中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：新能源汽車(chē)鋰電池帶來(lái)稀土污染與衰竭
新能源車(chē)尤其是純電動(dòng)車(chē)因?yàn)椴蝗加?、排放少，成為環(huán)保時(shí)尚的代名詞。然而，其上下游產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)的污染可能會(huì)讓人們大吃一驚。對(duì)于新能源車(chē)產(chǎn)生的污染，目前人們了解最多的是發(fā)電污染：即電動(dòng)車(chē)使用過(guò)程雖然實(shí)現(xiàn)了零排放，但發(fā)電廠的發(fā)電過(guò)程卻造成了嚴(yán)重的煙塵污染。尤其是在中國(guó)，75%以上的電力來(lái)自煤炭發(fā)電，其污染危害性絲毫不亞于汽油燃燒。
實(shí)際上，新能源車(chē)上下游產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)的污染遠(yuǎn)不止于此。例如，新能源車(chē)使用的電池，在生產(chǎn)過(guò)程就會(huì)產(chǎn)生污染。石墨是電動(dòng)車(chē)鋰電池的構(gòu)成要素，有外媒稱，每輛純電動(dòng)車(chē)含有約50千克石墨，混合動(dòng)力車(chē)含有約10千克，電動(dòng)自行車(chē)含有約1千克，筆記本電腦含有約100克，手機(jī)含有約15克。石墨制造過(guò)程中會(huì)排放含大量重金屬的強(qiáng)酸性污水，污染農(nóng)田及飲用水，石墨粉塵漂浮至空中會(huì)引起“黑雨”和霧霾現(xiàn)象。
目前，鋰電池已經(jīng)成為新能源車(chē)的主流選擇，但仍有大部分低速電動(dòng)車(chē)在使用鉛酸電池，生產(chǎn)鉛酸電池的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量鉛塵、鉛煙酸霧、廢水、廢氣。鉛是一種有毒的重金屬，可以通過(guò)呼吸和消化系統(tǒng)進(jìn)入人體，還可以通過(guò)胚胎和母乳導(dǎo)致嬰兒鉛中毒。鉛進(jìn)入人體后，可以從血液中擴(kuò)散到軟組織和身體器官，最終進(jìn)入骨骼和牙齒，導(dǎo)致重大疾病。
廢舊電池的回收不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生更大污染。廢舊電池中含有重金屬鎘、鉛、汞、鎳、鋅、錳等，會(huì)影響種子的萌發(fā)與生長(zhǎng)，造成江、河、湖、海等水體的污染，其中的鎘、鉛、汞會(huì)更會(huì)對(duì)人體帶來(lái)極大危害。有數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)小小的紐扣鋰電池能污染60萬(wàn)升水。同樣，鉛酸電池如果處理不當(dāng)，危害更大。
稀土污染是新能源車(chē)無(wú)法回避的另一個(gè)痼疾。稀土被稱為“工業(yè)維生素”，大量運(yùn)用在軍工、電子等行業(yè)，是重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。新能源車(chē)使用的電池和稀土永磁電機(jī)也使用了稀土材料。例如，某些高性能電動(dòng)車(chē)搭載的同步電機(jī)就采用了稀土材料。
但是，稀土礦露天開(kāi)采過(guò)程會(huì)產(chǎn)生放射性污染，重金屬、氟、氨氮和硫酸根污染，對(duì)資源回收利用、周邊大氣、植物、水生態(tài)系統(tǒng)、土壤環(huán)境都有潛在的危害。一些地區(qū)還因?yàn)橄⊥吝^(guò)度開(kāi)采，造成了山體滑坡、河道堵塞、突發(fā)性環(huán)境污染等事件。稀土開(kāi)采后，礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與治理也是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。
廣東潮汕地區(qū)的稀土礦藏十分豐富。2013年，廣東陸豐某地區(qū)因不法分子盜采稀土，導(dǎo)致周?chē)鷶?shù)個(gè)村的水源無(wú)法飲用。2011年，潮汕某地區(qū)還因?yàn)橄⊥灵_(kāi)采污染環(huán)境，引發(fā)當(dāng)?shù)卮迕衽c盜采者的打斗。當(dāng)?shù)卮迕窀嬖V記者，因?yàn)楸I采稀土引發(fā)污染，他們不敢喝水庫(kù)里的水，附近的青山變成了黃土高原。小孩去河里洗澡游泳也成為美好的回憶。
另一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題是，我國(guó)的稀土資源面臨枯竭問(wèn)題。國(guó)務(wù)院新聞辦公室2012年發(fā)表的《中國(guó)的稀土狀況與政策》白皮書(shū)稱，我國(guó)稀土資源儲(chǔ)量占全球儲(chǔ)量的23%，卻供應(yīng)了全球90%的市場(chǎng)需求。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的超強(qiáng)度開(kāi)采，我國(guó)稀土資源保有儲(chǔ)量及保障年限不斷下降，主要礦區(qū)資源加速衰減，原有礦山資源大多枯竭。
白皮書(shū)舉例說(shuō)，包頭稀土礦主要礦區(qū)資源僅剩1/3，南方離子型稀土礦儲(chǔ)采比已由20年前的50降至目前的15。鑒于此，如果新能源車(chē)大面積推廣的話，不僅稀土開(kāi)采導(dǎo)致的污染會(huì)成為攔路虎，稀土是不可再生的戰(zhàn)略資源，稀土枯竭也將影響新能源車(chē)的生產(chǎn)，正如石油的枯竭將給燃油車(chē)畫(huà)上句號(hào)一樣。
面對(duì)發(fā)電污染，業(yè)界的對(duì)策是，新能源車(chē)白天用電、晚上充電，可以將電網(wǎng)中無(wú)法儲(chǔ)備的電量充分使用，降低能源消耗，同時(shí)，大力推廣風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電等綠色能源。面對(duì)電池生產(chǎn)帶來(lái)的污染和回收污染，國(guó)家已經(jīng)制定了統(tǒng)一的電池回收管理辦法，并大力提升電池生產(chǎn)和回收的技術(shù)水平。對(duì)于稀土礦藏的枯竭，目前國(guó)家的做法是，嚴(yán)格管理稀土開(kāi)采，提高綜合利用率，規(guī)范出口價(jià)格等。
總之，電池能量密度不夠、配套設(shè)施不健全、國(guó)家補(bǔ)貼不到位等因素只是新能源車(chē)推廣的顯性障礙，電池污染、原材料開(kāi)采引發(fā)的污染和資源枯竭，可能是藏在幕后的更大攔路虎。如何邁過(guò)這幾道坎，將考驗(yàn)新能源車(chē)推廣者的智慧和勇氣。
新能源汽車(chē)鋰電原材料隱憂：石墨烯/隔膜/碳酸鋰
新能源汽車(chē)目標(biāo)與需求不符：碳酸鋰僅千噸
安泰科分析師在今天的安泰科2014年有色金屬市場(chǎng)報(bào)告會(huì)上透露，2014年工業(yè)級(jí)碳酸鋰價(jià)格與上一年基本持平。
因?yàn)樾履茉雌?chē)概念，鋰成為資本市場(chǎng)熱門(mén)品種。安泰科分析師認(rèn)為，全球?qū)⑦M(jìn)入鋰電池產(chǎn)業(yè)革命新時(shí)代。然而，從微觀上來(lái)說(shuō)，目前中國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量?jī)H2萬(wàn)輛，距離2015年規(guī)劃目標(biāo)50萬(wàn)輛仍有很大差距，對(duì)碳酸鋰原料形成的需求僅千噸左右。拉動(dòng)碳酸鋰需求的仍然是用于日用消費(fèi)品的小型鋰電。而全球碳酸鋰需求量在幾十萬(wàn)噸。
供應(yīng)方面，2014年鋰供應(yīng)與上一年基本持平。
許子寒：鋰電應(yīng)用短期內(nèi)難突破
“石墨烯從名字上聽(tīng)起來(lái)就是含有石墨兩個(gè)字，但與石墨相比有天壤之別，石墨烯是純碳原子組成的只有單原子厚度的二維材料?！毙熳雍J(rèn)為市場(chǎng)上熱炒的石墨烯概念大都與真正意義上的石墨烯無(wú)關(guān)。
3月27日，在“第四屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”上，深圳六碳科技有限公司創(chuàng)始人許子寒做了題為“石墨烯及相關(guān)材料的進(jìn)展在儲(chǔ)能領(lǐng)域中的應(yīng)用”的主題演講。為在場(chǎng)的500多名CEO、企業(yè)管理人員、投資機(jī)構(gòu)、金融分析師等行業(yè)各界人士分析了石墨烯及相關(guān)材料的研發(fā)進(jìn)展在儲(chǔ)能領(lǐng)域中的應(yīng)用。
“石墨烯是一種純二維的亞納米材料，全部由碳原子組成。它具有所有材料中最高的電子傳輸速率，最高的熱導(dǎo)率，最好的力學(xué)性能，最薄的厚度，以及高達(dá)97.7%的透光率。”徐子寒認(rèn)為，石墨烯材料因?yàn)槠鋬?yōu)良的特性，應(yīng)用范圍非常廣泛，在超級(jí)電容和儲(chǔ)能領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
作為一種基礎(chǔ)材料，又具有特殊的性質(zhì)，石墨烯在多個(gè)領(lǐng)域都有改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)的潛力。例如在鋰離子電池領(lǐng)域，可以解決目前鋰離子電池的充放電速度過(guò)慢的問(wèn)題，推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展;在個(gè)人消費(fèi)電子領(lǐng)域，可以推動(dòng)柔性和可穿戴式電子產(chǎn)品的成熟，改變我們的生活。
然而，國(guó)內(nèi)真正掌握石墨烯制取技術(shù)的公司還很少，大部分公司是打著石墨烯的旗號(hào)進(jìn)行資本的炒作，拿石墨微片來(lái)充當(dāng)石墨烯材料混淆視聽(tīng)。
在徐子寒看來(lái)，石墨烯和石墨微片的性質(zhì)有著本質(zhì)的區(qū)別，雖然名字只有一字之差，但是石墨烯相對(duì)石墨已經(jīng)有了質(zhì)的變化。石墨微片的本質(zhì)還是石墨，只不過(guò)在某些應(yīng)用領(lǐng)域的效果相對(duì)石墨有一定的改善。但是不具有石墨烯的任何獨(dú)特性質(zhì)。
徐子寒認(rèn)為，石墨烯在低端領(lǐng)域可以作為ITO透明導(dǎo)電膜替代品，可做導(dǎo)熱應(yīng)用，在高端領(lǐng)域可應(yīng)用于光通信、芯片等領(lǐng)域。但是目前國(guó)內(nèi)石墨烯大多均處于實(shí)驗(yàn)室水平，應(yīng)用瓶頸在于高質(zhì)量石墨烯的大規(guī)模制備。
“現(xiàn)在石墨烯在國(guó)內(nèi)并沒(méi)有明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，所以，市場(chǎng)上任何人都可以把任何東西說(shuō)成是石墨烯。”徐子寒認(rèn)為，對(duì)于投資者而言，具體是否是石墨烯，還需要相關(guān)的人士多做一些功課，防止上當(dāng)受騙。
解讀兩家隔膜產(chǎn)業(yè)的中國(guó)式失敗
近年來(lái)，隨著我國(guó)鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展，鋰電四大材料：正極、負(fù)極、隔膜和電解液也隨之取得了很大的進(jìn)步，作為鋰電四大材料中技術(shù)含量最高的隔膜，隨著佛塑金輝(濕法)、格瑞恩(干法雙拉)和星源材質(zhì)(干法單拉)三種不同工藝路線率先突破跨國(guó)公司的技術(shù)壟斷，加之隔膜“暴利”的驅(qū)使，近5年來(lái)，吸引了大量的投資，目前全國(guó)累計(jì)投入資金約40億元，國(guó)內(nèi)涉足隔膜的企業(yè)已近接近40家，規(guī)劃的產(chǎn)能達(dá)到8億平米，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出2013年全球的實(shí)際用量7.5億平米，而目前我國(guó)隔膜的年用量在2.5億平米，這其中還有1億多平米被日本的東燃化學(xué)、旭化成和美國(guó)的Celgard占領(lǐng)，除少數(shù)隔膜領(lǐng)頭企業(yè)在初期取得可觀的盈利以外，大部分國(guó)產(chǎn)隔膜企業(yè)舉步維艱。
TF就是這些企業(yè)最具代表性的一個(gè)案例，筆者從各個(gè)不同的渠道對(duì)該公司進(jìn)行的調(diào)查訪問(wèn)，對(duì)于該公司走到今天到處尋求兼并重組的境地，概括總結(jié)為一句話，那就是戰(zhàn)略失誤、對(duì)隔膜行業(yè)的理解力不夠。
TF的創(chuàng)始人具有多年BOPP行業(yè)的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，從2005年開(kāi)始對(duì)隔膜的研究，與深圳星源研發(fā)隔膜的時(shí)間差不多，但到2010年隔膜產(chǎn)品才出來(lái)，可謂起了個(gè)大早，趕了個(gè)晚集，雖然TF的產(chǎn)品質(zhì)量還存在很多問(wèn)題，由于當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上只有格瑞恩、星源和佛塑有產(chǎn)品面世，可以說(shuō)供不應(yīng)求，再加上俄羅斯一個(gè)大訂單的誘惑，在巨大的誘惑面前，該公司領(lǐng)導(dǎo)人沿襲了BOPP行業(yè)的傳統(tǒng)思維，即以規(guī)模達(dá)到價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，以價(jià)格來(lái)戰(zhàn)勝競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而不是進(jìn)一步完善技術(shù)和質(zhì)量，在這種盲目樂(lè)觀的思維方式的驅(qū)使下，該公司陸續(xù)上了5條生產(chǎn)線，規(guī)模超越深圳星源，達(dá)到了國(guó)內(nèi)第一，但當(dāng)生產(chǎn)線投產(chǎn)以后，才發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一下子冒出了許多隔膜企業(yè)，供求關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，電池企業(yè)開(kāi)始越來(lái)越挑剔，過(guò)去的質(zhì)量水平已經(jīng)難以達(dá)到現(xiàn)在電池企業(yè)的要求，靠?jī)r(jià)格已經(jīng)不能完全吸引客戶，因此，很難靠規(guī)模優(yōu)勢(shì)撼動(dòng)星源等老牌企業(yè)的地位，同時(shí)，以滄州明珠、重慶紐米等企業(yè)為代表的新生力量在產(chǎn)品質(zhì)量上很下功夫，迅速占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)許多最重要的客戶。
由于頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，造成公司和電池廠發(fā)生多起業(yè)務(wù)官司，這更加劇了企業(yè)客戶群的萎縮，企業(yè)走進(jìn)了一個(gè)“價(jià)格越來(lái)越低、質(zhì)量越來(lái)越難以保證”的惡性循環(huán)。2013年，TF業(yè)績(jī)僅僅在4000多萬(wàn)元，對(duì)于一個(gè)投資兩個(gè)多億的老牌企業(yè)，其財(cái)務(wù)指標(biāo)可想而知，這也給當(dāng)初抱著“賺大錢(qián)”夢(mèng)想的7個(gè)股東(包括基金)當(dāng)頭一棒，業(yè)績(jī)不佳，股東內(nèi)訌，基金逼宮，管理團(tuán)隊(duì)與股東之間發(fā)生不可調(diào)和的矛盾，因此，只有走資產(chǎn)重組一條路才能起死回生。TF的失敗，宣告在隔膜行業(yè)，單純以價(jià)格為競(jìng)爭(zhēng)武器的模式是失敗的。
SA又是一種和TF相反的“中國(guó)式失敗”。SA的團(tuán)隊(duì)是來(lái)自5位來(lái)自美國(guó)University of New Hampshire的化工博士，在國(guó)外已經(jīng)有了相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)，看到鋰電池行業(yè)快速發(fā)展的機(jī)會(huì)，在2009年毅然回國(guó)創(chuàng)業(yè)。然而，長(zhǎng)期在美國(guó)公司工作的幾位博士對(duì)中國(guó)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)模式并不了解，還是沿襲了美國(guó)式的發(fā)展思路，即用小生產(chǎn)線把產(chǎn)品做精，再吸引風(fēng)投投資大生產(chǎn)線的方式，所以該公司選用了一條寬度僅1米的同步法濕法生產(chǎn)線，經(jīng)過(guò)近兩三年的試驗(yàn)，產(chǎn)品于2012年面世，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)中高端水平，但此時(shí)隔膜降價(jià)的大潮已經(jīng)不可避免，由于產(chǎn)能太低，造成每平米的成本達(dá)到6元以上，國(guó)內(nèi)大的電池企業(yè)如ATL、力神嫌其產(chǎn)能低、規(guī)模小，不愿合作，小電池企業(yè)又嫌其價(jià)格高，所以幾乎沒(méi)有向市場(chǎng)上推出多少產(chǎn)品，開(kāi)工之日就成了企業(yè)停產(chǎn)之時(shí)，原先的投資方是一家房地產(chǎn)公司，看到隔膜企業(yè)賺錢(qián)如此漫長(zhǎng)之后，也不愿意再投資，公司已停產(chǎn)多時(shí)，只有等待投資方來(lái)收購(gòu)。
以上兩家企業(yè)的案例再次印證，同一般行業(yè)相比，隔膜行業(yè)是一個(gè)技術(shù)含量高，需要高投入，需要漫長(zhǎng)等待和煎熬的行業(yè)，急功近利肯定會(huì)馬失前蹄。企業(yè)一定要踏踏實(shí)實(shí)的做好技術(shù)、做好品質(zhì)，在此基礎(chǔ)上兼顧成本，才有可能逐漸突破跨國(guó)公司的壟斷。
今后幾年，將是國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)大洗牌的時(shí)候，我們列舉以上兩個(gè)實(shí)例，就是希望我們國(guó)內(nèi)的隔膜企業(yè)多借鑒、少犯錯(cuò)，畢竟，作為跨國(guó)公司壟斷多年的，技術(shù)含量最高的一個(gè)產(chǎn)品，我們目前已經(jīng)在技術(shù)層面獲得了基本的突破，下一步是如何完善技術(shù)、控制質(zhì)量，在這關(guān)鍵時(shí)刻，我們的國(guó)人千萬(wàn)不要在戰(zhàn)略上犯錯(cuò)誤，在這個(gè)行業(yè)，價(jià)格戰(zhàn)沒(méi)有出路，質(zhì)量的穩(wěn)定和技術(shù)的提高才是隔膜行業(yè)的基石，要盡可能的聯(lián)合，不要內(nèi)戰(zhàn)，否則，剛剛點(diǎn)燃的希望之火就會(huì)被跨國(guó)公司強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)和研發(fā)實(shí)力所撲滅。筆者相信，憑借我們中國(guó)人的智慧，我們會(huì)最終會(huì)完全拿下鋰電池行業(yè)這個(gè)最難啃的硬骨頭。
特斯拉鋰電超級(jí)工廠落戶美國(guó) 國(guó)產(chǎn)原料難受益
特斯拉動(dòng)力鋰電超級(jí)工廠可能落戶于美國(guó)的亞利桑那、德州、內(nèi)華達(dá)或新墨西哥。特斯拉的女新聞發(fā)言人利茲˙哈維斯-西恩(Liz Jarvis-Shean)表示，特斯拉(未來(lái))不會(huì)在全球其他市場(chǎng)尋找建設(shè)Gigafactory工廠所需的石墨、鈷和其他材料。
但是，目前特斯拉使用的石墨原料“絕大部分”來(lái)自日本和歐洲市場(chǎng)，而且都是化學(xué)合成石墨(即人工石墨)，并非是天然開(kāi)采來(lái)的石墨。
編輯統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，目前人工石墨的主要國(guó)際供貨商有日立化學(xué)、日本東海碳素、日本昭和電工SCMG、日本JFE化學(xué)、美國(guó)康菲石油公司、瑞士特密高公司等。
國(guó)內(nèi)上市公司中涉足人工石墨業(yè)務(wù)的公司主要有杉杉股份旗下的上海杉杉、中國(guó)寶安旗下的貝特瑞、當(dāng)升科技旗下的長(zhǎng)沙星城等。
有業(yè)內(nèi)人士表示，目前國(guó)內(nèi)所研究的鋰離子電池通常是以磷酸鐵鋰(LFP)、鎳鈷錳(NCM)三元材料、以及錳酸鋰等為正極，碳基材料為負(fù)極，負(fù)極用天然、人工石墨，目前動(dòng)力鋰電池也主要是用人造石墨。
天然石墨主要用于數(shù)碼類(lèi)產(chǎn)品，編輯對(duì)國(guó)內(nèi)主要?jiǎng)恿︿囯娖髽I(yè)使用負(fù)極材料情況整理也發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象，目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池負(fù)極材料主要采用的確實(shí)是人造石墨。
一位鋰電負(fù)極材料公司的高管表示，較天然石墨來(lái)說(shuō)，人工石墨的規(guī)整性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，尤其是循環(huán)壽命較長(zhǎng)，當(dāng)然其價(jià)格也相對(duì)較高。
另外，氯化鈷占鈷酸鋰正極材料生產(chǎn)成本約70%以上，但在鈷資源方面，中國(guó)屬于鈷資源儲(chǔ)量較少的國(guó)家，鈷金屬主要依靠進(jìn)口，恐難以從未來(lái)的超級(jí)工廠中受益。據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，中國(guó)鈷儲(chǔ)量7.2萬(wàn)噸，僅占全球的1.0%。
人造石墨是通過(guò)高溫石墨化、球化、純化、改性等核心技術(shù)而開(kāi)發(fā)的具有高壓實(shí)、高容量、長(zhǎng)壽命的先進(jìn)人造石墨負(fù)極材料。在技術(shù)上對(duì)石墨改性可對(duì)原始材料進(jìn)行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整，或使部分無(wú)序化，或在各類(lèi)材料中形成納米級(jí)的孔、洞和通道等結(jié)構(gòu)，加大非化學(xué)計(jì)量嵌入-脫嵌反應(yīng)。從而能夠大幅提高能量密度、延長(zhǎng)使用壽命等。
