一旦海外鋰礦進口被掐斷,國內(nèi)動力電池企業(yè)將面臨比華為更嚴峻的考驗,可以說毫無緩沖期可言。
1996年,通用汽車(NYSE:GM)搞了個新玩意:命名為EV1的純電動汽車。
這款車的外形時髦,內(nèi)飾精致,搭載鉛酸電池,用220V的家用電源,三個小時即可充滿。但卻有個致命的問題:雙短。
所謂雙短,一是續(xù)航短,加滿電,只能勉強開100公里出頭,從北京跑不到天津。二是壽命短,如果“日行一百”,只能堅持四年。
作為造車老師傅,通用不是不知道這玩意不行。這實在是個無奈選擇——當?shù)卣闩欧欧ò柑崃藗€要求,在加州銷售汽車的公司,必須在規(guī)定時間內(nèi)銷售一定比例的電動車。
通用深知EV1的短處,因此對“百里快樂王”的策略是只租不售。即便如此,在出生后的9年里,EV1也只生產(chǎn)了1100輛。2005年5月13日,最后一批EV1登上拖車,被拉進了拆車廠。
EV1與公路永別,但人們對電動汽車的關(guān)注,卻并未因此而衰。在電動車路線上,電池問題的解決,被視為“三大電”的明珠。2017年,特斯拉推出采用鋰電池的“Roadster”車型,對外宣稱續(xù)航里程近1000公里,再次將電動車推向臺前。
在此后的幾年里,電動車是最火爆的產(chǎn)業(yè)。在世界各國的“碳中和”目標下,不使用化學燃料的電動車獲得了更大空間,也給產(chǎn)業(yè)鏈上的電池供應商帶來了大考驗——除了提供更好的電池,電池產(chǎn)能也是個現(xiàn)成問題。
這是為什么?如果電池有供需缺口,解決方案是什么?
01 全球都缺“新石油”
動力電池之于電動車,相當于汽油與燃油車的關(guān)系,重要程度不言而喻。
2021年7月中旬,某造車新勢力TOP5企業(yè)董事長為拿到動力電池,在寧德時代蹲守一周。頭部企業(yè)拿貨尚且如此困難,動力電池短缺程度可見一斑。
根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2021年6月新能源汽車銷量為25.6 萬輛,同比增長1.4倍。
只上半年,新能源車銷量達120.6萬輛,同比增長2倍。據(jù)此預計,新能源乘用車全年銷量超過240萬輛,同比近乎翻倍。
新能源汽車日益龐大的市場缺口,給動力電池企業(yè)帶來確定性增量市場。據(jù)蓋世汽車不完全統(tǒng)計,2021年一季度,寧德時代、比亞迪、國軒高科、中航鋰電等動力電池企業(yè)相繼公布了20多個動力電池相關(guān)新投建項目,投資高達1600多億元,建設年產(chǎn)能超過350GWh。
億緯鋰能加碼押注,斥資24.5億元投建5條不同類型鋰電池生產(chǎn)線,累計產(chǎn)能約為12.2GWh。
即便如此,動力電池產(chǎn)能還是面臨巨大缺口。全球新興能源市場調(diào)研機構(gòu)SNE Research預測,到2023年,全球電動汽車對動力電池的需求達406千兆瓦時(GWH);而動力電池供應預計為335千兆瓦時(GWH),缺口比例約為18%。
千萬不要以為這個缺口會被時間填平,到2025年,這一缺口將擴大到約40%。
這其中的原因,便是動力電池所需的鋰原料緊缺。
作為鋰礦資源下游主要需求方,動力電池的爆發(fā)自然帶動鋰礦資源需求共振提升。以現(xiàn)有增速來看,興業(yè)證券預測2025 年鋰鹽需求或達到138萬噸LCE,年均復合增速或接近29%。
從鋰礦的現(xiàn)有儲量看,全球近91%的儲量主要分布在智利、阿根廷、美國、津巴布韋、葡萄牙、澳大利亞、中國、加拿大和巴西等9個國家。
截至2020年,我國鋰資源量為510萬噸,占全球總資源量的5.94%;鋰資源儲量為150萬噸,占全球總資源儲量的7.12%;2020年中國鋰金屬產(chǎn)量為1.4萬噸,折合約7.5萬噸LCE,占全球總產(chǎn)量的17.03%。
中國是鋰鹽加工大國,但鋰資源卻高度依賴進口。2019年國內(nèi)利用自身的鋰資源加工的基礎鋰鹽僅為6.5萬噸,其余鋰精礦依賴進口,共進口172萬噸鋰輝石精礦,且進口礦石主要都來自澳大利亞。
雖然經(jīng)過國內(nèi)從業(yè)企業(yè)多年布局,贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)等紛紛入股海外鋰礦,試圖保證鋰礦供給暢通。但是求人終歸不如求己,在鋰礦石資源高度依賴進口的前提下,終究存在被“卡脖子”的風險。一旦因為某些外部因素導致國內(nèi)企業(yè)持股礦場停止供貨,國內(nèi)鋰礦供應勢必會出問題。
故此,國內(nèi)動力電池領域亟需尋求新技術(shù),緩解動力電池產(chǎn)能不足和鋰礦資源供給不足等問題。采用“鈉離子”技術(shù)的蓄電池應運而生。
02 跳出安全圈,嘗試新材料
從目前披露的消息來看,鈉離子電池最遲已經(jīng)于2020年量產(chǎn),現(xiàn)階段已經(jīng)在儲能領域落地。
今年6月中旬剛上市的愛瑪科技,7月份在經(jīng)銷商大會上宣布推出鈉離子電池,未來將用于電動兩輪車。而鋰材料動力電池龍頭寧德時代,如今正在推動鈉離子電池向動力電池領域拓展。
2020年,中科海鈉量產(chǎn)了全球首款具備自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品化鈉離子電池。今年6月底,中科海鈉和山西新陽清潔能源主導的,1MWh鈉離子儲能系統(tǒng)在山西落地。
針對目前已經(jīng)落地的儲能領域,在鈉離子儲能系統(tǒng)落地之前,主要采用容量衰減至80%以下,驗證過安全可靠的動力電池,即依法依規(guī)強制報廢的鋰電池。這種情況下,大批沒有通過安全驗證的廢舊電池就只能淘汰。
根據(jù)GGII材料,2018年動力電池回收總量中,用于梯次利用的電池量為2460噸,總回收拆解的電池量為10.93萬噸。由此可見,在電池回收領域,梯次利用的規(guī)模遠低于回收拆解的規(guī)模。
被淘汰的動力電池,只能回收其內(nèi)部鎳、鈷、錳以及鋰等礦材料;但由于鋰離子電池正極中的金屬離子、負極的碳粉塵,以及電解質(zhì)中的強堿和重金屬離子,在回收時對技術(shù)水平要求極高,稍有不慎就會危害環(huán)境和工作人員身體健康。
以目前技術(shù)來看,鋰電池制作過程中,電極材料中夾帶的非電解液和塑料,在回收必需的焙燒過程中,必然會分解出含氟、氯等危害物的氣體。故此,無論是從保護環(huán)境角度,還是保護從業(yè)人員角度出發(fā),鋰電池制備技術(shù)都亟需升級,或者直接選取新材料制備儲能用電池。
鋰離子電池目前在動力電池領域的應用,主要集中在電動汽車和電動二輪車領域。就電動汽車而言,鋰離子電池經(jīng)過充分驗證的工作效能,得到眾多廠家的信賴。鈉離子電池作為新興事物,自然難以撼動其堅固的市場地位,但是對于續(xù)航里程要求更低的電動二輪車而言,無疑是絕佳的使用場景。
在7月18日,浙江杭州發(fā)生的一起電動自行車自燃事件中,坐在后座的女孩被燒成重傷。
有消息稱,該自燃電動自行車所用電瓶,很可能是強制報廢的回收電池。電動自行車企業(yè)之所以采取這種電池,無非是為了謀取更大的利益而鋌而走險。如果有性價比更高,安全效能更強的替代品,是否可以有效降低這種情況的發(fā)生?
鈉離子電池在自然界分布廣泛,成本控制較鋰電池更為容易。
以11.5KWh為標準,如果用錳酸鋰正極,配石墨負極用于鋰離子電池,成本為1022美元;鋰元素占比約為4.3%,對應的錳基正極,鈉只需4.57美元,大幅節(jié)省38.95美元,由此帶來正極成本下降4%左右。從而推動電解質(zhì)鹽、過渡金屬、有機源材料等原材料成本共振下降。
至于鈉離子電池最高能量密度為150Wh,較鈉離子電池低50Wh;但是對于短途代步的電動二輪車而言,在大幅降低生產(chǎn)成本,且能維持與鋰電池較為相似的續(xù)航里程情況下,在電動二輪車賽道大范圍普及鈉離子電池存在明顯可能性,愛瑪科技或許正是第一個吃螃蟹的人。
將鋰離子電池從應用場景要求更低的電動二輪車中解脫出來,對于鋰離子動力電池而言,無疑是提升了鋰礦供給集中度,從而緩解國內(nèi)鋰礦供應不足的問題。
而在儲能領域,鈉離子儲能系統(tǒng)的落地,已經(jīng)客觀反映出監(jiān)管層對于鈉離子與鋰離子電池的功能劃分;即推動鈉離子電池在儲能領域的商用,弱化現(xiàn)階段鈉離子電池與鋰離子電池的成本差距問題。
如此看來,鈉離子電池相較于鋰離子電池而言,并不屬于同一競爭賽道。鈉離子電池主要應用場景,并不涉及目前鋰離子主要面向的動力電池領域。反而伴隨鈉離子電池的普及,可以為鋰離子電池節(jié)省面向電動二輪車的產(chǎn)能,從而加大對動力電池的產(chǎn)出,換取更大的利潤。
03 電池界的“海思備胎”
盡管鈉離子電池,目前主要面向電動二輪車和儲能領域,但不代表其不能運用在動力電池領域。
實際上,鋰電池自1997年至今,生產(chǎn)工藝一直停滯不前,針對鋰元素化學性質(zhì)活躍,提純難度大,回收難度大的工藝瓶頸一直沒有突破。儲量更大,化學性質(zhì)更穩(wěn)定的鈉元素成為替代之選。而且鈉和鋰從化學性質(zhì)上較為相似,可以迅速套用鋰電池技術(shù)。
更為關(guān)鍵的是,因為鈉元素化學性質(zhì)更穩(wěn)定,對寒冷天氣具有更好的耐受度,大幅降低寒冷天氣掉電的可能。即便是零下20度的環(huán)境中,鈉電池的電解質(zhì)仍然能夠穩(wěn)定放電。
故此,在未來鈉離子電池技術(shù)成熟時,無論是電子產(chǎn)品,還是電動汽車,都有更為廣泛的適用范圍。
比如在我國東北、內(nèi)蒙以及青藏高原等寒冷天氣居多的地區(qū),電動車普及度較低;且某些大牌手機因環(huán)境溫度較低,導致電池電壓低于正常使用電壓,從而無法開機,影響正常使用。
人無遠慮,必有近憂,對于企業(yè)而言也一樣。尤其是做大做強之后的細分賽道頭部企業(yè)。寧德時代之所以極力推進鈉離子電池在動力電池領域的應用,或許正是看到了近年來華為的遭遇。
海外限制華為的芯片供應,華為掏出“備胎”海思麒麟芯片,直接封鎖華為芯片供應,華為則直接拿出鴻蒙系統(tǒng)和你講“萬物互聯(lián)”。
專注動力電池領域的寧德時代,今年6月份動力電池裝機量已經(jīng)達到49%,依照目前不斷擴產(chǎn)的趨勢,該數(shù)據(jù)有望進一步提升。
而根據(jù)SNE Research數(shù)據(jù),2020年寧德時代在電動汽車上的裝機量為34GWh,市場份額達24.82%,排名全球第一。LG新能源裝機量為31GWh,市場份額22.63%,緊隨其后。
今年前五個月,寧德時代依然以22.1GWh的裝機量和27.1%的市場份額名列第一,LG新能源以21.7GWh的裝機量和26.6%的市場份額排名第二。顯然,寧德時代已經(jīng)對海外競爭企業(yè)形成優(yōu)勢,疊加比亞迪等國內(nèi)其他企業(yè)的占比,國內(nèi)企業(yè)在全球動力電池領域較海外企業(yè)有明顯優(yōu)勢。
但這種優(yōu)勢,是建立在鋰礦自給率只有20%的基礎上,一旦海外鋰礦進口被掐斷,以寧德時代為代表的國內(nèi)動力電池企業(yè),將面臨比華為更嚴峻的考驗,可以說毫無緩沖期可言。但是鈉離子電池技術(shù),卻可以為國內(nèi)動力電池企業(yè),提供不可多得的喘息的機會。
正如我國芯片產(chǎn)業(yè),早年間因為全球供應鏈運轉(zhuǎn)順暢,忽視了依托全球最完整的工業(yè)體系打造自己的光刻機供應鏈,導致近兩年頻頻被卡脖子,終究要補上這一環(huán)。寧德時代積極探索鈉離子電池技術(shù)在動力電池領域的應用,某種程度上,就是在研制動力電池領域的國產(chǎn)光刻機。