2021年9月15-17日,“第三屆世界新能源汽車大會(huì)”(WNEVC 2021)在海南國(guó)際會(huì)展中心盛大召開,由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、海南省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家能源局共同主辦。本次大會(huì)以“全面推進(jìn)市場(chǎng)化、加速跨產(chǎn)業(yè)融合,攜手實(shí)現(xiàn)碳中和”為主題,邀請(qǐng)全球各國(guó)政產(chǎn)學(xué)研各界代表展開研討。
在9月17日下午舉辦的 “動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)及綠色高效產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建” 主題峰會(huì)上,合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司工研總院常務(wù)副院長(zhǎng)徐興無(wú)發(fā)表精彩演講。
主要觀點(diǎn):
徐興無(wú)從動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)對(duì)資源的依賴關(guān)系、原材料市場(chǎng)的供求關(guān)系及價(jià)格趨勢(shì)、動(dòng)力電池技術(shù)路線的選擇、全生命周期電池的設(shè)計(jì)概念以及國(guó)軒高科全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)構(gòu)建等方面進(jìn)行了分享。他指出,新能源汽車發(fā)展勢(shì)頭迅猛,資源已成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素;構(gòu)建動(dòng)力電池全生命周期生態(tài)鏈勢(shì)在必行。磷酸鐵鋰電池?zé)o論從高安全性、低成本、長(zhǎng)循環(huán)等方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì),技術(shù)上正突破能量密度瓶頸,從資源保障的角度應(yīng)得大力發(fā)展。
以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)致辭實(shí)錄:
各位專家、各位來(lái)賓,女士們、先生們,大家下午好!今天我演講的題目是動(dòng)力電池全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)構(gòu)建。今天上午5位嘉賓都做了精彩的演講,大家都有一個(gè)很重要的關(guān)鍵詞就是今年的鋰離子電池,整個(gè)新能源汽車行業(yè)都特別火,我們也是感覺到既有喜又有憂,喜的是市場(chǎng)訂單不愁,供不應(yīng)求,憂的是供不上貨,原材料買不到、原材料在漲價(jià)。
今年這個(gè)勢(shì)頭還很怪,在補(bǔ)貼基本上退到位的前提下,新能源汽車突飛猛進(jìn)在增長(zhǎng),超出了大家的預(yù)料,就是說它的整個(gè)產(chǎn)業(yè)沒有準(zhǔn)備好,所以為什么原材料緊張?它一方面說明這個(gè)行業(yè)發(fā)展太快,同時(shí)適應(yīng)性準(zhǔn)備不足。今年預(yù)計(jì)如果不是芯片缺和電池荒,超過三百萬(wàn)輛是沒有任何懸念的,但就是現(xiàn)在這樣,估計(jì)超過260萬(wàn)輛,接近三百萬(wàn)輛也是有可能的,8月份的滲透率超過了10%,已經(jīng)到17%了,說明這個(gè)產(chǎn)業(yè)化時(shí)代真正的已經(jīng)到來(lái)。
這個(gè)行業(yè)發(fā)展那么快,根據(jù)美國(guó)6月份先進(jìn)電池聯(lián)盟發(fā)表的一個(gè)預(yù)測(cè),到2030年全世界要達(dá)到三千多萬(wàn)輛,到2040年達(dá)到超過5600萬(wàn)輛,預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)能就達(dá)到1.8 TWh,所以這就是TWh時(shí)代的到來(lái),就是這么來(lái)的。所以這個(gè)行業(yè)發(fā)展得非??臁?br>
但現(xiàn)在的問題就來(lái)了,從現(xiàn)在的角度來(lái)看,原材料普遍緊張,我們今年不僅僅是說正極材料,磷酸鐵鋰也好、三元材料也好,負(fù)極材料也緊張。但是這就暴露了一個(gè)問題,如果新能源汽車的產(chǎn)能規(guī)模達(dá)到了3千萬(wàn)輛、5千萬(wàn)輛,那我們的資源能不能支持這個(gè)行業(yè)健康穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展?這是擺在我們面前,給我們大家提出了一個(gè)嚴(yán)峻的問題。如果支持不了怎么辦?這個(gè)行業(yè)是不是還要可持續(xù)發(fā)展?
所以今天正好借這個(gè)機(jī)會(huì),我們對(duì)于這個(gè)事情是怎么考慮的,跟大家做一個(gè)分享。大家都知道資源是有限的,現(xiàn)在新能源汽車行業(yè)它的基礎(chǔ)核心零部件是鋰離子電池,要么是三元的,要么是鐵鋰的,幾個(gè)元素礦產(chǎn)資源是必不可少的,一個(gè)是三元材料,我們想提升鎳的比例,來(lái)降低鈷的含量。其實(shí)鎳也是有限的,根據(jù)2020到2026年中國(guó)鎳市場(chǎng)的調(diào)查,全球鎳的資源是8900萬(wàn)噸,這是什么概念呢?一輛車假定是50度電,以622三元材料為例,每度電差不多是0.7公斤,這樣的話一輛車就35公斤鎳。如果是1000GWh的話它需要70萬(wàn)噸的鎳,這樣的話我們整個(gè)鎳的儲(chǔ)量在40年,就是新能源汽車按照1千萬(wàn)輛來(lái)算的話40年就消耗殆盡了,還不說3千萬(wàn)輛到5千萬(wàn)輛。鎳的資源也不是取之不盡,用之不竭的,也是有限的。
鈷就更危險(xiǎn)了,大部分資源比較有限,中國(guó)嚴(yán)重缺鈷,但是全球鈷的這個(gè)資源也就是720萬(wàn)噸,如果是按照一輛車就有622三元材料來(lái)算的話是11公斤,這樣的話鈷大概是在不到20年,我算了一下差不多18年,鈷就消耗完了。所以是更嚴(yán)峻的。
下面來(lái)說說鋰,鋰相對(duì)分布豐富一些,中國(guó)鋰的資源不管是礦產(chǎn)資源還是鹽湖的鋰都豐富一些,但是鋰的儲(chǔ)量也是3百多萬(wàn)噸,但是它用的少,大概只有百分之幾,那合成一輛車上差不多是一度電0.1公斤100克,所以每輛車差不多是5公斤,如果是按照2千萬(wàn)輛車的話也就是10萬(wàn)噸每年的消耗量,所以可以用到一百多年,所以鋰的問題不是很大。
剩下的如果是磷酸鐵鋰這一塊的鐵和磷,可以說是取之不盡,用之不竭吧,鐵的儲(chǔ)量是1600億噸,所以比鎳的儲(chǔ)量大上萬(wàn)倍,磷的儲(chǔ)量也是6百多億噸,所以后面我會(huì)說我們?yōu)槭裁凑f磷酸鐵鋰它的資源可以支撐這個(gè)行業(yè)的發(fā)展,就是因?yàn)檫@個(gè)資源是非常豐富的。
現(xiàn)在看來(lái),如果這個(gè)行業(yè)是可持續(xù)發(fā)展的話,那你必須資源能夠保證它的可持續(xù)發(fā)展,否則的話要么原材料供不上,要么價(jià)格非常高,這個(gè)結(jié)怎么去解是我們需要去思考的問題。一種考慮就是說,我們要資源回收,我們的鎳、鈷都可以資源回收。那資源回收碰到的問題就是說這個(gè)電池怎么去回收,回收以后現(xiàn)在提出梯次利用,梯次利用又進(jìn)行資源回收,等等問題我后面會(huì)展開說,但是這個(gè)問題必須要提到議事日程中間來(lái),否則的話這個(gè)行業(yè)走著走著就走不下去了,這是我們必須要面對(duì)的問題。
我們來(lái)看看今年這些數(shù)據(jù),我們做了一些統(tǒng)計(jì),今年上半年到7月份是138萬(wàn)臺(tái),到8月份我記得是將近150萬(wàn)臺(tái)了,所以三元和鐵鋰到8月份的時(shí)候,鐵鋰的是52%多,超過了三元,就是占了半壁江山。但是總體來(lái)看大家看這個(gè)數(shù)據(jù)都是翻一番,翻了一倍還要多,這是整體的形勢(shì)。
那大家說鋰在漲價(jià),鋰的需求量也是增加了60%,這是碳酸鋰,氫氧化鋰也是這樣的,62%。這是它的價(jià)格,價(jià)格在2017年的時(shí)候走到最高點(diǎn),去年的時(shí)候差不多是4萬(wàn)多塊錢,不到5萬(wàn)塊錢,現(xiàn)在8萬(wàn)多了,氫氧化鋰10萬(wàn)多了,翻了一倍。
這個(gè)是鈷價(jià),鈷價(jià)在17年的時(shí)候,18年年初是最高,上升到60萬(wàn)每噸,現(xiàn)在到去年的時(shí)候還好,大概20多萬(wàn),然后到今年開始漲了,現(xiàn)在漲的快到40萬(wàn)了,后面還要漲,這個(gè)是電解液,電解液不單是價(jià)格在漲,而且是買不到,它有一個(gè)最重要的添加劑就是VC,中間出了一點(diǎn)問題,一下子供不上,因?yàn)樗ㄒ粋€(gè)化工廠需要很長(zhǎng)時(shí)間,到目前為止仍然屬于很緊張的狀態(tài),我們有時(shí)候拿VC到電解液廠去換電解液,我給你一頓VC你給我多少電解液,都這么干,實(shí)在沒辦法。這個(gè)增長(zhǎng)也超過了一倍,這個(gè)是價(jià)格。
大家可以看到,去年的時(shí)候是30來(lái)塊錢一公斤,今年漲到60多,翻了一倍,所以也就是說整體形勢(shì)全面在上漲,一方面造成了我們的供貨壓力,買不到原材料,同時(shí)我們整車廠漲價(jià)的幅度跟不上原材料的漲價(jià)幅度,所以這個(gè)事情怎么平衡也是比較幸福的痛苦,就是有訂單忙的不得了,但是愁著怎么去交貨,怎么去平衡成本,這是我們目前的狀況。
但是長(zhǎng)遠(yuǎn)的思考怎么去化解這樣的一個(gè)難題?就是說你真的要可持續(xù)發(fā)展,你這些問題不解決的話以后永遠(yuǎn)是這樣的,那就受不了了,短期內(nèi)過一陣子就好了,但是現(xiàn)在看來(lái)明年還不會(huì)有很大的改觀,因?yàn)槊髂甑牧窟€在那里擺著,那你的資源在哪里,所以我們必須要考慮這些問題,長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看我們還是堅(jiān)持我們國(guó)軒的基本點(diǎn),就是我們的政策,我們的這個(gè)蓄力三元,發(fā)力鐵鋰,我們也是承擔(dān)了科技部的重大專項(xiàng),300瓦時(shí)每公斤,最近我們也在裝一批車,我們第一個(gè)上了公告的就是系統(tǒng)200瓦時(shí)每公斤的,這個(gè)可以看工信部的公告,我們也都做到了。這個(gè)在高端車上是可以有一定市場(chǎng)的,但如果是大家有一段時(shí)間都是一哄而上上三元的話是支撐不了的,所以我們提出了發(fā)力鐵鋰,鐵鋰的天然優(yōu)勢(shì)像安全、長(zhǎng)壽命、成本低,但是就是這個(gè)能量密度制約了它的發(fā)展,上午看到好幾家的技術(shù)路線都在提出磷酸鐵鋰,大家都認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問題。
所以我們是率先提出磷酸鐵鋰要不斷提升它的能量密度,我們?cè)?9年的時(shí)候到190瓦時(shí)每公斤,去年我們宣布了210瓦時(shí)每公斤的實(shí)驗(yàn)樣品,今年年底之前我們210瓦時(shí)每公斤的要量產(chǎn),產(chǎn)品線已經(jīng)建好了,要調(diào)試,乘用車可以支持500公里以上的續(xù)航里程的話還是大有可為的,況且除了三個(gè)優(yōu)勢(shì)之外它的資源優(yōu)勢(shì)也是必須要考慮的。
我們現(xiàn)在是大眾的公司了,當(dāng)然也看到了國(guó)軒的資源優(yōu)勢(shì)和研發(fā)優(yōu)勢(shì),它幫我們當(dāng)成它的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,開始的時(shí)候他跟我們只談三元電池,他說我們字典里面沒有磷酸鐵鋰,后來(lái)我們就不斷跟他在宣傳、在洗腦,說磷酸鐵鋰怎么好,就是剛才我講的一些觀點(diǎn),然后他們開始不怎么太接受,但是后來(lái)想到如果是產(chǎn)業(yè)發(fā)展,就是剛才講的上千萬(wàn)輛的一個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的時(shí)候,有它的價(jià)格要求和供貨要求,這是死的,那你怎么滿足呢?我們說沒法滿足,你說三元材料到2025、2030年價(jià)格到多少,我不敢保證,因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候價(jià)格不知道漲到什么水平,怎么保證呢?從這個(gè)角度來(lái)說,資源的角度它接受了磷酸鐵鋰的概念,這樣一個(gè)產(chǎn)品,況且實(shí)實(shí)在在落實(shí)到了研發(fā)過程當(dāng)中,因?yàn)槲沂秦?fù)責(zé)大眾項(xiàng)目組這一塊的研發(fā),哪一個(gè)產(chǎn)品,哪一個(gè)是三元的,哪一個(gè)是鐵鋰的,相當(dāng)大一部分是鐵鋰的產(chǎn)品,我可以明確告訴大家,像大眾這樣的巨頭他們也接受了磷酸鐵鋰,他們的布局在歐洲要做到240GWh,我們現(xiàn)在正在忙著在歐洲建廠,這里有很大的量,相當(dāng)一部分是鐵鋰的電池,這就說明資源對(duì)于行業(yè)的重要性。
這一塊大家也都認(rèn)識(shí)到所謂的要降鈷提錳,為什么?因?yàn)榇蠹艺J(rèn)為鈷可能是更短缺一些,鎳也是非常短缺的,所以即使是這樣的話,我們說降鈷也有一個(gè)好處就是可以降成本,但是你要有一個(gè)平衡,如果是說無(wú)鈷的話,它就是一種鎳錳的化合物,我們也做過,但是它也有一些電導(dǎo)率和容量的損失這樣的缺點(diǎn),最好就是少量的鈷,所以我們的技術(shù)路線不一定把鈷降到0,可以控制在3%或者1%,或者是看看還有什么其他的元素進(jìn)行一些調(diào)配,做成一些比較平衡,綜合性比較好的性能材料,這也是一個(gè)資源的考慮。
第四個(gè)我想講一下全生命周期電池的設(shè)計(jì),什么叫全生命周期呢?就是說現(xiàn)在你必須要考慮到從礦山到材料到電池,電池使用以后有一個(gè)環(huán)節(jié)叫梯次利用,梯次利用后面的才是回收,這個(gè)大家都知道,但不是那么簡(jiǎn)單的。因?yàn)榍疤熘衅懈阏哐芯康木偷胶戏蕘?lái)交流這些問題,就制定這些電池回收利用政策的時(shí)候就碰到了很大的困惑,就是說這個(gè)電池怎么回收?回收了以后怎么來(lái)梯次利用?資源又怎么回收回來(lái)?這個(gè)里面有一個(gè)問題就是經(jīng)濟(jì)性,賺不賺錢?我們本來(lái)講回收以后再賣是很好的,但事實(shí)上現(xiàn)在新電池都幾毛錢一度電了,那你賣回來(lái)以后整個(gè)電池的成本都不夠,但是你賣高了還不如新電池,那誰(shuí)買你的呢?
還有一個(gè)就是安全性,原來(lái)電池回來(lái)以后儲(chǔ)能,現(xiàn)在是絕對(duì)不能用了,因?yàn)閮?chǔ)能會(huì)出問題,不允許進(jìn)行這個(gè),因?yàn)樗囊恢滦圆缓每刂?,各種狀態(tài)亂七八糟的不好保證它的安全性,同時(shí)一致性也是一個(gè)最大的問題,各種工況、各種材料都不同,所以這個(gè)就是大家一直想做這個(gè)事兒,但是目前來(lái)說還沒有做好,政策法規(guī)也沒有跟上。
但是后面這個(gè)事情肯定是要做的,那怎么做呢?肖老師也說過,國(guó)家可能也有這么一個(gè)課題引導(dǎo),就是說從電池設(shè)計(jì)的時(shí)候就要考慮后面的梯次利用,我覺得這個(gè)提法非常好,我們現(xiàn)在也是按照這樣的一個(gè)想法,比如說我們現(xiàn)在正在開發(fā)一種超長(zhǎng)壽命的電池,這個(gè)超長(zhǎng)壽命我在這里就不多說了,有很多技術(shù)的核心,總的來(lái)說它里面要有一些補(bǔ)鋰技術(shù)要做好,因?yàn)殇囯姵厮南木褪卿嚊]有了,你要一直補(bǔ)鋰,那后來(lái)開始下來(lái),這樣可以做1萬(wàn)多周,這是什么概念?你整個(gè)車子都報(bào)廢了,車皮都?jí)牧?,這個(gè)電池還有90%多,那這個(gè)電池又不能扔掉,那就必須要考慮梯次利用。
我們現(xiàn)在還有一款電池叫G2M,去年的科技大會(huì)已經(jīng)發(fā)布了,這個(gè)內(nèi)部是一個(gè)串聯(lián)的關(guān)系,直接就是一個(gè)模組,你內(nèi)部串12串還是8串,就是24伏這樣的概念,這樣做的整個(gè)過程中非常簡(jiǎn)單,成本也低,同時(shí)它的適應(yīng)性非常好,它可以做成標(biāo)準(zhǔn)化,因?yàn)榇蠹抑楞U酸電池就那么幾種尺寸,這樣的話你可以做成標(biāo)準(zhǔn)化的東西,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的東西可以把它做成一個(gè),在下面就有一個(gè)重慶換能的他們?cè)谧鰮Q電,這個(gè)換電有的車是3塊,有的車是4塊,有的車是1塊,每一塊是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊,這個(gè)用的就是我們的G2M的電池,每一個(gè)電池的電量是多少呢?大家看是16、32和48度電,16度電跑100多公里,32度的跑3百多公里,48度電跑359公里,如果你平時(shí)上班不要開那么多,你不要拉著電池那么重,那是有能耗的,那1塊電池就夠了,節(jié)假日的時(shí)候需要跑幾百公里,多加幾塊電池就非常方便,所以整個(gè)是經(jīng)濟(jì)的。
它的這種換電模式也非常簡(jiǎn)單,它是一種機(jī)器人的,下面有,它是AGV小車過去以后,一塊下來(lái)、兩塊下來(lái)、三塊下來(lái),不像原來(lái)的機(jī)械手很復(fù)雜,這個(gè)是非常簡(jiǎn)單的。而且它是系列化的,就是剛才講的一塊、兩塊、三塊、四塊這樣不斷累加,放在不同的車上,這樣的話如果乘用車已經(jīng)用了,還有90%的,那就可以放在物流車上,因?yàn)槲锪鬈嚀Q電的時(shí)候方便一點(diǎn),物流車不行換小車,長(zhǎng)里程的不行就短里程的,也可以放在儲(chǔ)能上,我設(shè)計(jì)的時(shí)候就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊,它的全生命周期都是它,所以設(shè)計(jì)的時(shí)候都是按照這個(gè)來(lái)設(shè)計(jì)的,那整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈就運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái),這樣的話電池的經(jīng)濟(jì)性就好,可能十幾、二十幾年都有可能,放在我們的儲(chǔ)能上,所以這是我們的基本想法,現(xiàn)在正在做。
最后簡(jiǎn)單說一下,我們?yōu)槭裁匆獙?duì)全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行布局,因?yàn)槲覀兛紤]到,這個(gè)是我們的國(guó)際化公司,我們?nèi)蚴?個(gè)研發(fā)中心,我們是整個(gè)的布局都有,生產(chǎn)基地有8個(gè),中間還有一個(gè)柳州的沒有寫上去,還在建,我們最近在江西的宜春,還有肥東有一個(gè)肥東基地,這些都是我們?cè)谫Y源方面的布局。
肥東基地這一塊我們有兩點(diǎn)可以跟大家介紹一下,第一個(gè)我們是用馬鋼的那個(gè)酸洗廢液,那個(gè)鐵可以做成磷酸鐵,然后做磷酸鐵鋰,這個(gè)成本就非常低,而且是一個(gè)資源的循環(huán)利用。第二個(gè)就是電池回收,我們?cè)诜蕱|搞了一個(gè)回收基地,專門搞電池資源的梯次利用和回收。
后面來(lái)看一些短片,最后是幾點(diǎn)總結(jié)和建議。根據(jù)剛才跟大家分享的新能源汽車的發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛,但是這個(gè)時(shí)候資源成為制約我們這個(gè)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵的因素,所以我們必須要面對(duì),我們要構(gòu)建動(dòng)力電池全生命周期的生態(tài)鏈勢(shì)在必行。第三個(gè)就是說從資源角度我們還是要鼓勵(lì)磷酸鐵鋰電池的大力發(fā)展,因?yàn)閺母鱾€(gè)角度,特別是從資源的角度能夠支撐這個(gè)行業(yè)后續(xù)的發(fā)展,后面就是怎么加快能量密度的提升開發(fā)。最后一點(diǎn)就是今天的主題了,重視動(dòng)力電池的回收這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈