澳洲锂电池规模直指万亿美元的战略新兴产业

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锂电池规模直指万亿美元的战略新兴产业

锂电池首次商用是在1991年,日本索尼公司开发出用于便携式摄像机的锂电池。十年后,智能手机问世,锂电池为智能手机的推广作出了重要贡献。2008年,特斯拉电动轿车问世,开创了锂电池用途的又一重要领域。

尽管在采矿和制造锂电池的过程中会产生一些污染,但运用锂电池总体上减少温室气体和PM2.5的排放是不争的事实。在美国,轻型汽车(包括小汽车和厢型货车)的排放量占温室气体总排放的17%。

目前,电动汽车的电池组和电动机的制造成本要比中型燃油轿车高出4,000美元。但汽车专家相信,电动车在机械上比汽油发动机简单得多,运动部件更少,电池驱动的模型最终将占上风。根据瑞银集团(UBS)数据,到2022年,电动车和汽油车两者的价格差额将缩小到1,900美元,并将在十年中打平。美国通用汽车公司准备在2035年之前逐步淘汰汽油和柴油驱动的汽车。德意志银行的数据显示,去年电动车在美国,欧洲和中国市场上售出的新车中约占4%,高于2017年的1%。该银行预计,到2025年,电动车市场份额将达到22%。中国汽车工业协会发布数据显示,2020年9月,新能源汽车产销分别完成13.6万辆和13.8万辆,和去年同期相比分别增长48%和67.7%。

决定锂电池发展前途的两个关键指标是能量密度和充电次数。所谓能量密度通俗的说就是电池单位重量的发电量,根据这个图表,过去10年锂电池的能量密度翻了3倍。相信未来10年再翻一倍。目前电动车的电池重量大约在450-550kg之间,如果把电动车电池系统的重量减到200kg,这样就可以增加电池组把续航里程提高到 600公里以上,电动车全面取代燃油车的时代就会来临。

近年来动力电池技术不断提升,成本持续下降。特斯拉于 2020 年 9 月首次发布了4680型锂电池(松下技术)。这款产品减轻了重量,综合能使电动车续航里程提升 16%,并且降低生产成本 14%。

中国电动车巨头比亚迪推出了刀片电池,虽然能量密度没有特斯拉采用的三元锂电池高,但具有更好的热稳定性,电池升温缓慢,刀片电池包内部的空间利用率获得提高。比亚迪汉的续航里程可轻松达到605公里。

根据BloombergNEF的数据,每千瓦小时的动力电池价格从2010年的1160美元,已经下降到2019年的156美元,9年时间,价格下降了将近87%。

锂电池的下一步发展方向是开发固态电池。在目前的锂电池中,用到液态电解液,如果开发出不使用液态电解液的固态电池,锂电池将变得更轻、更小、更强有力、更安全,制造成本也会更低。

近年来,光伏和风能等新能源产业发展突飞猛进,目前光伏发电的成本已经和煤电差不多。但新能源发电受自然条件约束过多。例如光伏发电集中在白天,晚上就停摆,在整个电网系统中光伏发电最多只能占总发电量的30%-40%左右。光伏发电要想突破极限,就需要配置储能设施,这就为锂电池的应用开辟了一个新的广阔天地。将锂电池为主的蓄能电站和大量太阳能光伏发电板和风能电机连接起来,就能把大量电网无法接纳的风能和太阳能发电储存起来,在晚间再向电网供电。

2017年 一家法国公司出资,委托特斯拉在澳大利亚的南澳州建造了世界上最大的储能电池站。该储蓄电站的投资为9000万澳元,约为4.5亿人民币。电站功率为100兆瓦,可为三万多个家庭供电。电站的最基本原件是锂电池,每个锂电池长度均小于3英寸(70mm),直径小于1英寸(23mm),其工作原理与智能手机或笔记本电脑中的锂离子电池相同。 截至2018年6月30日的六个月中,储能站产生了1310万澳元的收入。其中近1200万来自与南澳州政府签订的为期10年的储备电力合同。

相对车用锂电池,储能电站电池对体积,重量的要求比较低,因此选择范围大,实现技术突破的概率也大。储能电池的价格下降的很快,实际上很多光伏储能装置用的是二手的汽车动力电池。

锂电池行业的战略地位必将越来越重要,发展成万亿美元规模的产业指日可待。也许在不久的将来,制造锂离子电池所需的矿物和制造产业链的重要性可以比肩石油。

目前,65%的锂电池在中国生产。过去十年来,制造锂电池的矿产品全球产量几乎增加了两倍,主要在澳大利亚和智利开采。美国和欧盟都在对锂电池相关的稀土开采,锂电池技术开发和产业链建设进行战略布局。


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