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磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的技術(shù)路線之爭(zhēng)已經(jīng)持續(xù)多年。
2021年，磷酸鐵鋰在中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)首次實(shí)現(xiàn)對(duì)三元鋰的逆轉(zhuǎn)，成為裝機(jī)量最大的電池類型；今年磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的份額差距進(jìn)一步拉大。但是全球范圍來(lái)看，三元鋰依舊牢牢把控著動(dòng)力電池市場(chǎng)絕對(duì)多數(shù)的份額。
磷酸鐵鋰、三元鋰究竟未來(lái)誰(shuí)主沉浮？蜂巢能源科技股份有限公司（下稱“蜂巢能源”）董事長(zhǎng)兼CEO楊紅新近日向第一財(cái)經(jīng)記者表示，包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰等在內(nèi)的“大無(wú)鈷系”，未來(lái)在整個(gè)動(dòng)力電池市場(chǎng)占比有望超過(guò)70%，其中磷酸鐵鋰占比超過(guò)60%，甚至還要更高。
“中國(guó)乃至全球，都會(huì)是這個(gè)比例。”楊紅新表示，過(guò)去幾年磷酸鐵鋰技術(shù)與結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，大幅縮減了與三元鋰電池能量密度的差距，并在上游材料價(jià)格暴漲時(shí)成本優(yōu)勢(shì)凸顯。當(dāng)前磷酸鐵鋰電池已經(jīng)覆蓋500~700公里續(xù)航的主流市場(chǎng)，并在商用儲(chǔ)能市場(chǎng)對(duì)三元鋰電池實(shí)施替代。而三元鋰電池的未來(lái)，則集中在更高密度和超級(jí)快充市場(chǎng)，以及尚未商業(yè)化落地的固態(tài)電池領(lǐng)域。
兩次逆轉(zhuǎn)
短短幾年時(shí)間，中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)兩次逆轉(zhuǎn)。
新能源汽車發(fā)展早期，由于成本、安全、循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)，磷酸鐵鋰迅速成為正極的首選，市占率遙遙領(lǐng)先。2016年，磷酸鐵鋰電池在國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池市場(chǎng)的占有率高達(dá)69%。然而，同一時(shí)期采用磷酸鐵鋰電池的乘用車有效續(xù)航往往在200~300公里左右，隨著技術(shù)的逐步進(jìn)步，到2020年也才400公里左右。行駛里程的制約，使得新能源汽車的推廣極其緩慢。
2017年，國(guó)家相關(guān)部委調(diào)整新能源汽車補(bǔ)貼政策，首次將電池能量密度納入補(bǔ)貼參考指標(biāo)，“純電動(dòng)乘用車動(dòng)力電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg，對(duì)高于120Wh/kg的按1.1倍給予補(bǔ)貼”。這使得能量密度更高的三元鋰電池裝機(jī)量迅速攀升，磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)份額急劇萎縮。
據(jù)動(dòng)力電池聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2018年，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量達(dá)70.6GWh，其中三元電池占比55.5%，磷酸鐵鋰電池占比下降至39.7%。2019年，磷酸鐵鋰電池占比進(jìn)一步下降至33%，三元鋰電池占比達(dá)到58%。2020年一季度，三元鋰電池的市占率提升到76%，一家獨(dú)大的趨勢(shì)更加明顯。一些研究機(jī)構(gòu)在當(dāng)時(shí)提出三元材料將主導(dǎo)正極市場(chǎng)。
2020年3月，比亞迪發(fā)布了一款震驚新能源汽車領(lǐng)域的“重磅炸彈”——刀片電池。相比傳統(tǒng)造型的電芯，刀片電池有效增加了空間利用率，在同樣的空間內(nèi)能裝入更多的電芯，體積利用率提升了50%以上，續(xù)航里程提升50%以上，達(dá)到了接近高能量密度三元鋰電池的同等水平。
“早幾年使用磷酸鐵鋰電池的汽車，續(xù)航里程400公里就不錯(cuò)了。比亞迪通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，使得磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程達(dá)到了500公里，隨著電化學(xué)體系的升級(jí)，可以做到600公里，覆蓋了最主銷的500公里左右的市場(chǎng)。”楊紅新說(shuō)道，通過(guò)磷酸鐵鋰球形化技術(shù)、添加新的電解液、改善負(fù)極材料，基本上解決了磷酸鐵鋰低溫性能差的制約。
此外，通過(guò)克容量和壓實(shí)面積的提升，顆粒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，磷酸鐵鋰能夠做到每公斤195瓦時(shí)的電量，這樣就能支撐800公里的續(xù)航，覆蓋B級(jí)車和C級(jí)車的續(xù)航需求。今年初，磷酸鐵鋰與磷酸錳鋰混摻誕生的磷酸錳鐵鋰，能量密度提高到210瓦時(shí)/公斤，相比起磷酸鐵鋰體積和重量進(jìn)一步降低了10%~15%。
2021年7月，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量首次實(shí)現(xiàn)對(duì)三元鋰電池的逆轉(zhuǎn)，此后差距逐漸拉大，最終2021整年度磷酸鐵鋰以52%的市占率勝出。
另一方面，隨著新能源汽車銷量激增，嚴(yán)重的供給失衡導(dǎo)致上游原材料價(jià)格暴漲，三元鋰電池受材料成本上漲壓力更大。以鈷為例，鈷在三元鋰電池的正極材料成本中占重要部分，以三元 523電池體系為例，鈷的材料成本占比達(dá)20%，其價(jià)格波動(dòng)會(huì)直接影響到電芯成本。而且，全球66%鈷產(chǎn)量都出自政局不穩(wěn)定的剛果（金），中國(guó)鈷儲(chǔ)量?jī)H占全球儲(chǔ)量的1%左右，鈷資源的稀缺嚴(yán)重威脅動(dòng)力電池供應(yīng)鏈安全。
2021年10月，特斯拉宣布，受制于高昂的鈷價(jià)格，全球范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版Model 3和Model Y，將全部改用無(wú)鈷的磷酸鐵鋰電池。
“特斯拉使用磷酸鐵鋰是一個(gè)極具示范性效應(yīng)的事件。”楊紅新說(shuō)，2021年之前，國(guó)際大車廠主要和日韓電池廠合作，它們一直使用三元鋰電池，不太了解磷酸鐵鋰電池。2021年底，歐美車廠重新認(rèn)知磷酸鐵鋰，開始和中國(guó)的公司接觸，去測(cè)評(píng)、開發(fā)磷酸鐵鋰的產(chǎn)品。
從市場(chǎng)端來(lái)看，EV和PHEV去年至今銷量激增，僅中國(guó)市場(chǎng)2021年倍增至310萬(wàn)輛，2022年預(yù)估可以實(shí)現(xiàn)600萬(wàn)輛的銷量規(guī)模。與此同時(shí)，中創(chuàng)新航、億緯鋰能、國(guó)軒高科、蜂巢能源都大力上馬磷酸鐵鋰等電池產(chǎn)能項(xiàng)目。
特斯拉的示范作用、市場(chǎng)的爆發(fā)，加上供給改善，磷酸鐵鋰突然上量。然而，除了汽車動(dòng)力電池外，還有一個(gè)“萬(wàn)億”級(jí)新藍(lán)海正在向磷酸鐵鋰電池招手。
萬(wàn)億儲(chǔ)能藍(lán)海市場(chǎng)
由于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電方式普遍存在間歇性、波動(dòng)性問(wèn)題，居民和工業(yè)用電也存在波動(dòng)性特征，如何保障和平衡電力供需雙側(cè)的穩(wěn)定性，成為當(dāng)下及未來(lái)必須要克服的難題，而儲(chǔ)能就是解決這一些列問(wèn)題的關(guān)鍵鑰匙。
儲(chǔ)能和充電寶的原理基本類似，在谷底時(shí)充電，在峰頂時(shí)放電，把風(fēng)電或光伏等不穩(wěn)定電量?jī)?chǔ)存起來(lái)，再進(jìn)行變壓和穩(wěn)定輸出。在諸多儲(chǔ)能技術(shù)路線中，隨著電池技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，電化學(xué)儲(chǔ)能被認(rèn)為最具發(fā)展?jié)摿Γ窍乱粋€(gè)即將爆發(fā)的藍(lán)海市場(chǎng)。
相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，2021年國(guó)家與地方政府相繼出臺(tái)了300多項(xiàng)儲(chǔ)能相關(guān)政策，產(chǎn)業(yè)鏈投資計(jì)劃已經(jīng)超過(guò)了1.2萬(wàn)億元。截至今年初，共有25個(gè)省份將發(fā)展儲(chǔ)能寫入了政府工作報(bào)告。
海通證券在研報(bào)中指出，2025年中國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到30GWh以上，截至2021年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模累計(jì)僅為5.7GWh左右，意味著新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模至少還有5~6倍的增長(zhǎng)空間。光大證券認(rèn)為，到2025年中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到0.45萬(wàn)億元，到2030年將增長(zhǎng)至1.3萬(wàn)億元左右。
能量密度更大的三元鋰電池?fù)尩搅藘?chǔ)能市場(chǎng)的頭道湯。但2017年以來(lái)，儲(chǔ)能電站起火爆炸事故不斷，其中采用三元鋰電池的韓國(guó)共發(fā)生了24起火災(zāi)或爆炸事故，這引起了主管部門對(duì)三元鋰電池做儲(chǔ)能電站安全的擔(dān)憂。
今年6月29日，國(guó)家能源局綜合司發(fā)布了關(guān)于征求《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2022年版）（征求意見稿）》意見的函，其中在防止電化學(xué)儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故的要求中提到：中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動(dòng)力電池。
在此背景下，安全性、成本和壽命都更具優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰電池開始大舉進(jìn)軍儲(chǔ)能市場(chǎng)，需要指出的是，磷酸鐵鋰電池獲得的不僅僅是新增儲(chǔ)能電站項(xiàng)目機(jī)會(huì)，還包括對(duì)已建成三元鋰電池項(xiàng)目的替代。
更小單元的戶用儲(chǔ)能需求也在興起，其中又以隨身攜帶電源和可發(fā)電的空調(diào)、冰箱等耗電量大或長(zhǎng)時(shí)間在線的電器為主。
俄烏沖突后加上極端天氣，歐洲能源危機(jī)不斷惡化。歐洲基準(zhǔn)天然氣價(jià)格在過(guò)去12個(gè)月飆升了550%，電價(jià)一年漲近10倍。法國(guó)、德國(guó)的情況尤為嚴(yán)峻，其中法國(guó)明年交付的基本負(fù)荷電價(jià)達(dá)到1130歐元/兆瓦時(shí)，歷史上首次突破1000歐元大關(guān)，相比去年同期漲幅超1000%。德國(guó)同類產(chǎn)品價(jià)格達(dá)到995歐元/兆瓦時(shí)。
在地緣沖突下的能源危機(jī)和政府政策大力支持的雙重刺激下，歐洲市場(chǎng)對(duì)戶用儲(chǔ)能產(chǎn)品的需求大幅提升。據(jù)英國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)協(xié)會(huì)（Solar Energy UK）數(shù)據(jù)，最近數(shù)月每周都有3000余起安裝太陽(yáng)能板的施工在英國(guó)家庭的房頂上進(jìn)行，與兩年前的夏天相比翻了三倍；低廉的光儲(chǔ)成本使得消費(fèi)者幾乎3~5年之內(nèi)就能收回投資成本。
在國(guó)內(nèi)，可發(fā)電的家用電器趨勢(shì)也正在興起。以格力電器宣稱的可發(fā)電空調(diào)為例，在空調(diào)內(nèi)部布置一個(gè)儲(chǔ)能電池，在電價(jià)便宜時(shí)充電，在電價(jià)貴時(shí)用電池來(lái)驅(qū)動(dòng)空調(diào)，這樣可以極大地降低用戶使用成本，也能夠緩解電力系統(tǒng)壓力。在這個(gè)領(lǐng)域，磷酸鐵鋰同樣比三元更具成本和穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)。
“磷酸鐵鋰應(yīng)用場(chǎng)景太多了，這是為什么現(xiàn)在磷酸鐵鋰突然上量，以及未來(lái)還會(huì)繼續(xù)上量的原因所在。”楊紅新說(shuō)。
考慮到市場(chǎng)需求、鋰礦供應(yīng)及開采周期、鋰電池廠商擴(kuò)產(chǎn)周期等要素，楊紅新認(rèn)為到明年下半年，鎳跟鋰的供需關(guān)系會(huì)緩解，隨著電池廠擴(kuò)建產(chǎn)能的釋放，動(dòng)力電池價(jià)格會(huì)有一定的回落。但是到2026年，歐洲、美國(guó)動(dòng)力電池以及儲(chǔ)能廠的投產(chǎn)，會(huì)進(jìn)一步推高需求，因此長(zhǎng)期看電池資源仍將處于緊平衡狀態(tài)。
“百年汽車工業(yè)原本很穩(wěn)健，但是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)變量很多，福島地震、澳洲礦山停產(chǎn)、南非港發(fā)不了貨，都可能會(huì)導(dǎo)致全世界汽車廠的停產(chǎn)。我最深的一點(diǎn)感受是無(wú)論整車企業(yè)、電池企業(yè)，一定要掌握資源，不要讓資源成為瓶頸。但這兩年還要耐得住寂寞，度過(guò)艱難時(shí)期。”楊紅新說(shuō)。
原標(biāo)題： 研報(bào)認(rèn)為：2030年中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至1.3萬(wàn)億元左右
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