電動(dòng)汽車(chē)極速狂飆:電池廠擴(kuò)張?jiān)贁U(kuò)張,電池短缺再短缺?
照估計(jì),2020年全球電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量約為250萬(wàn)輛,到了2030年將會(huì)增長(zhǎng)12倍,達(dá)到3110萬(wàn)輛,占新車(chē)銷(xiāo)量的三分之一。因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)快速擴(kuò)張,電池制造商不斷建廠,以應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的電池短缺問(wèn)題。
目前在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域比較積極的有中國(guó)、美國(guó)和歐洲,汽車(chē)電池主要來(lái)自5大制造商,讓我們看看它們的擴(kuò)張計(jì)劃:
——寧德時(shí)代
到6月底時(shí),寧德時(shí)代的年產(chǎn)能約為65.45GWh,正在建設(shè)的產(chǎn)能約為92.5GWh。大眾、通用汽車(chē)、寶馬、戴姆勒都是它的客戶。8月份寧德時(shí)代發(fā)表聲明稱(chēng),將會(huì)在上海建一個(gè)生產(chǎn)基地。
——LGES(LG能源解決方案)
到了2021年年底時(shí)LGES的產(chǎn)能將會(huì)達(dá)到155GWh,到了2025年增加到430GWh,它能為720萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)提供電池。LG準(zhǔn)備投資45億美元在美國(guó)建廠,項(xiàng)目一直持續(xù)到2025年。計(jì)劃中包括兩座新工廠,一旦完工,2024年之前每年LG可以在美國(guó)生產(chǎn)70GWh電池。
在美國(guó)密歇根LG已經(jīng)擁有一座電池廠,年產(chǎn)能約為5GWh。在中國(guó)LG也為特斯拉生產(chǎn)柱狀電池,它已經(jīng)投資48億美元,還準(zhǔn)備投資1.5萬(wàn)億韓元。在波蘭LG自2016年以來(lái)已經(jīng)投資6.8萬(wàn)億韓元(約合人民幣450億元),年電池產(chǎn)能達(dá)到70GWh。
7月份LG與現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)表聲明稱(chēng),將會(huì)投資11億美元在印尼建電池廠。
——松下
松下在美國(guó)和日本生產(chǎn)鎳鈷鋁電池,基本上全部提供給特斯拉。松下沒(méi)有披露產(chǎn)能到底有多少,不過(guò)5月時(shí)它曾說(shuō)會(huì)擴(kuò)建美國(guó)內(nèi)華達(dá)35GWh工廠,因?yàn)樘厮估枨笤黾印?nèi)華達(dá)廠投資16億美元,2014年投入運(yùn)營(yíng)。
今年松下會(huì)在日本試產(chǎn)新柱狀電池,降低成本。松下還與豐田、Prime Planet Energy & Solutions 合作生產(chǎn)方形電池。不只如此,松下還會(huì)在挪威建汽車(chē)電池廠,只是目前還不知道細(xì)節(jié)。
——SK ON
在中國(guó),SK ON的電池產(chǎn)能約為27GWh,匈牙利有7.5GWh,總計(jì)40GWh,其它在韓國(guó)。2025年之前它準(zhǔn)備將產(chǎn)能提升到220GWh,擴(kuò)張重點(diǎn)主要在美國(guó)。SK ON準(zhǔn)備在美國(guó)建兩座電池廠。
——三星SDI
三星SDI在匈牙利、中國(guó)、韓國(guó)生產(chǎn)電池,它已經(jīng)宣布與Stellantis NV合作在美國(guó)生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)電池。2025年上半年三星SDI美國(guó)廠將會(huì)投入運(yùn)營(yíng),最初年產(chǎn)能為23GWh,未來(lái)增加到40GWh,足以供67萬(wàn)輛汽車(chē)使用。
從上面的信息可以看出,現(xiàn)在的電池生產(chǎn)被中日韓掌控,韓國(guó)是中國(guó)最大的對(duì)手。這里的統(tǒng)計(jì)信息來(lái)自路透韓國(guó)分社,所以會(huì)偏向韓國(guó)。實(shí)際上比亞迪、沃瑪特兩家中國(guó)企業(yè)的汽車(chē)電池產(chǎn)量也很高,但外媒一般會(huì)故意忽視。
很多國(guó)家的政府、汽車(chē)制造商都有野心勃勃的計(jì)劃,全力向零排放汽車(chē)挺進(jìn),但大多其實(shí)并沒(méi)有明確路線,不知道電池從哪里來(lái)。
美國(guó)阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能科學(xué)合作中心高管Venkat Srinivasan認(rèn)為:“今天許多電池原材料的供應(yīng)鏈?zhǔn)遣豢沙掷m(xù)的……回收可能是可持續(xù)生產(chǎn)的重要組成部分,如果不能快點(diǎn)實(shí)現(xiàn)回收,就會(huì)碰到一連串問(wèn)題?!睂?zhuān)家警告說(shuō),如果不改變供應(yīng)鏈,不革新回收技術(shù)并投資于替代電池研究,供應(yīng)將迅速減少。
電池用完如何處理?在美國(guó)大約99%的鉛電池會(huì)回收,但回收的鋰電池只有不到5%。鋰離子電池里面有很多高價(jià)金屬,比如鈷、銅、鋁、鎳、鋰,但現(xiàn)在的回收技術(shù)不成熟,需要大量人力,無(wú)法形成規(guī)模。
Venkat Srinivasan談到美國(guó)時(shí)說(shuō):“美國(guó)其實(shí)有很多鋰,全世界也有很多。為了滿足需求,我們可能會(huì)增加產(chǎn)量,只是美國(guó)的鎳或鈷不太夠。看看鋰電池商業(yè)化歷史,就會(huì)知道供應(yīng)鏈問(wèn)題值得思考?!?/p>
一輛電動(dòng)汽車(chē)大約有5000枚電芯。以前行業(yè)用過(guò)鎳鈷鋁和磷酸鐵電池,但現(xiàn)在主要用的是鋰離子電池,因?yàn)樗哪芰棵芏雀?,重量輕。
德州農(nóng)工大學(xué)化學(xué)工程教授Jodie Lutkenhaus說(shuō),鋰的效率很高,開(kāi)發(fā)替代材料很難,想打破鋰離子電池的“甜蜜點(diǎn)”不是易事。
在開(kāi)采鋰時(shí)還要注重環(huán)保,如果想讓電池行業(yè)持續(xù)發(fā)展,減少鈷的用量可能很重要。
目前歐盟、美國(guó)等國(guó)家想降低對(duì)亞洲供應(yīng)商的依賴(lài),中國(guó)占了全球精煉的80%,是原材料市場(chǎng)的掌控者??茖W(xué)家想用鈉甚至鎂電池取代鋰電池,他們的目標(biāo)是制造低鈷或無(wú)鈷陰極。
因?yàn)樯虡I(yè)利益的驅(qū)使,深海采礦也許是條出路,但這條路是不是通暢還不知道。鋰不是無(wú)限的,鈷和鎳更稀缺。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)年初時(shí)曾說(shuō)過(guò),如果想達(dá)成2040年清潔能源汽車(chē)生產(chǎn)目標(biāo),需要的原料至少要增加30倍,礦物的產(chǎn)量要翻兩番,達(dá)到現(xiàn)有產(chǎn)量的4倍。
早在2018年科學(xué)家就曾警告說(shuō),必須重新設(shè)計(jì)鋰離子電池,因?yàn)殁捄玩嚨膬?chǔ)量無(wú)法滿足未來(lái)需求,解決這一問(wèn)題的時(shí)間不多了,只剩下10年。必須開(kāi)發(fā)出用通用材料制造的電極,比如用鐵和硅制造。想為鋰、鎳、鈷找到替代材料可能要幾十年,而技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)可能又要15-25年,留給世界的時(shí)間真的不多了。
總之不難看出,鋰電池供應(yīng)會(huì)很緊張,短期內(nèi)也沒(méi)有很好的解決方案。