過去的2022年，“芯片短缺、電池價格上漲、充電困難”已成為中國乃至世界十大特種車動力電池制造商的熱門話題和現(xiàn)實挑戰(zhàn)。這種情況什么時候會好轉(zhuǎn)？

 

 

3月26日，中國電動汽車百人會副主席、中國科學院院士歐陽明高在百人論壇上致辭。

他討論了新能源汽車銷售預(yù)期、電池價格和產(chǎn)能上漲、電池技術(shù)路線圖演變和目標標準、理想充電系統(tǒng)建設(shè)等一系列關(guān)鍵行業(yè)問題。

他預(yù)測，兩三年后，碳酸鋰等原材料可能會恢復(fù)供需完全平衡。到2025年，中國的動力電池產(chǎn)能可能達到3000GWh，而電池出貨量預(yù)計在2025年達到1200GWh。將出現(xiàn)嚴重的產(chǎn)能過剩。

此外，它還表示，到2050年左右，原始礦產(chǎn)資源和再生資源的供應(yīng)將達到相當大的水平；從動力電池技術(shù)的演變來看，2025年電池能量密度的工業(yè)化目標是350瓦時/公斤，2030年目標是達到400瓦時/千克，2035年目標是500瓦時/kg。

 

 

循環(huán)壽命目標為10000次，磷酸鐵鋰和三元鋰均有望達到；可支持大功率快速充電的潮記充電標準預(yù)計將于第三季度提交審批；隨著電動汽車數(shù)量的增加，可以參與電網(wǎng)調(diào)峰和調(diào)頻的電力和電力都非常可觀；

乘用車的碳排放總量預(yù)計將在2030年前達到峰值。2030年前后，新能源汽車的銷量將與燃油汽車的銷量基本持平。

 

電池材料有望在兩三年內(nèi)恢復(fù)供需平衡

歐陽明高認為，今年電池材料漲價的原因一方面是整車需求增加，電池上漲，導(dǎo)致公司擴大產(chǎn)能、增加儲備；

另一方面，造成影響的另一個原因是供應(yīng)延遲，因為從礦石中生產(chǎn)碳酸鋰的典型生產(chǎn)周期為3-5年，從鹽水中提取鋰的周期更長。

從供應(yīng)來看，2005-2010年，全球鋰資源的經(jīng)濟可采儲量增長了400%，目前全球經(jīng)濟可采儲備為2200萬噸，可裝機22.7億輛汽車（以NCM811電池為例，可生產(chǎn)227TWh動力電池，每輛車100千瓦時電池）。新的勘探和可采儲量繼續(xù)增加。

從需求端來看，恐慌性庫存儲備帶來的需求增加是暫時的。隨著碳酸鋰供應(yīng)能力的提升，將逐步回歸基本需求端。預(yù)計兩三年后可能會恢復(fù)完全的供需平衡。

 

 

預(yù)計2025年電池產(chǎn)能過剩

根據(jù)行業(yè)投資信息預(yù)測，2023年中國電池產(chǎn)能可能達到15億千瓦時（1500GWh），2025年可能達到30億千瓦時，2025年電池出貨量預(yù)計將達到1200GWh。

其中百分之七十到八十將用于中國市場，百分之二十到三十將出口到海外市場。

據(jù)估計，到2025年，電池容量將過剩。

 

 

2030年后電池材料回收將形成規(guī)模

預(yù)計2025年將有1.25億千瓦時的回收利用，2030年后電池材料回收將形成大規(guī)模；到2050年左右，原始礦產(chǎn)資源和再生資源的供應(yīng)將達到相當水平；

從長遠來看，再生資源將逐漸完全取代對原始資源的需求。

 

 

2025-2035從液體系統(tǒng)到全固態(tài)電池

在動力電池技術(shù)的演變方面，歐陽明高也做出了預(yù)測。

2025年電池能量密度的工業(yè)化目標是350瓦時/千克（目前低于300瓦時/公斤）。這一階段仍然是液體電解質(zhì)系統(tǒng)，主要包括傳統(tǒng)的鋰離子電池材料、固液混合材料以及鈉離子和未來的鉀離子等液體電池材料系統(tǒng)。

2030年的目標是達到400瓦時/公斤，實現(xiàn)全方位工業(yè)化。這個階段是從液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變，包括液態(tài)高壓、厚電極和較少的電解質(zhì)；具有高鎳（例如Ni95）的正極、負極硅碳；以及準固態(tài)電池系統(tǒng)。

2030年應(yīng)該是向全固態(tài)電池發(fā)展過渡的關(guān)鍵節(jié)點。

2035年的目標是達到500瓦時/公斤，并實現(xiàn)工業(yè)化。包括全固態(tài)電池、鋰硫電池和高容量富鋰錳基材料，電壓窗口將增加到5伏。

 

 

電池壽命目標–10000次循環(huán)

基于對大規(guī)模儲能功能的考慮，對電池壽命的要求會越來越長，目標是10000次。

歐陽明高將特定的能量和生命視為兩軸，可以清晰地看到未來的多技術(shù)路線：

高比能低成本液體技術(shù)路線，正極為高鎳三元到富鋰錳基，負極為高比例硅碳到鋰金屬，比能目標為500wh/kg，但壽命相對較低；

液體折衷路線，考慮比能、安全性、成本和壽命，高鎳陰極系統(tǒng)，壽命不降低，比能提高50%，或比能不降低，壽命提高3倍以上，接近10000次循環(huán)；

基于鐵鋰的高安全液體路線具有最低的成本和超過10000次循環(huán)的長壽命。近年來的研究表明，液體三元也可以進行10000次循環(huán)。

 

 

Chaoji充電標準預(yù)計將于第三季度提交審批

首先，充電創(chuàng)新標準必須是第一位的。Chaoji是由中國發(fā)起并主導(dǎo)的一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的直流充電解決方案。

它兼顧過去（可以直接匹配現(xiàn)有的GB系統(tǒng)），面向未來（350千瓦大功率快充、低功率充電直流和V2G與車網(wǎng)交互），引領(lǐng)世界（與IEC國際標準同步，推動中國企業(yè)走向世界。促進國際接口標準的統(tǒng)一）。

Chaoji示范項目一期已建成：2019年，大功率充電示范項目已在北京等8個城市建成投產(chǎn)。

Chaoji二期示范工程今年投產(chǎn)：京滬高速公路Chaoji充電站正在建設(shè)中，預(yù)計2022年二季度建成投產(chǎn)。

正在制定Chaoji國家標準，包括GB/T 20234.4（連接組件）、GB/T 27930（通信協(xié)議）、GB/T 18487.1（充電系統(tǒng)）。已向GB/T 18487.1和27930征求了兩輪意見，向GB/T 20234.4征求了一輪意見。預(yù)計將于今年第三季度提交審批。

此次充電標準升級將為超快充電和充換電的發(fā)展，以及有序慢充和車網(wǎng)互動的發(fā)展帶來巨大機遇。

 

 

隨著電動汽車數(shù)量的增加，巨大的充電需求將不可避免地導(dǎo)致電網(wǎng)的供應(yīng)能力。解決方案是有序充電。

歐陽明高介紹，有序充電和車網(wǎng)交互技術(shù)包括單向有序充電V1G、車網(wǎng)能量雙向流動V2G和車聯(lián)網(wǎng)V2X。

V1G是一種單向有序充電，如在午夜充電至電耗底部；V2G是一種可以反向供電、可以充放電、向局域網(wǎng)和大型電網(wǎng)供電的車輛；V2X包括從車輛到車輛的供電、到建筑物的供電、應(yīng)急電源、家庭備用電源等。

根據(jù)中國節(jié)能新能源汽車路線圖，2040年將有3億輛新能源汽車。汽車充電量相當于2020年中國每天消耗的總電量（按65千瓦/輛計算，汽車電池的儲能容量為200億千瓦時）。

 

但考慮到出行需求，一輛小客車每天可靈活參與電網(wǎng)調(diào)度的平均電量為100億千瓦時。

更有意義的是車輛的功率調(diào)節(jié)潛力。如果按照15千瓦的功率計算雙向充電樁，按照日出行概率分布，3億輛新能源汽車支撐電網(wǎng)電力的能力將達到30億千瓦左右，甚至高于全國23.8億千瓦的裝機容量。

只要有序充電，就可以將新能源汽車的用電量從無序變?yōu)橛行?，并大大降低電網(wǎng)負荷。

到2030年，電動汽車的數(shù)量將達到8000萬至1億輛。歐陽明高預(yù)測，2030年后，隨著V2G的普及和發(fā)展，其容量將超過電網(wǎng)的電化學電池儲能容量。

在未來的電力系統(tǒng)中，電動汽車將與儲能電站共同承擔穩(wěn)定電網(wǎng)的重要責任，有望成為分布式儲能的主體。

 

 

2030年，新能源汽車和燃油汽車的銷量將保持不變

2022年，中國新能源汽車行業(yè)實現(xiàn)了從增長期向爆發(fā)式增長期的轉(zhuǎn)變，比此前預(yù)測提前了五年。此外，電動汽車在中國實現(xiàn)“雙碳”目標中的作用也越來越突出。

首先，電動汽車將確保到2030年實現(xiàn)汽車的碳排放峰值。歐陽明高的計算顯示，2021年，電動汽車的碳排放量約為每公里70克。與燃油車每公里170克的碳排放量相比，純電動汽車的排放量基本上只有燃油車的40%。

基于此，并考慮到汽車規(guī)模的發(fā)展趨勢，乘用車碳排放總量預(yù)計將在2030年前提前達到峰值，峰值不到6億噸。

第二，在2030-2035年之后，電動汽車將開始成為負碳單元?；谲嚶?lián)網(wǎng)交互技術(shù)（V2G），電動汽車可以作為儲能裝置，實現(xiàn)對風能、光伏等零碳新能源波動電力的儲能，抑制火電廠的碳排放，帶來減排效果，具有象征意義。

 

 

新能源汽車的負碳效應(yīng)將受益于一系列政策支持，全球碳排放將大幅減少。歐陽明高團隊的預(yù)測結(jié)果顯示，2022-2023年將出現(xiàn)燃油車銷量高峰，隨后燃油車銷量將繼續(xù)下降，而新能源汽車的銷量將在2030年前后與燃油車基本持平，占汽車總銷量的50%。與中國節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖的目標大致相同。