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外媒:为什么中国主导了锂离子电池生产?

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-05  来源:Forbes
      世界正变得越来越电气化。发展中国家不仅提高了其人口的电力供应,而且现有交通基础设施的电气化正在快速进行。到2040年,道路上一半以上的汽车预计将由电力驱动。

      电池在这一转变中起着至关重要的作用,但一种相对新型的电池似乎肯定会在个人电子产品以及交通运输和重工业应用中占据主导地位。

      事实上,这种统治正在进行中。

      电池简史

      电池长期以来一直是我们日常生活的一部分。世界上第一个真正的电池是1800年由意大利物理学家亚历山德罗·沃尔特发明的。这项发明是一个显著的突破,但从那时起,只有少数几项重大的创新。

      第一个是铅酸电池,它是1859年发明的。这是第一个可充电电池,也是今天最常见的用于启动内燃机的电池。

      在过去的两个世纪里,有一些创新的电池设计,但直到1980年才发明了真正的突破,当时牛津大学和斯坦福大学的突破导致了锂离子电池的发展。1991年,索尼将第一款锂离子电池商业化。

      锂有什么特别的?

      在锂离子电池中,锂金属以锂离子的形式从一个电极迁移到另一个电极。锂是最轻的元素之一,它具有任何元素中最强的电化学电位。这使得锂基电池能够在一个小型的轻电池中储存大量的能量。因此,锂离子电池已成为许多消费电子产品(如笔记本电脑和手机)的首选电池。

      锂离子电池获得动力

      由于锂离子电池固有的优势,自本世纪初以来,销量呈指数增长。这有助于持续降低成本。降低的成本也帮助锂离子电池在新的应用领域获得了坚实的立足点。

      根据研究机构Bloombergnef的数据,容量加权平均锂离子电池组价格(包括电池和电池组)较2010-18年下降了85%,平均为176美元/千瓦时。Bloombergnef进一步预测,到2024年价格将降至94美元/kWh,到2030年将降至62美元/kWh。

      这一下降的成本曲线对任何在其服务中使用电池的公司,或那些需要储存能源的公司(例如电力生产商)具有重要影响。到目前为止,大多数锂离子电池的销售都在消费电子行业,但未来的销售将越来越受到电动汽车的推动。

      如今,大多数上路的汽车仍然使用铅酸蓄电池和内燃机。但在过去五年里,由锂离子电池驱动的电动汽车的销量增长了十倍多。此外,越来越多的国家正在制定基于内燃的汽车未来禁令,预计电动汽车最终将主导个人交通。

      当然,这意味着未来对电池的需求要大得多。如此之多以至于电动汽车制造商特斯拉,与松下合作,投资数十亿美元建立新的锂离子电池工厂。然而,美国锂离子电池生产商的市场份额却在下降。

      锂离子电池的相关增长市场在重工业应用领域,如升降机、清扫器和洗涤器、机场地面支持应用和自动导向车辆(AGV)。这些利基应用在历史上一直由铅酸电池和内燃机提供服务,但经济状况迅速转向了锂离子电池。

      然而,在这一领域,一个国家已经抓住了这一势头,并在市场上领先于其竞争对手。但并不是在美国,在美国,制造锂离子电池的许多关键研究和开发都发生了。

      中国正在主导这一产业

      根据Bloombergnef的分析,在2019年初,全球锂电池制造能力达到了316千兆瓦时(GWh)。中国拥有73%的产能,其次是美国,远远落后于中国位居第二位,占全球产能的12%。

      预计到2025年,全球产能将强劲增长,届时BloombergNEF预测全球产能将达到1211 GWh。美国的产能预计将增长,但增速低于全球产能。因此,美国在全球锂电池制造业的份额预计将减少。

      特斯拉正试图通过建立自己的电池工厂来解决这一问题,但对于提供广泛此类电池的公司,如加州的OneCharge,寻找当地供应商已被证明具有挑战性。我最近与OneChare首席执行官Alex Pisarev进行了交谈,他强调了公司面临的挑战:

      “美国制造商会很乐意使用美国制造的锂离子电池,”皮萨雷夫告诉我,“但这在今天并不现实。所以我们必须继续从中国进口。”

      中国正在采取与以前同样的方式,使用太阳能电池板。虽然太阳能电池是由美国工程师罗素·欧尔发明的,但今天中国在全球太阳能电池板市场占据主导地位。现在,中国的重点是控制世界锂离子电池的生产。

      拥有最便宜的绿色技术是不是更可取,即使这意味着将制造业拱手让给其他国家?低太阳能电池板价格有助于推动新一轮太阳能光伏增长的爆炸式增长,这反过来又支撑了许多美国就业岗位。但这些面板大部分是中国制造的。特朗普政府试图通过对进口太阳能电池板征收关税来解决这一问题,但这些关税遭到了美国大多数太阳能行业的强烈反对。

      中国拥有廉价劳动力的主要优势,这使得它能够主宰许多制造业。但中国的锂储量和锂产量也比美国大得多。2018年,中国的锂产量为8000公吨,在所有国家中排名第三,是美国锂产量的近十倍。2018年,中国锂储量为100万公吨,接近美国水平的30倍。

      前进的道路

      这一趋势表明,锂离子电池将越来越多地取代运输和重型设备领域的铅酸电池。这是一个与创纪录的二氧化碳排放作斗争的世界的一个重要发展。

      但由于在制造成本和原材料供应方面都具有这样的优势,美国能否在世界市场上与中国竞争?如果不是,随着越来越多的锂离子电池达到其使用寿命的极限,美国能否开发出一个具有竞争力的回收锂市场?

      这些是需要解决的重要问题。

      向锂电池的过渡带来了许多新的挑战和机遇。但美国需要一个有效的战略,以避免将另一个清洁能源制造机会拱手让给中国。
 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的行业性、非营利性的社会组织,主管部门为工业和信息化部。协会成立于1989年12月,现有460多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、电池设备分会、动力电池应用分会等十个分支机构。
本会服务范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子和锂聚合物电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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