为什么中国主导着锂离子电池的生产

 2019-08-15
  
趋势表明,锂离子电池将越来越多地在运输和重型设备领域取代铅酸电池。在一个二氧化碳排放量创纪录的世界上,这是一个关键的进展。但是,美国在制造成本和原材料供应方面都有这样的优势,它能在世界市场上与中国竞争吗?如果不能,随着越来越多的锂离子电池的使用寿命接近尾声,美国能否为再生锂开发一个有竞争力的市场?这些都是需要解决的重要问题。 向锂电池的转变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。
锂离子电池
锂离子电池,图片来源:视觉中国

世界正变得越来越电气化。不仅仅发展中国家在增加其人民的电力供应,而且现有运输基础设施的电气化正在迅速进行。到2040年,道路上超过一半的汽车预计将由电力驱动。

电池在这一转变中发挥着关键作用,但一种相对较新的电池类型似乎肯定会在个人电子产品、交通和重工业应用领域占据主导地位。

事实上,这种主导正在顺利进行。

电池的简史

长期以来,电池一直是我们日常生活的一部分。1800年,意大利物理学家亚历桑德罗·伏特发明了世界上第一块真正的电池。这项发明代表了一个显著的突破,但从那时起,只有少数重大的创新。

第一种是铅酸电池,发明于1859年。这是第一个可充电电池,至今仍是最常用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,一个真正的游戏规则改变者才被发明出来。就在那时,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,索尼将第一块锂离子电池商业化。

锂有什么特别之处?

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,它具有元素中最强的电化学势。这使得锂电池能够在一个小而轻的电池中储存大量的能量。因此,锂离子电池已成为笔记本电脑和手机等许多消费电子产品的首选电池。

锂离子电池发展加快

由于锂离子电池的固有优势,自世纪之交以来,其销量呈指数级增长。这有助于持续降低成本。成本下降也帮助锂离子电池在新应用领域站稳了脚跟。

据研究机构BloombergNEF称,锂离子电池组(包括电池和电池组)的体积加权平均价格较2010-18年下降了85%,达到平均每千瓦时176美元。BloombergNEF进一步预测,到2024年电池价格将降至94美元/千瓦时,到2030年将降至62美元/千瓦时。

这条下降的成本曲线对任何在其服务中使用电池的公司,或那些需要存储能量的公司(例如,电力生产商),都具有重要的意义。到目前为止,大部分锂离子电池的销售都在消费电子领域,但未来的销售将越来越多地由电动汽车驱动。

今天在路上行驶的大多数汽车仍然使用铅酸电池和内燃机。但过去5年,由锂离子电池驱动的电动汽车销量增长了逾10倍。此外,越来越多的国家正在制定未来基于内燃机的汽车禁令,希望电动汽车最终能主导个人交通。

当然,这意味着未来对电池的需求要大得多。以至于电动汽车制造商特斯拉正与松下合作,投资数十亿美元兴建新的锂离子电池工厂。不过,美国锂离子电池生产商的市场份额正在落后。

锂离子电池的相关增长市场是在重工业应用领域,如起重卡车、清扫机和洗涤器、机场地面支持应用和自动导航车辆。历史上,这些利基应用都是由铅酸电池和内燃机提供的,但经济效益已迅速转向锂离子电池。

然而,有一个国家抓住了这一势头,在这一领域确立了超出竞争对手的绝对市场领先地位。但它不是美国,制造锂离子电池的许多关键研究和开发工作都是在美国进行的。

中国处于控制地位

锂离子电池生产
锂离子电池生产,图片来源:视觉中国

根据BloombergNEF的一项分析,2019年初全球锂电池产能为316千兆瓦时。其中73%的产能来自中国,其次是美国,以12%的全球产能远远落后于第一名。

到2025年,全球产能预计将强劲增长,BloombergNEF预计届时全球产能将达到1,211千兆瓦时。美国的产能预计将增长,但增速将低于全球产能。因此,美国在全球锂电池制造市场的份额预计将萎缩。

特斯拉正试图通过建立自己的电池工厂来解决这一问题,但对于供应各种类型电池的公司来说,比如总部位于加州的OneCharge,在当地寻找供应商已被证明是一项挑战。我最近采访了OneCharge的首席执行官Alex Pisarev,他强调了公司面临的挑战:

Pisarev告诉我,“美国制造商将乐于使用美国制造的锂离子电池,但这在今天是不现实的。所以我们必须继续从中国进口。”

中国正在走之前在太阳能电池板上走过的道路。虽然太阳能电池是由美国工程师Russell Ohl发明的,但如今中国主导着全球太阳能电池板市场。现在,中国正致力于控制世界锂离子电池的生产。

拥有最廉价的绿色技术是否更可取,即使这意味着将制造业拱手让给其他国家?较低的太阳能电池板价格帮助推动了新太阳能光伏的爆炸式增长,这反过来又支撑了美国的许多就业岗位。但这些电池板大部分是在中国制造的。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太阳能行业大多数人的强烈反对。

中国拥有廉价劳动力的主要优势,这使得它能够主导许多制造业。但中国的锂储量和产量也远远超过美国。2018年,中国锂产量为8,000公吨,在所有国家中排名第三,是美国的近10倍。2018年,中国锂储量为100万公吨,几乎是美国的30倍。

前进的路

这一趋势表明,锂离子电池将越来越多地在运输和重型设备领域取代铅酸电池。在一个二氧化碳排放量创纪录的世界上,这是一个关键的进展。

但是,美国在制造成本和原材料供应方面都有这样的优势,它能在世界市场上与中国竞争吗?如果不能,随着越来越多的锂离子电池的使用寿命接近尾声,美国能否为再生锂开发一个有竞争力的市场?

这些都是需要解决的重要问题。

向锂电池的转变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。

Robert Rapier为福布斯撰稿人,表达观点仅代表个人。 译 Stephen 校 李永强

稿件来源: 福布斯中国  
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