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全球動力電池“荒”,且看中國如何破局

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 來源:澎湃新聞

動力電池是新能源汽車的“心臟”,在一定程度上掌握著新能源汽車發展的命脈。對車企來說,動力電池就像懸在頭上的“達摩克利斯之劍”,其性能質量、生產供應和服務保障決定著新能源汽車的生命持久力。隨著新能源汽車熱度不斷提升,全球動力電池供需缺口引發電池“荒”,中國唯有突破動力電池產能、原材料、技術三大困境,化危機為先機,才能在這場全球競技中實現彎道超車占領優勢地位。

一、 全球動力電池供需缺口持續擴大

在新能源汽車產業持續高景氣發展的背景下,全球對新能源汽車動力電池的需求量穩步攀升。據市場機構EV Volumes統計,2020年全球汽車用動力電池裝機量同比增長 17%,達到 137GWh;2021年上半年,裝機量累計達到115.1GWh,同比增長155.8%。

圖1 2017-2025年全球鋰電池及動力型鋰電池需求量(裝機量)及預測(單位:GWh,%)

動力電池需求量不斷上漲,但全球鋰電池原材料卻面臨短缺。一方面,全球鋰礦、鈷礦、鎳礦等部分礦山資源在2020年經歷了停產、破產、合并,產能有所收縮,供應端存在不穩定因素,導致供應緊張。另一方面,受新冠疫情沖擊,相關企業的擴產計劃相應擱置或延后,同時由于化工類產品如電解液產能不足,造成原材料進一步短缺。

全球動力電池供需缺口將持續擴大。全球新興能源市場調研機構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),缺口約18%。到2025年,這一缺口將擴大到約40%。根據美國銀行最新發布的報告,由于需求快速拉升,市場短期內無法做好準備,動力電池供應或在2025年-2026年“售罄”,屆時各電池廠產能利用率都將超過85%;2026年-2030年間,“電池荒”可能進一步加劇。

圖2 2023-2025年全球動力電池供需缺口(單位:%)

中國動力(17.700, -0.14, -0.78%)電池短缺問題初見端倪。據動力電池聯盟數據,2021年上半年,中國動力電池累計裝車量 52.5GWh,同比上升 200.3%。發展勢頭強勁的同時,卻面臨著動力電池供應緊缺、車企需求得不到滿足的困境。目前,中國300家在冊生產動力電池的企業長期處于供不應求的狀態,目前多數企業的鋰電池生產線滿負荷運轉,估計產能瓶頸將在較長時間內一直存在。一場電池供應短缺的危機正在新能源汽車行業蔓延。

二、 中國動力電池三大難題亟待破局

(一)動力電池產能問題

中國電池生產企業未能正確預估市場走向。2020年,中國動力電池裝機量累計63.6GWh,同比增長2.3%。新冠疫情蔓延后,電池生產企業由于錯估形勢,未能按照預期實現擴產計劃,當面對新能源車爆發式增長時,無法跟上車企發展速度,遇到增產瓶頸。

結構性緊缺問題日益凸顯。據中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示,2021年上半年,中國動力電池有近30%的產品尚未裝機利用,產能與裝機量存在較大差距。據測算,目前中國提供高端動力電池廠家的有效產能為300GWh,而2021年的預計裝機量大概為200多GWh。表面上看產能缺口并不大,但實際情況是,電池生產線大多具備定制化特點,如果配套車型銷量不達預期,產能就無法充分發揮。中國目前共有電池生產廠千余家,但能夠成規模生產動力電池的企業只有十家左右。所以問題的根源是結構性緊缺,缺優質企業供貨。

(二)動力電池原材料問題

全球缺貨鋰礦資源面臨短缺。2019年,全球鋰價經歷暴跌,很多南美礦山被迫減產甚至關停,雅保和Orocobre等頭部公司在未來一到兩年基本沒有增量釋放。另外,全球鋰資源集中在少數礦山中,全球最優質的鹽湖鋰分布在智利、阿根廷和玻利維亞,占全球鋰資源量58%,儲量最豐富的智利鋰礦的開發有配額限制,不能在短時間內隨意提高產量。綜合來看,南美礦山恢復生產和投產需要時間,鋰的供需缺口在短期內是剛性的,而在可預見的長期內也改善乏力。

中國鋰資源高度依賴進口。2017年鋰資源全球產量為23萬噸,其中中國的使用量為12.5萬噸,占全球總量的52%。2019年國內利用本土的鋰資源加工的基礎鋰鹽僅為6.5萬噸。中國進口鋰礦石主要來自澳大利亞,進口西澳鋰精礦作為原料生產鋰化合物及深加工產品。在鋰礦自給率只有20%的情況下,一旦因為某些外部因素導致國內企業持股礦場停止供貨,海外鋰礦進口被掐斷,以寧德時代(589.500, -1.10, -0.19%)為代表的國內動力電池企業,將面臨嚴峻考驗。

鋰進口緊張導致相關材料價格上漲。動力電池的成本當中,正極材料的占比超過40%,鋰恰是正極材料的核心原料。數據顯示,正極材料、電解液六氟磷酸鋰的價格皆出現上漲。7月1日,六氟磷酸鋰的市場報價為每噸33萬元,較6月30日每噸上漲5000元,今年以來價格總體漲幅超過200%,而且供應極為緊張,加大了電芯廠迅速擴大產量的難度。

(三)動力電池技術問題

中國在動力電池核心技術方面仍有欠缺。在高端電池的四大核心材料中,中國的隔膜產業仍是短板,目前主要依賴大量進口;中國多數國產電解液供應商仍無法掌握電解液的全部數據;正負極材料的國際競爭力有所提升,但在高端產品供應方面與國際水平存在差距,部分供應商仍需采購日韓廠商的高性能前驅體。此外,電池輔料中的PVDF粘結劑、高端碳納米管導電劑的性能無法與國際接軌,由于投入產出不成正比,進口依賴在短期內難以擺脫;國產鋁塑膜可靠性尚未達到驗證周期;激光器、超聲波發生器和高可靠性的PLC等高端基礎零部件匱乏,制約了中國電池企業選購設備的自主性。

海外競爭加劇倒逼中國企業提前布局。一方面,警惕美國以國家安全為由,在意識形態上或國際知識產權保護上限制中國對外合作。在美國推出史上最激進的新能源汽車激勵政策的背景下,中國動力電池頭部企業可能成為其最大競爭對象,具有打壓和制裁的潛在威脅。另一方面,日韓等動力電池企業加快在中國布局,如韓國SKI在江蘇常州建設面向純電動汽車的鋰離子電池工廠、日本松下在大連工廠新建動力電池生產線。日韓動力電池企業擁有技術比較優勢,倒逼中國優勢企業在產品、技術與渠道方面推進創新力度。

三、 中國加快補短板需從三方面發力

(一)打破固有格局,提高本土自給率

為解決當前困境,中國需要加緊布局海外鋰資源。目前,世界級鋰資源主要集中在南美洲和澳大利亞。大型鹽湖包括玻利維亞烏尤尼鹽沼、智利鹽湖、阿根廷鹽湖。主要鋰輝石礦包括澳大利亞泰利森旗下的Greenbush礦山和澳大利亞RIM公司的Mt Marion鋰礦。在澳中關系前景不甚明朗的國際局勢下,中國企業需要通過收購、并購或控股等手段,加大與南美國家鋰礦企業合作的深度與廣度,為鋰鹽產能擴充保障原料供應、降低原料采購成本、提升產品盈利能力和增加資源儲備。

另一方面,加快中國本土鋰礦開采和提煉技術水平,積極開發國內鋰資源市場。中國青海、西藏和四川鋰資源儲量占國內鋰資源儲量的絕大部分。2020年青海與西藏合計產能為 9.5 萬噸,僅占國內碳酸鋰產能的21.47%,中國鹽湖鋰資源遠未有效利用。中國需圍繞前端提鋰能力和后端鋰鹽生產兩方面優化鹽湖提鋰技術,同時積極研發新型鋰吸附劑、萃取劑,以及膜法的應用,降低鹽湖提鋰成本。此外,支持探索海水提鋰等新技術創新,鼓勵新產業(47.890, -0.64, -1.32%)和新興科技企業的發展。

(二)攻堅核心技術,掌握行業話語權

當前,鋰電池經過鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和三元鋰迭代,正朝著第三代邁進。如今,中國在負極材料、電解質等研究上,可以匹敵發達國家,但在鋰電池隔膜、能量密度上仍有差距。比如寧德時代雖然持續數年位居全球電池市場第一,但國內外的產業研報仍將松下、LG列在第一檔,而寧德時代與比亞迪(290.600, 5.81, 2.04%)列在第二檔。若與日本相比,中國在鋰電池研發的人力和資金投入,都有較大差距。這凸顯基礎科學研究極為重要,同時要靠國家、科研機構和企業的長久堅持和投入。

固態電池技術的出現,又打開了一個新通道,為中國重新掌握電池技術主動權帶來機會。2020年11月2日,國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》明確“加快全固態動力電池技術研發及產業化”,并將固態電池列為“新能源汽車核心技術攻關工程”。研發固態電池的國內外創業公司快速發力,集中固態電池技術單點突破。除了要解決基礎科學難題,固態電池在技術上還存在大量需要攻關的難點,固態電池量產面臨著生產工藝、產品一致性保障,規模化成本可控以及供應鏈配套成熟等問題。必須發揮中國集中力量辦大事的優勢,組織各路精英聯合攻關,搶占關鍵技術制高點。

(三)遵從整體規劃,提高優質產能

當前,國內動力電池行業高端電芯及優質產能不足、低端產能過剩的矛盾沒有根本改變,但進行結構調整,持續優化產能還需要一個過程。“電池荒”的信號一出來,國內多家動力電池產業鏈企業紛紛增資擴產,據不完全統計,今年上半年,相關投資項目超過57筆,規劃總投資超3500億元。其中,不僅有動力電池企業,也有動力電池原材料及相關生產設備企業。頭部企業更是快速搶占制高點,2021年一季度中國頭部動力電池企業相繼公布了20多個動力電池相關新投建項目,投資高達1600多億元,建設年產能超過350GWh。

必須清醒看到,在結構調整未完成的情況下,持續擴產有可能在產業鏈的整體或局部形成新的產能過剩。競爭激烈的國內市場,容易出現混戰格局。必須站穩腳跟,不自亂陣營。需要全行業服從國家規劃布局的引導并自覺與國家總體戰略相配合,剔除低端產能,減少盲目性。同時國家要提高規劃的指向性、約束性,加大結構調整、提質增效力度,避免動力電池產業鏈將來因局部的低端薄弱影響整體的高質量發展。

(作者李泯泯來自賽迪智庫安全產業研究所)


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