中國儲能網(wǎng)訊：插電式混合動力汽車真的省油嗎?純電動汽車在國內(nèi)主要面臨哪些障礙?汽車動力電池的發(fā)展到底難在哪? 鋰電池和鎳氫電池各有什么優(yōu)劣勢?科力遠新能源股份有限公司總裁羅韜對此作出了解答。
中國動力鋰電池窘境：產(chǎn)能過剩 質(zhì)量不佳
目前，中國動力鋰電池行業(yè)雖然產(chǎn)能過剩，然而其中好電池遠遠不夠。羅韜認為，這與我國汽車動力電池的整體發(fā)展水平依然較低有關(guān)。他指出，盡管汽車動力電池的發(fā)展也快二十年了，但極少廠家能完全滿足車企的量產(chǎn)化需求，更多的還是停留在裝車實驗階段。這也與國內(nèi)新能源汽車市場尚未真正啟動，以及電池廠商本身的對汽車公司以及對動力電池認識不足有關(guān)。
汽車動力電池和汽車緊緊地聯(lián)系在一起，必須按照汽車工業(yè)的未來重新定義電池的標準。對電池行業(yè)不甚了解的人經(jīng)常會把電池在3C方面的應(yīng)用遷移到汽車動力電池上，這是非常離譜的。目前國內(nèi)聲稱做汽車動力電池的廠商不勝枚舉，產(chǎn)能之和在未來十年內(nèi)都夠用了。但是這些產(chǎn)能只能稱之為機器產(chǎn)能，即買了很多制造設(shè)備，但其設(shè)備的品質(zhì)管理、團隊水準以及供應(yīng)鏈是否能跟上都是未知。
在對汽車電池的理解上，羅韜認為做汽車動力電池比做衛(wèi)星、潛艇電池還難，因為首先衛(wèi)星、潛艇電池在成本約束上極其不敏感，其次衛(wèi)星與潛艇只需要小批量生產(chǎn)，且是由專業(yè)人員操作與維護。而汽車電池是電動汽車的重要部分，成本占據(jù)高。所以無論什么定位的新能源汽車都會對電池提出較高的安全、壽命、經(jīng)濟性要求。
鎳氫電池與鋰電池各有優(yōu)勢
目前科力遠的合作伙伴豐田汽車已開始使用鋰電池做動力源，業(yè)界認為鋰電池或許會取代鎳氫電池成為新寵。在被問及這兩種電池的競爭情況時，羅韜回答表示這兩種電池各有優(yōu)勢，并沒有鎳氫電池會取代鋰電池的這一說法。即使是豐田，也只是在一款叫α的車型上裝了鋰電池。而且憑著科力遠對豐田的了解，羅韜認為豐田在混合動力上將一直堅持鎳氫電池的主流，去年豐田建了一個年產(chǎn)十萬臺的生產(chǎn)線都是鎳氫電池。
在混合動力上鎳氫電池相比鋰電的優(yōu)勢就是安全性、壽命、成本，尤其是它的大功率沖放。它的缺點是能量密度相對低些，也就是同等功率重量上略重些，不過這在普通混合動力汽車上是能接受的。但是如果是插電式混合動力和純電動汽車，需要更多功率，那么使用鎳氫電池體積就偏大了，而鋰電池更合適，至于鋰電池它是否能達到消費者的需求?目前來看還沒有，主要是因為受限于其壽命和續(xù)航里程短。
電動汽車目前的技術(shù)障礙
現(xiàn)在全球主流的看法是二、三十年后純電動可能成為主流方向。但是到時的純電動是否就是現(xiàn)在的純電動，技術(shù)路線上有很大的分歧。
至于現(xiàn)在制約純電動的障礙有三方面：第一就是電池，電池在安全性、續(xù)航里程、成本都達不到消費者的期望。第二就是充電站，我國今天的加油站是經(jīng)歷了三十年才建設(shè)成發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)，對于充電站而言也需要很長的時間，大家才會感到真正的便利。所以電動汽車的發(fā)展既有內(nèi)在的制約因素也有外在的制約因素。另外我們的住宅和城市電網(wǎng)都沒有做好相應(yīng)準備，譬如說一棟樓里有一兩家是純電動沒關(guān)系，要是整棟樓里有一半是純電動，那電網(wǎng)一定會崩潰的。我們認為當前的這種純電動水準，只適合家庭的第二輛或者第三輛車，所以基于上述的種種因素，羅韜認為當前過熱純電動的推廣一定是費力而成果不顯著的一件事。
鉛酸電池市場供求與變動分析 鋰電何時全面取代?
市場供求狀況及其變動原因
隨著國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)的拉動和國外電池生產(chǎn)廠商在華投資增多,2005-2009年中國鉛酸電池行業(yè)平均增長速度達到30%;中國目前是全球最大的鉛酸蓄電池生產(chǎn)國和最大的鉛酸蓄電池消耗國,2009年行業(yè)總產(chǎn)量1.2億KVAh,占全世界鉛酸蓄電池總產(chǎn)值約1/3;2009年中國鉛酸蓄電池直接出口額12億美元,中國成為世界上最大的鉛酸蓄電池出口國,但由于受到金融危機的影響,鉛酸蓄電池出口量同比減少40%左右。根據(jù)工信部統(tǒng)計,2010年鉛酸蓄電池產(chǎn)量達到14,416.60萬KVAh,同比增長17.3%,出口額也開始大幅回升。根據(jù)Wind資訊統(tǒng)計數(shù)據(jù),2011年全國鉛酸蓄電池產(chǎn)量為14,229.73萬KVAh,同比下降1.3%;2012年,我國鉛酸蓄電池累計產(chǎn)量17,486.22萬KVAh,同比增長22.9%;2013年,我國鉛酸蓄電池累計產(chǎn)量為20,502.74萬KVAh,同比增長17.3%。
由于鉛酸蓄電池與其它二次電源相比具有技術(shù)成熟、安全性高、循環(huán)再生利用率高、適用溫帶寬、電壓穩(wěn)定、組合一致性好及價格低廉等優(yōu)勢,因此,在“十二五”期間鉛酸蓄電池在二次電源市場上仍然是處于主導(dǎo)地位。根據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會鉛酸蓄電池分會的預(yù)測,2015年國內(nèi)蓄電池市場的容量為1,500~1,600億元人民幣,國際蓄電池市場占有量為220~250億元人民幣,行業(yè)總產(chǎn)值為1,700~1,800億元人民幣。根據(jù)中國化學(xué)與物理電源協(xié)會編制的《中國化學(xué)與物理電源(電池)行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,2009年鉛酸蓄電池銷售收入760億元,預(yù)計“十二五”期間鉛酸蓄電池將保持15%的增速,2015年銷售收入將達到1,760億元。
“十二五”期間鉛酸蓄電池市場需求的增長主要得益于下游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,而目前鋰離子動力電池受制于正極材料的發(fā)展尚未能得到快速發(fā)展。汽車、電動自行車、手機、數(shù)碼產(chǎn)品、筆記本計算機、玩具與電動工具等電池產(chǎn)品傳統(tǒng)市場將繼續(xù)快速增長,3G/4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快,泛在網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)逐步進入商用,智能電網(wǎng)建設(shè)、三網(wǎng)融合的實施,太陽能、風能以及電動汽車等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將給鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)帶來巨大的市場需求。
(1)UPS電源需求
UPS電源是UninterruptablePowerSupply的英文縮寫,即不間斷電源,作為一種具有儲能裝置的電子交流變換系統(tǒng),其基本功能是在市電中斷供電時,能不間斷供電,始終向負載提供高質(zhì)量的交流電源,達到穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、抑制浪涌、尖峰、電噪音、補償電壓下陷、長期低壓等因素干擾。
UPS電源系統(tǒng)按其應(yīng)用領(lǐng)域可分為:信息設(shè)備用UPS電源系統(tǒng)和工業(yè)動力用UPS電源系統(tǒng)二個大類別。信息設(shè)備用UPS電源系統(tǒng)主要應(yīng)用于:信息產(chǎn)業(yè)、IT行業(yè)、交通、金融行業(yè)、航空航天工業(yè)等計算機信息系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心等的安全保護問題,其作為計算機信息系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心等的重要外設(shè),在保護計算機數(shù)據(jù)、保證電網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定,改進電網(wǎng)質(zhì)量,防止瞬時停電和事故停電對用戶造成的危害等方面是非常重要的。
工業(yè)動力用UPS電源系統(tǒng)主要應(yīng)用于:工業(yè)動力設(shè)備行業(yè)電力、鋼鐵、有色金屬、煤炭、石油化工、建筑、醫(yī)藥、汽車、食品、軍事等領(lǐng)域。作為所有電力自動化工業(yè)系統(tǒng)設(shè)備、遠方執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)備、高壓斷路器的分合閘、繼電保護、自動裝置、信號裝置等的交、直流不間斷電源設(shè)備,它的質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全運行,是發(fā)電設(shè)備和輸變電設(shè)備的“心臟”。
發(fā)行人所生產(chǎn)的閥控式密封鉛酸蓄電池產(chǎn)品作為UPS電源系統(tǒng)儲能裝置中的二次電池,是UPS電源系統(tǒng)的重要部件。目前發(fā)行人是施耐德電氣(SCHNEIDERELECTRIC)、INFORM、SUNLIGHT、艾默生(EMERSON)
等世界級UPS電源廠商和國內(nèi)處于領(lǐng)先地位的科華科盛、科士達、易事特等UPS電源廠商的重要鉛酸蓄電池供應(yīng)商。
根據(jù)中國電子商會電源專業(yè)委員會《2009中國UPS電源行業(yè)研究與市場調(diào)查報告》,未來中國的基礎(chǔ)建設(shè)以及通信行業(yè)的持續(xù)良好發(fā)展,會極大地刺激交通(軌道交通、公路交通、航運交通)行業(yè)、電力(輸變電、發(fā)電)行業(yè)、能源(石油、石化、太陽能、風能)行業(yè)、通信(運營商、制造商)等幾大重點行業(yè)對UPS電源的需求發(fā)展,預(yù)計未來三年UPS電源行業(yè)總體保持15%以上的增速。
根據(jù)中國電源學(xué)會、ICTresearch咨詢公司《2011年中國電源行業(yè)發(fā)展報告》,2011年UPS電源的產(chǎn)值達到71億元,預(yù)計未來UPS電源產(chǎn)值將持續(xù)增長,2016年將達到121億元。
UPS電源行業(yè)的發(fā)展,將導(dǎo)致鉛酸蓄電池市場需求的增長。UPS電源行業(yè)發(fā)展是鉛酸蓄電池產(chǎn)品部分重要市場需求的推動力,鉛酸蓄電池產(chǎn)品市場需求的重要直接推動力是汽車工業(yè)的發(fā)展、通信行業(yè)的發(fā)展、電力行業(yè)的發(fā)展、電動自行車行業(yè)的發(fā)展、電動汽車的發(fā)展以及太陽能風能行業(yè)的發(fā)展。
(2)通信電力用鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池在通信行業(yè)主要用在移動基站的備用電源,在電力行業(yè)主要用在發(fā)電廠、變電所的控制保護和動力直流供電系統(tǒng)的備用電源和儲能電源,其產(chǎn)品類別是閥控式密封免維護固定型鉛酸蓄電池。因此,通信電力用鉛酸蓄電池的市場需求與通信電力行業(yè)的投資規(guī)模密不可分。
從全球范圍來看,金融危機導(dǎo)致電信設(shè)備投資在2009年大幅下降近9%,這一下滑趨勢在2010年伴隨著市場形勢的好轉(zhuǎn)已經(jīng)得到初步遏制。2010年全球電信設(shè)備投資實現(xiàn)8,020億美元,與2009年基本持平。LTE和寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是未來電信設(shè)備投資增加的主要原因。
“十二五”期間我國信息技術(shù)相關(guān)投資總計將達2.1萬億,平均每年4,000億。投資范圍涵蓋3G網(wǎng)絡(luò)和LTE,寬帶升級和FTTx建設(shè)、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和移動互聯(lián)網(wǎng)。其中,通信相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資預(yù)計在3,000億左右,其中無線網(wǎng)絡(luò)投資(3G/4G)將基本持平,或小幅增長。寬帶建設(shè)投資增長最為確定,預(yù)計每年增速在20%以上。因此,國內(nèi)通信業(yè)對閥控式密封鉛酸蓄電池需求將穩(wěn)定增長。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《中國電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃研究報告》,2015年對電力規(guī)劃的建議目標是:全國發(fā)電裝機容量達到14.37億千瓦左右,年均增長8.5%。全國110千伏及以上線路達到133萬公里,變電容量56億千伏安;對2020年提出的建議目標是:全國發(fā)電裝機容量達到18.85億千瓦左右,年均增長5.6%;全國110千伏及以上線路達到176萬公里,變電容量79億千伏安。根據(jù)國家電網(wǎng)公司的規(guī)劃,“十二五”期間,國家電網(wǎng)將投資5,000億元,建成連接大型能源基地與主要負荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網(wǎng)架和13回長距離支流輸電工程,初步建成核心的世界一流的堅強智能電網(wǎng)。電力行業(yè)的發(fā)展,必然會導(dǎo)致對鉛酸蓄電池產(chǎn)品需求的增長。
根據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會鉛酸蓄電池分會制定的《鉛酸蓄電池行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,2009年中國電信電力市場的需求量為180億人民幣,隨著電信3G、4G系統(tǒng)的發(fā)展以及發(fā)電、電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展,今后5年將在現(xiàn)有市場基礎(chǔ)上增加150萬~300萬KVAh的市場規(guī)模,約30億元以上。預(yù)計到2015年中國將要形成210億的固定型閥控密封蓄電池的市場需求。
(3)電動自行車動力電池需求
全球電動自行車市場發(fā)展迅速,在發(fā)達國家,電動自行車被認為是在休閑時間使用的交通工具或作為健身工具。根據(jù)中國電池工業(yè)協(xié)會發(fā)布的信息,我國1998年至2010年13年間電動自行車行業(yè)快速發(fā)展,平均增速達到68%,特別是2005年以來,產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大。2010年全國電動自行車產(chǎn)量達到2954萬輛,再創(chuàng)歷史新高;從出口方面來看,2010年電動自行車出口從金融危機中迅速恢復(fù),達到58萬輛,同比增長44.6%,日本、西歐、北美是主要出口市場。據(jù)中國自行車協(xié)會統(tǒng)計,2011年全國電動自行車產(chǎn)量為3,096萬輛,同比增長4.8%;2012年電動自行車產(chǎn)量為3,505萬輛,同比增長13%。經(jīng)歷了四部委聯(lián)合整頓并受到鉛酸蓄電池行業(yè)環(huán)保整治波及的電動自行車行業(yè)已進入了增速放緩、發(fā)展穩(wěn)定的時期。
2009年中國電動自行車的市場保有量為1.2億輛,而且以每年30%的速度增長。作為綠色能源產(chǎn)業(yè)中的一支,中國電動自行車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)連續(xù)保持了10多年的高速增長,特別是2011年以來,年產(chǎn)銷量都超過3000萬輛,2012年更是達到了3505萬輛,目前中國電動自行車社會保有量已經(jīng)達到1.62億輛以上。從能耗角度看,電動自行車只有摩托車的八分之一、小轎車的十二分之一。從占有空間看,一輛電動自行車占有的空間只有一般私家車的二十分之一,成為非常有效的節(jié)能交通工具。
根據(jù)統(tǒng)計,鉛酸電池配套的電動自行車占全行業(yè)總量的97.5%,這反映了鉛酸電池作為動力電池應(yīng)用在電動自行車上成功經(jīng)受住了市場的考驗,推動了電動自行車市場的不斷擴大。雖然鉛酸蓄電池本身存在產(chǎn)品使用壽命、電池回收處理和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題,但從電動自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看,短時期內(nèi)還沒有一種動力電池可以完全替代鉛酸電池。
由于技術(shù)的限制,電動自行車蓄電池每一年半就會被替換一次,這意味著電動自行車蓄電池的消費不僅產(chǎn)生于電動自行車生產(chǎn)階段,電動自行車使用壽命中的不斷更換也產(chǎn)生巨大需求。根據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會鉛酸蓄電池分會的預(yù)測,隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村電動自行車的普及,未來的5年內(nèi)中國的電動自行車仍然有很大的發(fā)展空間,預(yù)計到2015年中國將要形成600億人民幣的電動自行車蓄電池市場需求,其中配套蓄電池120億,替換蓄電池市場480億。
(4)風能、太陽能儲能電池風力發(fā)電和太陽能光伏
國內(nèi)市場有可能快速啟動,《可再生能源“十二五”規(guī)劃》將風電作為可再生能源的重要新生力量,將太陽能作為后續(xù)潛力最大的可再生能源產(chǎn)業(yè)。國家能源局《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出,到2015年太陽能發(fā)電裝機將達到500萬千瓦,到2020年太陽能發(fā)電裝機達到2000萬千瓦;到2020年中國風電裝機容量達到1.5億千瓦,未來10年內(nèi)年均風電新增裝機容量為1,100萬千瓦。
風力和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)都需要儲能電池,這是由于這兩種發(fā)電方式受大自然條件變化的影響而具有間歇性和隨機性的特點,出力波動范圍通常較大,速度也較快,在沒有儲能設(shè)備的支持下,無法像其他常規(guī)電源那樣對其出力進行安排和控制。因此,一旦再生能源大規(guī)模走向應(yīng)用,經(jīng)濟有效、簡便操作的儲能電池就變得迫在眉睫。
小型風能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)普遍采用鉛酸蓄電池作為儲能電池。目前風力發(fā)電機組已由千瓦級發(fā)展到兆瓦級,這就要求儲能系統(tǒng)必須大型化。同時,由于發(fā)電系統(tǒng)地理位置的限制,儲能系統(tǒng)必須安全可靠、使用方便、價格便宜、充電效率高、使用壽命長并且有充分的抗惡劣天氣和使用條件的能力。而閥控式密封鉛酸蓄電池由于其穩(wěn)定的性能特點和較低的成本(尤其是作為大型儲能電源,其價格和運行費用往往是能夠普及推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素),被世界各國的風能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)儲能裝置所廣泛使用。近年來,隨著膠體電池技術(shù)的不斷完善和成熟,膠體電池以其更為優(yōu)異的性能特點被風能和太陽能儲能電池所青睞。
“十二五”期間我國將投入數(shù)以萬億元的資金規(guī)模建設(shè)再生能源,在發(fā)達國家的太陽能和風能儲能電池中鉛酸蓄電池占了98%的市場。2015年中國將成世界風能、太陽能發(fā)電的前沿國家,從2010年開始,太陽能路燈、用戶太陽能風能系統(tǒng)將應(yīng)用,預(yù)計到2015年中國將形成100億的儲能用蓄電池的市場需求。
(5)汽車動力電池需求
我國《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》提出了電動汽車產(chǎn)銷形成規(guī)模的重大戰(zhàn)略目標,即通過改造現(xiàn)有生產(chǎn)能力,于2011年形成50萬輛純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車產(chǎn)能,新能源汽車銷量占乘用車銷售總量的5%左右。工業(yè)和信息化部“新能源汽車及節(jié)能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃”確定發(fā)展以電動汽車(EV)和插電式混合動力車(PHEV)為核心的新能源汽車產(chǎn)業(yè),明確在2020年之前實施千億元投資進行扶持,到2015年純電動汽車和插電式混合動力汽車市場保有量達到50萬輛以上,2020年實現(xiàn)普及500萬輛新能源汽車。
而鉛酸蓄電池在微型、輕度混合電動汽車的運用技術(shù)已經(jīng)非常成熟,根據(jù)ALABC最近的研究報告,鉛酸蓄電池作為車載動力電池仍然具有較強的競爭力,與Ni-MH和Li-ion電池相比具有價格便宜、安全性高、制造基礎(chǔ)好等優(yōu)點。1881年GustaveTrouve制造出世界上第一輛電動三輪車時,使用的就是鉛酸蓄電池,目前國內(nèi)外已有商業(yè)化的電動汽車(EV)和低混合的HEV很多仍采用先進密封鉛酸蓄電池。
根據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會鉛酸蓄電池分會制定的《鉛酸蓄電池行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,到2011年新能源汽車要形成50萬輛的產(chǎn)能,其中純鉛酸蓄電池動力源電動汽車占據(jù)到60%以上的份額,中低速電動汽車將基本采用鉛酸蓄電池。預(yù)計到2015年中國將形成60億的動力蓄電池市場需求。
(6)汽車起動用鉛酸蓄電池
汽車起動用蓄電池是鉛酸蓄電池最主要用途,約占鉛酸蓄電池需求量的40%。
雖然鎳氫電池和鋰離子電池等新型電池發(fā)展很快,但由于價格等原因在可預(yù)見的將來還不可能替代鉛酸蓄電池在汽車啟動電池中的地位。起動用鉛酸蓄電池使用壽命一般為2年左右,其需求量與汽車的銷售量和保有量密切相關(guān)。汽車用鉛酸電池年產(chǎn)量的三分之二用于更新替換,三分之一用于配套汽車生產(chǎn)。
“十二五”期間,汽車產(chǎn)業(yè)仍將保持較高的發(fā)展速度,預(yù)計汽車產(chǎn)量年平均增長速度為15%,由于中國汽車巨大的潛在需求,用于配套的鉛酸蓄電池市場空間很大?！笆濉逼陂g是中國汽車工業(yè)發(fā)展的高峰時期,預(yù)計到2015年中國將要形成450億的汽車蓄電池市場需求。
發(fā)行人目前不從事汽車啟動用鉛酸蓄電池的生產(chǎn)和銷售,主要從事工業(yè)用固定型閥控式密封鉛酸蓄電池的生產(chǎn)和銷售。
