鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：921次 | 2018年12月03日
新能源大潮下的鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)
杉杉股份董事長莊巍在深創(chuàng)投2018投資年會(huì)上受聘為深創(chuàng)投新能源/節(jié)能環(huán)保行業(yè)首席專家，并在此行業(yè)分論壇上發(fā)表了題為“新能源大潮下的鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)”的精彩演講，現(xiàn)將演講內(nèi)容整理成文字稿分享給大家。
以下為演講全文
非常感謝深創(chuàng)投給我一個(gè)機(jī)會(huì)跟大家分享。杉杉進(jìn)入鋰離子電池行業(yè)是1999年，那時(shí)候幾乎沒有市場，在10年前還是一個(gè)很小的行業(yè)，現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了幾千億市值的公司，確實(shí)在這樣的大背景下機(jī)會(huì)非常大。我今天主要是利用半個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間，分享一下我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的思考和一些實(shí)踐。
目前化石能源是全球工業(yè)化的能源基礎(chǔ)，但問題也比較大，燃油機(jī)動(dòng)車的排放是就是一個(gè)非常大的問題，我們面臨的問題不僅限于此。對(duì)中國來講，為什么對(duì)傳統(tǒng)的化石能源要進(jìn)行改變？我們還有一個(gè)很大的問題就是依存度，我們的石油進(jìn)口依存度是非常大的，10年前就已經(jīng)突破了50%，今年估計(jì)要到70%，能源安全存在很大的問題。
我們國家在去年推出了首個(gè)能源戰(zhàn)略，非常清晰地提出到2025年我們的非化石能源消費(fèi)要占到一半以上，這意味著我們要開發(fā)很多新的能源，還要改變現(xiàn)在使用能源的習(xí)慣。這個(gè)戰(zhàn)略的推出進(jìn)一步奠定了新能源戰(zhàn)略在整個(gè)國家總體戰(zhàn)略上的一個(gè)非常重要的地位。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
講到新能源大家可能會(huì)想到風(fēng)電、光電、核能等等，但是新能源有一個(gè)很大的問題，它的發(fā)電和使用經(jīng)常在時(shí)間和空間上是不能匹配的，它是錯(cuò)位的，在這樣一個(gè)情形下，如果說沒有儲(chǔ)能的手段，新能源就會(huì)被浪費(fèi)掉，大家也經(jīng)常聽到，在風(fēng)光資源非常發(fā)達(dá)的區(qū)域，棄光、棄風(fēng)的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，如果你沒有一個(gè)很大的儲(chǔ)能裝置，你根本就沒有辦法真正實(shí)施新能源結(jié)構(gòu)的改變。另外有一些使用場景，除了利用動(dòng)力電池來儲(chǔ)能，幾乎沒有方向了，比如說機(jī)動(dòng)車排放，我們?cè)噲D把城市的機(jī)動(dòng)車電動(dòng)化，但是你沒有一個(gè)動(dòng)力電池來做儲(chǔ)能，其實(shí)也是沒有辦法去實(shí)施這樣一個(gè)重大轉(zhuǎn)變的，所以動(dòng)力電池就成了這一場新能源革命中的一個(gè)非常重要的組成部分。里夫金先生講過這樣一句話，”電動(dòng)汽車這樣一個(gè)儲(chǔ)能方式是可以和可再生能源做一個(gè)有機(jī)結(jié)合的，這將成為第三次工業(yè)革命的一大支柱。”陳清泰老師在今年年初的電動(dòng)汽車百人會(huì)上也提了他的觀點(diǎn)，他認(rèn)為車載電池就是一個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能電站，通過能源互聯(lián)網(wǎng)可以跟可再生能源進(jìn)行一個(gè)非常有效的搭配。為什么在過去這十年里面，動(dòng)力電池忽然成了一個(gè)非常大的行業(yè)，確確實(shí)實(shí)整個(gè)規(guī)模跟十年前完完全全是不可同日而語。
動(dòng)力電池?zé)o論從靈活性、方便性還是經(jīng)濟(jì)性上都有很大的優(yōu)勢，所以動(dòng)力電池越來越成為儲(chǔ)能的主力。動(dòng)力電池有很多種，包括鉛酸、鎳氫、鋰電，為什么現(xiàn)在鋰電越來越獨(dú)步天下？我們可以看到電池的性能，電池的能量密度是非常重要的，比如說電動(dòng)汽車，能量密度必須要非常高，這是一個(gè)非常強(qiáng)的約束條件。第二個(gè)是循環(huán)壽命，如果一塊電池用不了多久又要換，維系不到5到8年的運(yùn)行，它也是沒辦法用的。另外還有功率的特性，總體看下來，這三個(gè)模式里頭，鋰電的優(yōu)勢是非常明顯的。鋰電比較大的弱點(diǎn)就是初始的購置成本，但是如果計(jì)算到每一個(gè)循環(huán)里面使用，鋰電池已經(jīng)在很多場景體現(xiàn)出它的優(yōu)勢，但是單買一塊它的成本確實(shí)比較貴。
2014年以來，鋰離子動(dòng)力電池取得這么巨大的發(fā)展，其實(shí)跟它的整個(gè)技術(shù)進(jìn)步有很大的關(guān)系，尤其是鋰離子電池材料技術(shù)本身發(fā)生了翻天覆地的變化，由于這樣一個(gè)技術(shù)的進(jìn)步，使得無論是成本、能量密度還是循環(huán)壽命，都取得了巨大進(jìn)步，這也是之所以現(xiàn)在鋰離子電池?zé)o論是在汽車動(dòng)力電池，還是在將來的電力儲(chǔ)能上，它都將成為一個(gè)最重要的儲(chǔ)能方式。
從這上面的數(shù)據(jù)大家可以看到，這個(gè)趨勢是非常明顯的，如果說我們10年前一個(gè)千瓦時(shí)要花600到800美金，國際上現(xiàn)在的成本基本上在150到200美金之間，咱們國家也到了200美金左右的水平。我記得2015年我們要測試兩臺(tái)大巴，當(dāng)時(shí)一個(gè)千瓦時(shí)要3500塊錢，今天的成本不到它的1/2，所以這個(gè)進(jìn)步是非常了不起的。大家知道2015年的時(shí)候，碳酸鋰的價(jià)格比較高，今天它的價(jià)格有點(diǎn)回落，但是今天你要在市場上拿還要11萬、12萬左右，當(dāng)時(shí)是4萬左右的水平。金屬價(jià)格漲了這么多，我們還把成本下降了很多，這是很了不起的，不管是從材料到整個(gè)電池體系，它的成本都下降了很多，這個(gè)趨勢還會(huì)繼續(xù)下降，按照咱們國家的要求是希望到后年，系統(tǒng)的售價(jià)可以降到1000塊一千瓦時(shí)，國外一些主流廠還提出了更激進(jìn)的目標(biāo)。我們還是非常充滿信心的，除非金屬價(jià)格出現(xiàn)太大的波動(dòng)。去年金屬鈷漲得很多，今年也慢慢的趨向穩(wěn)定，還有一些路徑可以對(duì)沖金屬價(jià)格的波動(dòng)。
再看看能量密度，能量密度的指標(biāo)非常重要，能量密度的提高，裝同樣重量或者同樣體積的電池，我們的車可以跑得更遠(yuǎn)。我們看蘋果手機(jī)用的電池，它的電壓不斷在上漲，它的比容量也在上升，所以現(xiàn)在的手機(jī)待機(jī)時(shí)間越來越長，就跟這個(gè)有關(guān)系。再看汽車的電池，特斯拉的電池的能量密度也有很大的上升，這都是一代一代電池的進(jìn)步。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
我們?cè)倏此难h(huán)壽命，這還是一些基本的能力，很多電池廠商都超過了這個(gè)指標(biāo)。右邊這張圖是續(xù)航里程的問題，因?yàn)榇蠹屹I電動(dòng)汽車都有里程焦慮，實(shí)際上從2014年四季度電動(dòng)汽車開始爆發(fā)，到現(xiàn)在還不到第四年，它的續(xù)航里程的能力已經(jīng)大幅度提升。2018年電動(dòng)車的續(xù)航里程普遍還只有200到250公里，現(xiàn)在大部分主流車廠的續(xù)航里程在全工況的情況下，幾乎都可以到400公里左右，這些技術(shù)的發(fā)展都有效地解決了壽命焦慮、里程焦慮。所以現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)車發(fā)展得那么快，也是跟電池技術(shù)進(jìn)步有很大的關(guān)系。
大家可能會(huì)講，除了現(xiàn)在我們理解的鋰離子電池，還有些什么技術(shù)會(huì)突破，將來的方向是什么？我今天列在這里不是意味著只有這幾種技術(shù)可能是方向，我只是覺得這幾個(gè)是大家現(xiàn)在比較關(guān)注的熱點(diǎn)，所以我把它拿出來，其實(shí)還有很多技術(shù)大家相對(duì)關(guān)注度比較小，我今天就不說了。
其實(shí)技術(shù)的主流方向大家還是往這些方面考慮，包括安全性、能量密度、循環(huán)次數(shù)、壽命，還有倍率的問題，這是要解決充放電的時(shí)間問題，基本上是按照這幾個(gè)目標(biāo)去發(fā)展。比較熱的這幾個(gè)，我把它拿出來給大家稍微討論一下，第一個(gè)是全固態(tài)電池。今年的東京電池展，全固態(tài)電池還是比較風(fēng)光的，大家試圖用固態(tài)的電解質(zhì)去替代傳統(tǒng)的液態(tài)的電解液，主要的目標(biāo)是希望在剛才講的這幾個(gè)指標(biāo)上有很大的進(jìn)步，日系車廠非常積極推這個(gè)事，臺(tái)灣也有一家在全國比較有影響力的公司，軟銀最近又投了它一輪，它現(xiàn)在也在對(duì)材料體系進(jìn)行測試。我們國內(nèi)的車廠也在做這些合作，準(zhǔn)備推出一些實(shí)驗(yàn)型的車型。
還有一個(gè)是石墨烯，這個(gè)炒得更早，七八年前就炒得非常熱。石墨烯在鋰離子電池技術(shù)上的應(yīng)用，主要還是在做正極的導(dǎo)電劑，負(fù)極對(duì)硅碳材料的應(yīng)用，它更多的還是一個(gè)輔料。
還有氫燃料電池，每年的車展上它都是一個(gè)很熱的話題，當(dāng)然它不是要替代鋰電池，因?yàn)樗趩⑼Ｉ线€是需要鋰電池做一些輔助的功能。現(xiàn)在它做燃料電池還有很多的問題，包括成本的問題。其實(shí)我們國家更多的人會(huì)擔(dān)心電池的安全性，我這次在東京電池展發(fā)現(xiàn)，日本人膽子很大，他們很多的家用電器都是氫燃料的，我忘了是尼桑還是什么品牌的，它已經(jīng)售出12萬套家用電器氫燃料的，他們都敢把這個(gè)搬到家里去了。我們國家對(duì)這方面還是非常重視的，現(xiàn)在從應(yīng)用端來講，包括成本、加氫方面還有一些問題，本身氫燃料電池在效率上也還存在一些需要解決的問題。
我剛才講在儲(chǔ)能這個(gè)角度，動(dòng)力電池比別的更好，鋰電又比其它的動(dòng)力電池更好。但是今天如果我們站在電動(dòng)汽車的角度來講，鋰離子電池直接面對(duì)的不是這些對(duì)手，而是面對(duì)著燃油車。那你的燃油車怎么比？我們不去講國家的政策，我們就講目前鋰電池最多被拿燃油車來對(duì)比的，就是成本的問題。尤其是大家知道這兩年的補(bǔ)貼退坡非?？欤@樣快的退波下，到后年基本的預(yù)期是補(bǔ)貼歸零，在這種情況下，新能源汽車還能干嗎？尤其是純電動(dòng)，大家都在講，可能混合動(dòng)力的會(huì)比較好，純電動(dòng)的還能生存嗎？我覺得這個(gè)事情要把它細(xì)化討論一下。很顯然動(dòng)力電池是整個(gè)電動(dòng)汽車?yán)锩孀钪饕某杀緲?gòu)成，特斯拉的Model3電池系統(tǒng)的成本還是不高的，占到了它整車成本的40%，其它有些車的電池成本占到了整車成本的50%，因此電池在整車的成本占比還是非常高的。
我們講電動(dòng)汽車主要是三大組成：電池、電控、電機(jī)，基本上加起來成本要占到整車的60%左右。但是同樣的動(dòng)力總成系統(tǒng)，以發(fā)動(dòng)機(jī)為代表的在燃油車的成本占比只有15%到20%，所以在動(dòng)力總成上就有很大的差異。
所以你要說兩種車直接對(duì)比會(huì)是什么樣的結(jié)果，我在想如果找兩個(gè)車來比比看，以雪佛蘭Bolt和大眾Golf的參數(shù)對(duì)比，我今天的對(duì)比沒有對(duì)任何車型褒貶的意思，我只是想通過大致的示意解釋一下為什么兩種車的成本有這么大的差異。我選的這兩款車都是兩廂車，經(jīng)濟(jì)適用型的，軸距都是差不多的。雪佛蘭Bolt是60度電左右，加了三相的動(dòng)力總成，大概1.5到1.6萬美金左右，大眾Golf的動(dòng)力總成系統(tǒng)成本也就五六千美金，價(jià)格相差1萬多美金，兩個(gè)車的售價(jià)相差也就1.3萬美金，其中大部分就是動(dòng)力總成系統(tǒng)成本造成的差異。
這種差異是兩種車的結(jié)構(gòu)造成的。當(dāng)然鋰離子電池隨著技術(shù)成熟，它還有成本下降的空間。即使在現(xiàn)在這種成本差異的情況下，是不是電動(dòng)車就干不過燃油車？這里面還有很大的差別，就是鋰離子電池在使用過程中成本非常低，大致是燃油車的1/3到1/4。這樣一個(gè)情況下就意味著越高頻率使用的場景用電動(dòng)汽車就越合算，如果你是低使用率的，比如說家用的，現(xiàn)在從綜合成本上也很難抗衡燃油車。
哪些領(lǐng)域是高頻使用的？最大的使用領(lǐng)域是出租車，出租車一天都是24小時(shí)在跑的，司機(jī)兩班倒，一天可以跑400公里，網(wǎng)約車一天跑的里程也是比較遠(yuǎn)的。現(xiàn)在曹操專車2017年的運(yùn)營數(shù)據(jù)顯示，它的日均里程大概200公里，深圳市的大巴一天大概可以跑180公里左右，出租車可以到350公里，出租車已經(jīng)比較接近了，其它的還有一定的空間。
在高頻使用的情況下是什么樣的情景呢？我也選了兩款車，都是榮威旗下的車型，基本上大小、軸距都是比較接近的，ei5是百公里能耗是12度電，榮威i6百公里能耗大概是8升油。如果每天使用300公里，跟燃油車相比，每天的差距就是125塊，按照5年算下來，大概相差18萬多。我們看它的購車價(jià)格，補(bǔ)貼后的價(jià)格兩車相差3萬左右，假定沒補(bǔ)貼的情況下，兩車價(jià)格相差12萬塊錢，5年算下來，兩車的使用成本可以相差18萬多，在這種情況下，使用電動(dòng)汽車是更節(jié)省的，而且未來電動(dòng)汽車的成本還會(huì)進(jìn)一步下降。
除了電池使用頻率的提升帶來電池使用成本下降之外，電池的梯次利用也是有效降低使用成本的路徑。電動(dòng)汽車的電池在消耗到只有80%容量的時(shí)候就要退役了，這些電池還可以用在其它的地方，首先是梯次儲(chǔ)能，比如說太陽能、風(fēng)能需要儲(chǔ)能，比如說調(diào)峰調(diào)頻的時(shí)候，這都是一個(gè)很大的用途。這個(gè)地方大概可以有50%左右的電量能使用。還有通訊基站的備用電源UPS。今年UPS的定價(jià)，國家給它的定價(jià)是只要你的成本跟鉛酸一樣，我就用你。鉛酸電池的價(jià)格大概是鋰電的1/2。等于鋰電池用到只有80%的能量密度了，退役之后還有50%的保值率。
圍繞著動(dòng)力電池價(jià)值鏈的挖掘，關(guān)鍵是動(dòng)力電池的歸屬到底是誰的，現(xiàn)在是車廠有義務(wù)要回收，我去拜訪過深巴，我說你的電池退下來是誰的？他說跟比亞迪有維保協(xié)議，所以它的電池全部是比亞迪的，比亞迪可以以一塊錢拿回去，所以比亞迪就可以回收到很多的電池。但是別的電池不一定都會(huì)回收到車廠里面。將來網(wǎng)約車、共享汽車公司、換電公司都有可能拿到電池，可以發(fā)揮很大的電池的使用價(jià)值。
我們公司現(xiàn)在是全球最大的鋰離子電池材料公司，我們還會(huì)繼續(xù)推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，比如說正極向高鎳三元方向進(jìn)步，負(fù)極從人造石墨向硅碳逐步過渡，我們努力推進(jìn)能量密度的提升，我們也做了大量的梯次和備用電源的實(shí)驗(yàn)，主要是用戶側(cè)的，包括工商用戶、工業(yè)用戶，我們也試圖把這個(gè)閉環(huán)完全打通。
我們的思路就是以材料體系的技術(shù)進(jìn)步為已任，踐行商業(yè)模式的創(chuàng)新，致力于成為新能源產(chǎn)業(yè)革命的重要參與者和核心力量。
