのコバルトを中国のサプライヤーから調達するか、代替的な処理能力(10年単位のプロジェクト)を構築するしかありません。

水酸化コバルトとは何ですか?

水酸化コバルトは、DRCの銅・コバルト鉱山で銅処理の副産物として生成される中間製品で、コバルトを約30〜40%含む暗褐色のペーストまたは粉末です。これはDRCから輸出されるコバルトの主要形態であり、中国に送られて硫酸コバルト(バッテリー用)やコバルト金属(LME納品および超合金用)へと精製されます。

LFPとは何か、なぜコバルトにとって脅威なのですか?

LFP(リン酸鉄リチウム)はコバルトを一切含まないバッテリーの化学組成です。LFP電池はNMC電池よりも安価で安全かつ長寿命ですが、エネルギー密度は低くなります。中国のEVメーカーが2021年からLFPを大規模に採用し、2023年には世界のEVバッテリー搭載量の約40%を占めるに至りました。LFPはコバルトを含まないため、その成長は直接的にEV部門からのコバルト需要の増加を制限します。

コバルトの価格はどれくらい不安定ですか?

コバルトは主要な工業用金属の中で最も価格ボラティリティが高いものの一つです。LMEのコバルト価格は、25,000ドル/トン(2016年、2024年)から95,000ドル/トン(2018年ピーク)の間を変動し、6年以内のサイクルで大きく戻ることもあります。この極端な変動は、副産物という特性(銅鉱山がコバルト成分を精製し始めると供給が急増する)、薄いLME取引量、そしてEV市場のセンチメントと連動した投機的需要サイクルを反映しています。

HPALとは何か、なぜコバルト供給において重要ですか?

HPAL(高圧酸浸出)は、高温・高圧下で硫酸を用いてニッケルラテライト鉱石からニッケルとコバルトを抽出する化学プロセスです。インドネシアは主たるコバルト鉱床を持たないにもかかわらず、ニッケルラテライト処理の副産物としてコバルトを抽出することで、主要なコバルト生産国となりました。HPALは、ニッケル、コバルト、マンガンを含む混合水酸化物沈殿物(MHP)を生成します。インドネシアのHPALによるコバルト生産量は、2021年から2024年の間に約2,700MTから約44,000MTへと急成長しました。


重要なポイント

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