在“碳中和”概念越來越受到重視的背景下,我國開始加快新能源建設(shè)。近年來,新能源汽車的發(fā)展速度遠(yuǎn)超我們的想象。一些專家預(yù)測,到2035年,我國新能源汽車保有量將超過1.6億輛,其中純電動汽車的占比將超過90%以上將成為一座城市。
新能源汽車的興起,促成了鋰電池的持續(xù)供應(yīng)。鋰作為純電動汽車的動力來源,在未來低碳時代已被置于“白油”的重要位置。目前,它已經(jīng)成為繼石油、未來鋰將迎來一段需求大幅擴(kuò)張的黃金時代。.之后各國爭相購買的能源原料
車企們?yōu)楹翁驿嚩鴵?dān)憂?
那么問題來了,鋰這么熱,地球上有足夠的鋰嗎?我們以前可能沒有擔(dān)心過這個問題,但現(xiàn)在情況不同了。
2020年全球鋰礦探明儲量約2100萬噸,紙面上看是巨大而充足的。事實上,經(jīng)濟(jì)上可開采的鋰資源非常有限,在該地區(qū)的分布也不均衡。僅南美洲和大洋洲著名的“鋰三角”就占全球鋰資源的80%,而其他三大洲加起來僅占資源分布的20%。
對鋰礦的競爭已經(jīng)成為汽車公司的頭等大事。在新能源汽車的戰(zhàn)場上,誰掌握了鋰供應(yīng)鏈,誰就能掌握新能源汽車的未來。在這方面,汽車公司的對策是把自家的供應(yīng)延伸到上游原材料部分,目標(biāo)是針對鋰礦。特斯拉目前正在與智利最大的鋰礦生產(chǎn)商談判,未來可能會在當(dāng)?shù)亟⒁患夜S,生產(chǎn)電池用鋰原料。
在電池技術(shù)沒有創(chuàng)新之前,鋰仍然是電池生產(chǎn)不可或缺的原料。如果車廠缺少電池供應(yīng),即使做了酷炫的電動車外殼,也不會量產(chǎn)。
可以預(yù)見,在車企爭搶鋰礦的背后,早已將籌碼押在新能源汽車上,奔馳、本田等大公司也宣布將進(jìn)駐2040年前要停止燃油車的銷售,新能源車將成為銷售主力.
預(yù)計到2030年,全球?qū)﹄妱悠嚭弯噧δ芟到y(tǒng)的需求將超過2700GWh,幾乎是目前的十倍,其中汽車電池的制造占四分之三。更可怕的是,目前全球鋰產(chǎn)能只能達(dá)到2030年需求的70%,仍有巨大的供應(yīng)缺口需要填補(bǔ)。
從目前的鋰儲備情況來看,如果鋰礦企業(yè)不及時擴(kuò)大生產(chǎn)線或挖掘新的鋰礦,可能會出現(xiàn)鋰資源分布“弱肉強(qiáng)食”的情況。財力雄厚的企業(yè)會不斷吞噬剩余鋰資源,形成寡頭壟斷。缺乏上游供應(yīng)的車企只能靠他們來供應(yīng)原材料,議價權(quán)會被寡頭牢牢抓住,這對車企來說不是好事。
屆時,鋰電池漲價將不可避免,目前國內(nèi)電池級碳酸鋰相比年初報價上漲71.2%,而現(xiàn)貨價格在四個月時間也已經(jīng)翻了一倍.當(dāng)新能源汽車的價格和續(xù)航不及燃油車時,鋰電池的價格會一次次上漲,消費者自然會用腳投票。
居安思危。從表面上看,我們的鋰儲備可以滿足目前的電池供應(yīng)需求。但在新能源汽車推進(jìn)的浪潮中,鋰產(chǎn)能與未來需求的差距不再處于同一水平,這意味著如果現(xiàn)在不采取措施,未來鋰不僅會不足,還會變貴,這對大力發(fā)展新能源汽車的車企來說,將是難以承受的打擊。
鋰資源短缺受傷的是誰?
一直高喊擴(kuò)大產(chǎn)能口號的特斯拉,近日受到鋰原料短缺的影響,導(dǎo)致產(chǎn)能一直沒有恢復(fù)。為了保證利潤率,消費者只能充當(dāng)“韭菜”。
今年3月和4月,特斯拉數(shù)次上調(diào)其Model Y和Model 3車型的價格。3月份國產(chǎn)Model Y全款漲了8000元。4月份,Model 3在美國市場的價格也連續(xù)三次上漲,漲幅達(dá)到2000美元。
假設(shè)鋰的供應(yīng)情況一直不樂觀,一些依靠價格優(yōu)勢占領(lǐng)市場的車企沒有像特斯拉那樣的提價信心,想要保持新車價格不變,就必須降低整車成本,所以自然是車的配置
減法在消費者看不到的地方,這種操作在汽油車上早已屢見不鮮,其中最著名的就是“斷軸門”,為了降低成本而悄悄更換車身材料。這些操作大大降低了整車的安全性,承擔(dān)事故的是消費者。
如果消費者有權(quán)選擇不購買新能源汽車,那么鋰漲價導(dǎo)致的儲能電池成本上漲,受傷的就是新能源車的車主了.
另一方面,儲能電池價格上漲也會導(dǎo)致充電站建設(shè)成本增加,影響充電站的普及率。目前,建設(shè)一個可容納120輛車的公共充電站,需要投資成本約800萬元,投資建設(shè)充電站將花費大量資金。如果成本再次上漲,很多充電樁公司在經(jīng)濟(jì)上負(fù)擔(dān)不起。
對于有長途出行需求的新能源車主來說,續(xù)航問題成了他們不得不考慮的一件大事,因為只有一線城市的充電站覆蓋率更高,如果他們不是在一線城市駕駛車輛的話。如果趕時間,可能會遇到車很急,附近沒有充電樁的情況。充電站設(shè)置完畢。
施普及滯后,無形中會增加車主們駕駛新能源車出遠(yuǎn)門的“里程焦慮”。總而言之,鋰的短缺對于普通消費者而言并不是一件好事,不僅增加消費者購買新能源車的成本,后續(xù)充電、養(yǎng)護(hù)等服務(wù)也會相應(yīng)增加。而充電站的建設(shè)速度減慢,新能源車主們的出行半徑繼續(xù)被車的續(xù)航所限制,想要享受一場愉快的遠(yuǎn)途旅行變得更加困難,屆時具有續(xù)航優(yōu)勢的汽油車是否能借此機(jī)會重新抬頭,又變成了一個未知數(shù)。
鋰資源循環(huán)的曙光已到來?
車企們當(dāng)然不樂見這種局面的發(fā)生,無論是出于防止被原料“卡脖子”,還是預(yù)防鋰漲價對新能源汽車市場造成打擊,尋找出一條破局之路已成必然,而鋰電池的循環(huán)利用就是其中的路徑之一。
在電池回收行業(yè),目前公認(rèn)的最理想模式是先梯次利用再拆解回收,梯次利用是指先回收來的動力電池進(jìn)行篩選,對電池的性能和壽命進(jìn)行檢測,選出數(shù)據(jù)相近的電池進(jìn)行分組,這樣才能保證電池的一致性以及整個電池系統(tǒng)的安全性。
這種模式其實和我們在電視上看到的“聚能環(huán)”廣告是如出一轍的,在遙控車上用光了的電池,放到遙控器上還能繼續(xù)用,梯次利用也是同理,都是把還有能量的電池繼續(xù)使用,將剩余的資源發(fā)揮到最大化。
這些符合標(biāo)準(zhǔn)的電池將被配對成組,用于像儲能、低速電動車等對電池性能要求較低的領(lǐng)域。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),動力電池容量衰減至80%左右就能達(dá)到退役時限,雖然不再適用汽車,但是在其他方面還有很大的利用空間,對于提升鋰電池的利用率具有相當(dāng)大的進(jìn)步意義。
即便是最終無法使用的廢舊動力電池,也依然能夠在再生處理環(huán)節(jié)挖掘其剩余價值。據(jù)寧德時代透露,三元動力電池中所含的鋰元素含量較高,而磷酸鐵鋰電池的鋰含量也達(dá)到 1.10%。當(dāng)電池進(jìn)入再生處理環(huán)節(jié),鋰會被提取出來,加工制成用于電池生產(chǎn)的正極材料,實現(xiàn)資源的有效循環(huán)利用。
不過目前新能源汽車未進(jìn)入到大批量報廢的浪潮,能回收到的退役動力電池較少,加上梯次利用大部分還處于試驗示范階段。換言之,大家心目中最理想的鋰電池循環(huán)利用鏈,仍在蹣跚學(xué)步的過程中,真正實現(xiàn)成熟產(chǎn)業(yè)鏈的曙光尚未到來。
新興電池技術(shù)難度在哪?
既然鋰的循環(huán)利用暫時行不通,那能否換個思路,從電池的結(jié)構(gòu)上改變,讓同樣多的鋰造出更多的電池?或者讓鋰電池變得更加耐用,減少電池的報廢量?答案是有的,關(guān)鍵在于,這需要挑戰(zhàn)三十多年來根深蒂固的鋰離子電池技術(shù)。
傳統(tǒng)的鋰電池內(nèi)置的電解質(zhì)是以液態(tài)的形式存在,目前業(yè)界常用的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,在電池的耐用性和能量密度上存在各自的缺點,前者會導(dǎo)致電池報廢數(shù)量的快速增長,后者則會消耗更多的鋰電芯。
而固態(tài)電池的出現(xiàn),則完美地解決了以上兩種電池的缺點,因為它顛覆了鋰電池的電池結(jié)構(gòu),不同于傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)包裹電芯的構(gòu)造,而固態(tài)電池內(nèi)沒有任何的液體和氣體,所有材料都以固態(tài)的形式存在。
電解質(zhì)的改變,也就意味著在能量密度和耐用性上能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)變,按照目前研發(fā)的預(yù)期,固態(tài)電池的循環(huán)壽命高達(dá)15000-20000次,遠(yuǎn)超目前以耐用性見長的磷酸鐵鋰電池十倍,能量密度預(yù)估最大可達(dá)900Wh/kg,相比三元鋰電池的理論能量密度高出三倍,它被譽為鋰離子電池的“終結(jié)者”不是沒有理由的。
雖然固態(tài)電池目前還處于試驗性階段,任何技術(shù)從試驗到最終大規(guī)模商用都需要經(jīng)歷一個漫長的過程,固態(tài)電池的發(fā)展,為緩解鋰的資源緊張問題帶來更多的可能性,而我們現(xiàn)在只需要給固態(tài)電池足夠的耐心和時間。
回到最初的問題,地球上的鋰夠不夠用?假如世界是單一線性發(fā)展的,那么鋰作為次世代的“白色石油”,遲早會有資源耗盡的那一天。
好在這個世界的發(fā)展軌跡不可能只有一條線,就像我們過去預(yù)判石油會耗盡,事實是在石油耗盡前,新能源就出現(xiàn)了。在鋰這件事上,未來也存在無數(shù)的可能性,往近點說,鋰回收已經(jīng)成為一種產(chǎn)業(yè),而固態(tài)電池技術(shù)也在向前迸發(fā)。
更何況以人類目前的資源利用能力來看,可能再過個三、五年,就已經(jīng)出現(xiàn)各種各樣的新能源技術(shù),光伏、風(fēng)能、核能以及可燃冰、氫能源等新能源將快速崛起,我們所能利用資源范圍相信會更為廣闊。
那時候再回頭看,或許會發(fā)現(xiàn)鋰并不是最優(yōu)解,鋰資源的緊缺并不會阻止我們進(jìn)入一個全面電氣化的時代,更無法阻止電能在汽車未來中占據(jù)主導(dǎo)地位。
縱觀歷史,每一次能源的更替,都要歷經(jīng)時間的考驗。煤炭取代木材花了將近兩個世紀(jì),從石油取代煤炭花了一個世紀(jì)。如今新能源技術(shù)仍處于早期探索階段,我們只需要給它點時間,“讓子彈飛一會”。