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我國動力鋰離子電池產業面臨六大挑戰

作者:网站管理员 来源:本站原创 日期:2014/12/16 
 為了掌握我國動動力鋰離子電池產業的發展現狀,筆者相繼參加了926-27日舉行的2013(第八屆)北京動力鋰離子電池技術及產業發展國際論壇暨中國工程院鋰離子安全工程前沿技術研討會,1113-15日舉辦的2013年中國(宜春)鋰電新能源產業國際高峰論壇(ABEC 2013,鋰電“達沃斯”)。綜合相關會議資訊,參考真鋰研究、賽迪顧問和中國電池網等專業研究文章,筆者認為我國動力鋰離子電池產業面臨以下六大挑戰:

    新能源汽車推廣速度與預期目標差距很大

   2009年元月,科技部、財政部、發改委、工信部聯合啟動了“十城千輛節能與新能源汽車示範推廣應用工程”,通過提供財政補貼,力爭使全國新能源汽車的運營規模到2012年占到汽車市場份額的10%。然而,根據中國汽車協會統計數據顯示,2012年我國汽車總銷量1930.64萬輛,其中新能源汽車總銷售量1.30萬輛,占比0.07%。從當前來看,新能源汽車的推廣速度與幾年前的預期差別很大。2009年初,杭州成為我國13個新能源汽車試點推廣城市之一,當初提出的2012年底私人購買20000輛的試點目標,截至20136月,杭州市已投入使用節能與新能源汽車2563輛,其中公共領域2205輛、私人領域358輛,離目標差距很大。

   201279日,國務院正式發佈《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020)》,明確了我國節能與新能源汽車發展的技術路線和主要目標。到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛,2020年產能達到200萬輛、累計產銷量500萬輛以上。而據統計2012年我國新能源汽車保有量剛突破3萬輛,與上述《規劃》的目標差距較大;2013年上半年新能源汽車產量5885輛,今年我國新能源汽車產銷量有望突破1.5萬輛。

    動力電池的安全問題尚待解決

    由於鋰電池像汽油箱那樣是一種含高能物質的部件,能量高,材料穩定性差,具有著火、燃燒,甚至爆炸的可能性,因此,電池本質上具有危險性。雖然企業之間的電池和電控系統都不盡相同,但不管是磷酸鐵鋰電池還是三元電池都沒有從本質上解決電池的安全性問題。國內純電動汽車連續在烏魯木齊、杭州、深圳等地發生了車輛燒毀事故。今年年初,波音787飛機連續發生多次事故,全日航空公司的波音787鋰電池起火事件,最終引發了全球波音787停飛的多米諾骨牌效應。因受到波音公司787大型客機電池故障影響,歐洲商用飛機巨頭空客正考慮放棄在新型A350飛機上使用鋰離子電池,改為採用傳統的鎳鎘電池。在今年116日之前的5個星期中,電動車明星美國的特斯拉Model S電動汽車有三輛起火。世界頂級公司使用的鋰電產品都出現安全問題,說明鋰電行業的技術還處在發展之中,面臨的安全難題還有待解決。中國工程院於926日在北京專題舉辦鋰離子安全工程前沿技術研討會,期待共同重視和研究解決鋰電安全面臨的問題。

    通過以上事故可以看出電動汽車安全隱患的主要部件是動力電池系統,包括單體電池、電池模組、電池箱以及管理系統、充電系統、高壓動力線。可以說能源系統是最危險的。電動汽車在實際運營中電池、電機和電控系統的性能安全問題,這些都需要相當長的時間過程來逐步完善。

    低水準重複建設導致產能嚴重過剩

    當前,我國新能源汽車行業技術創新體系還不健全,對於前瞻性技術、共性技術的研發研製,缺乏統籌和協調,處在一種分散的研發過程中,“各地在示範推廣過程中,對於水準高低、品質優劣注重得不夠,只支持本地企業及產品。”地方保護主義不僅制約了優勢企業做大做強,還帶來嚴重的低水準重複建設弊端。

    與電動汽車銷量不佳形成鮮明對比的是,動力鋰電池市場在快速擴張。2008年我國僅有10家動力鋰電池企業,2012年底達到105家。2009年到2012年間,動力鋰離子電池企業專案宣佈的擬投資總金額高達630億元,擬建產能達到201億安時。預計今年動力鋰電池產能約40億安時,2015年約100億安時,2017年約200億安時。201557億安時的產能可以裝配純電動車超過71萬輛。據全球知名諮詢公司FrostSullivan預測,到2015年中國的電動車需求在12萬輛左右,需消耗鋰電池約9億安時。動力電池產能幾乎是未來5年預計市場需求的4-5倍。鋰電池產能已經明顯過剩。

    然而,在2015年新能源汽車產銷量累計超過50萬輛的規劃的刺激下,鋰電池產業可能掀起又一輪的投資高潮。

    價格不斷下滑導致國內鋰電產業大面積虧損

    近幾年鋰離子電池的售價進入了一個下滑的通道,三大細分市場的電池售價2012年均比2010年下降了一倍以上,降幅很大。另外,一個毋庸置疑的事實是:中國鋰電企業普遍缺乏規模優勢,且未來一段時間內這種狀況恐較難改變。在規模效益不足的情況下,如何維持自身的生存與發展,是擺在中國企業面前的一道亟待解決的課題。目前中國動力電池行業正面臨全行業虧損,動力電池行業正在經歷深度洗牌。2012年,著名的美國電池公司A123破產重組,由萬向集團收購。天津力神是迄今國內投資規模最大、技術水準最高的鋰離子電池生產企業,市場份額穩居全球前五,2012年實現營業收入30億元,淨利潤1.2億元,今年前7個月實現營業收入15.61億元,但是淨利潤卻虧損9566.68萬元。

    知識產權瓶頸和技術風險

    鋰電池材料具有較高的專利壁壘,在鋰電核心材料領域,隔膜、正極材料等關鍵材料定的核心技術掌握在技術領先的日、韓企業手中,我國如此龐大的鋰電池產業,卻面臨極大的材料專利糾紛,這也成為懸在中國鋰電池行業頭頂的利劍。

    鋰電池在電動汽車和儲能領域的推廣,將為磷酸鐵鋰、錳酸鋰+三元材料兩種主流產品帶來快速的市場需求增長。但未來動力電池正極材料究竟由誰主導,還有待時間的檢驗。由於目前鋰電池核心材料仍處於研發階段,離大規模成熟應用於電動汽車仍有一定距離,國內企業仍需要持續研發,改進工藝,以滿足電動汽車對材料的更高要求。“技術路線一直在變化中,還是要給市場充足的時間去檢驗。”而且新的技術的出現,可能給已經有的產業帶來滅頂之災。例如:出於安全性的原因,液態電解液被替代的趨勢是必然的,電池下一代技術在固態電解液,如果取得突破,也就不再需要隔膜,現有電解液廠和隔膜廠可能就不存在了。當前鋰電行業主要受制於發展模式不清、標準制定不明、技術路線不確定三大因素。鋰電池確實迎來了全面的發展機遇,但要秉持積極審慎的態度,尋求平穩發展,切忌那種大躍進式的浮躁和虛假。我國鋰電池產業的發展還需要經歷技術研發和經驗積累,並在此基礎上加以完善,實現產品的成熟穩定。

    產業發展需要政策推動但最終要靠市場決定

    為了應對能源和環境問題,各國都在出臺政策鼓勵新能源汽車的發展。截至2012年年底,我國累計推廣示範車輛為2.7萬輛,其中,公共服務領域為2.3萬輛,私人購車僅4400輛。與政策層面設想的2015年實現新能源汽車銷售50萬輛的目標差距甚遠。相較之下,大力推動新能源汽車的美國政府,雖然同樣面臨百萬輛計畫的落空,但其新能源汽車市場的啟動明顯好於中國。值得注意的是,美、日新能源汽車銷量主要為私人用戶購買。美國能源部最近估計,電動汽車和混合動力汽車若想和燃氣驅動汽車競爭,那麼電池的價格要降低50%-80%。我國新一輪的新能源汽車補貼在純電動汽車上逐年減少,顯示了政府倒逼企業推動新能源汽車市場化的決心。

    新能源汽車發展依賴政府補貼不是長久之計,目前來看,鋰離子電池技術遠遠沒有達到可以大規模市場化的程度。近幾年來鋰電池技術也取得了一定的突破,但未來五年內難以看到市場化的前景。而微小型電動車是我國電動汽車發展的一個亮點,在沒有補貼的情況下基本可以實現盈利並反哺科研,但發改委等相關部門並不認可。2013年初,郭孔輝等7位院士曾聯合建議,以微小型電動車為新能源汽車的突破口,給予最高車速80km/h,續航里程80km以下的電動車以新能源汽車的資質,建議准許登記牌照及上路。期望打破目前新能源汽車補貼範圍內的電動車大多未獲市場認可,而市場認可的低速電動車又不能獲得支持的怪圈。