鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:382次 | 2022年11月30日
誰才是新能源動(dòng)力鋰電池的市場(chǎng)之王
當(dāng)前我國新能源汽車市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張,而作為新能源汽車“心臟”的電池正站在風(fēng)口。
目前替代石油車的主流技術(shù)路線就是鋰電池和燃料電池。燃料電池最大優(yōu)勢(shì)就是能量密度高,是鋰電池的120倍。但鋰電池起步早,商業(yè)化程度更高,整車成本也更低,且充電可以利用現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng),相比燃料電池整個(gè)加氫和供氫的配套網(wǎng)絡(luò)都要從頭建設(shè),成本也要更低。因此這兩者就成了新能源汽車動(dòng)力市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)體。
1燃料電池在中國:初生襁褓
燃料電池從技術(shù)角度看,在中國,只具備一定基礎(chǔ),材料技術(shù)和系統(tǒng)綜合性能差距都較大。
在2018年1月的電動(dòng)汽車百人會(huì)上,科技部部長萬鋼表態(tài)支持燃料電池汽車的發(fā)展,“要進(jìn)一步加大對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)力度,推動(dòng)區(qū)域化、商業(yè)化的市場(chǎng)運(yùn)營,拓展燃料電池新的應(yīng)用領(lǐng)域”。
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%
2016年10月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》給燃料電池汽車定了幾個(gè)目標(biāo),到2020年規(guī)模達(dá)5000輛,2025年為5萬輛,2030年則是百萬輛,超過了日本同期80萬輛的目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)并不容易。
要追趕,關(guān)鍵要認(rèn)清差距。
在美國數(shù)十年的燃料電池工作經(jīng)驗(yàn)讓張銳明認(rèn)識(shí)到,“中國產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)、商業(yè)化等各方面,與國外比都有相當(dāng)大的差距,是全面落后。”
不過,國內(nèi)在整車集成、關(guān)鍵材料和零部件上都有涉及,一些實(shí)驗(yàn)室技術(shù)并不比國外差太多,差距是在從跳出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化這一步。
國家的戰(zhàn)略和政策是商業(yè)化初期不可或缺的。日本很早就將建設(shè)氫能社會(huì)定為國策之一,中國在這方面也已開始布局。2016年5月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,表示要“開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)”。
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(cè)繪、無人設(shè)備
相應(yīng)的政策也配合戰(zhàn)略。無論是日本還是德國,都對(duì)氫燃料電池汽車給予極大的支持,例如分?jǐn)偧託湔镜慕ㄔO(shè)成本、給予購車補(bǔ)貼等。
現(xiàn)實(shí)的問題是:國內(nèi)不少企業(yè)只關(guān)注眼前利益,花很多錢投產(chǎn)目的是為了國家補(bǔ)貼,而非提高技術(shù)。所以補(bǔ)貼政策既要考慮現(xiàn)狀、幫助企業(yè)進(jìn)入,更要鼓勵(lì)自主專利研發(fā)、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。在政策基礎(chǔ)上企業(yè)自身的投入是更為重要的一環(huán)。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱,豐田、通用等車企在燃料電池上做了幾十年的投入,近幾年的研發(fā)費(fèi)用每年高達(dá)上億美元。反觀中國,同濟(jì)大學(xué)燃料電池汽車技術(shù)研究所所長章桐直言,“由于各方面因素,國內(nèi)企業(yè)投入還是不夠,產(chǎn)業(yè)很難做起來?!?/p>
上汽是較早在此領(lǐng)域投入技術(shù)研發(fā)的企業(yè),2006年就成立燃料電池事業(yè)部,從整車集成、系統(tǒng)集成,到如今發(fā)力突破電堆技術(shù),一直在投入研發(fā),推出燃料電池乘用車榮威750、950和商用車上汽大通FCV80等車型。在這期間,不少燃料電池相關(guān)的企業(yè)或倒閉或轉(zhuǎn)型。
2鋰電池在中國:迅速崛起
中國動(dòng)力電池市場(chǎng)正處于高速發(fā)展階段,企業(yè)處于瘋狂擴(kuò)張時(shí)期。
在動(dòng)力鋰電池的帶動(dòng)下,2016年我國鋰電池產(chǎn)量再次呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢(shì)。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2016年我國鋰電池累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到78.4億只,同比增長40%,增速創(chuàng)下2010年以來的新高。2016年我國鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1280億元,首次突破1000億元,同比增長30%,繼續(xù)保持了高速增長態(tài)勢(shì)。2016年我國占全球鋰電池產(chǎn)業(yè)的比例達(dá)到40%,較2015年提升了5%。
在新能源汽車產(chǎn)銷兩旺帶動(dòng)下,從2015年下半年開始我國鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)能就進(jìn)入“大躍進(jìn)”,大量社會(huì)資本相繼涌入。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2016年我國相關(guān)企業(yè)建成的鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)能達(dá)到100-130GWh/a,到2017年我國動(dòng)力電池產(chǎn)能接近200GWh/年,動(dòng)力電池產(chǎn)能的快速增長,將大幅拉動(dòng)上游鋰電材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模,各大關(guān)鍵材料需求量將大幅提升。
目前我國的鋰電材料企業(yè)正在不斷涌入國際一線,部分材料企業(yè)已成為全球龍頭之一。從長期來看,新能源汽車將成為我國未來幾年的重要產(chǎn)業(yè),我國材料企業(yè)有望憑借國內(nèi)巨大的市場(chǎng)空間,加快發(fā)展速度,迎來全球性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)。
3勢(shì)均力敵:兩者誰將是市場(chǎng)之王
雖然各國都在大力推廣電動(dòng)車,但其占比依然很低。其根源就在于電動(dòng)車違反了能量密度提升這一變革邏輯。哪怕是最新一代的鋰電池車,其能量密度極值也只有汽油的1/40。
而燃料電池的出現(xiàn)卻徹底改變了這一現(xiàn)狀。其能量密度是汽油的3倍,電動(dòng)機(jī)的做功效率還是內(nèi)燃機(jī)的2倍,實(shí)際密度是汽油的6倍,優(yōu)勢(shì)明顯。
但是在成本方面,成本高、制氫過程復(fù)雜成為燃料電池發(fā)展的主要障礙,整個(gè)加氫和供氫的配套網(wǎng)絡(luò)則需要從頭建設(shè)。氫氣通過電解或蒸汽重組的方法得到。不過這兩種方法成本頗高,制造同樣質(zhì)量的天然氣所需的成本為制氫的1/2甚至1/3。
鋰離子電池生產(chǎn)成本相對(duì)較低,此外其重復(fù)充電利用非常方便,相比其他可攜帶能源,其具有更高的成本效益。
4合作共贏:電電混合是未來方向
在燃料電池汽車的商業(yè)化起步階段,“電電混合”(即燃料電池+動(dòng)力電池)的技術(shù)路線更適合中國現(xiàn)狀。
同濟(jì)大學(xué)章桐教授認(rèn)為,燃料電池汽車就是一個(gè)純電動(dòng)汽車,但跟普通的混合動(dòng)力不一樣。普通混合動(dòng)力是一個(gè)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力源或者作為一個(gè)扭矩的耦合。燃料電池汽車是電電混合,在電源上有所混合,從拓?fù)鋱D上和混合動(dòng)力的概念有所不同。
氫燃料電池加氫時(shí)間短,只要三五分鐘,行駛里程一般在500公里以上,彌補(bǔ)純電動(dòng)在這兩方面的不足。但氫能存在基礎(chǔ)設(shè)施不夠多,加注成本高的不足?!半婋娀靹?dòng)”讓兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在國內(nèi)燃料電池功率有限的情況下,是一個(gè)比較好的商業(yè)化方向。
舉例而言,戴姆勒奔馳采用了插電式燃料電池的概念,這個(gè)電池裝了9度電也是可以充電的,純電續(xù)駛里程可以做到50公里,整個(gè)燃料電池的功率大概是100千瓦,這種構(gòu)形也是可以的。李建秋教授認(rèn)為,在動(dòng)力系統(tǒng)的選擇上面,現(xiàn)在國際上在客車和轎車領(lǐng)域都出現(xiàn)了將動(dòng)力電池和電池實(shí)行電電混合的構(gòu)形。