中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近8年來，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，市場(chǎng)推廣取得了長(zhǎng)足的成效，技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了重大進(jìn)步，但是仍面臨著后補(bǔ)貼時(shí)代的政策變化、補(bǔ)貼階梯退坡、里程繼續(xù)焦慮狀態(tài)等問題，新能源汽車的“熱度”將直接決定于汽車動(dòng)力電池的技術(shù)革新程度。國(guó)家四部委頒布的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》的產(chǎn)品性能、成本目標(biāo)能否按期實(shí)現(xiàn)，將直接影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的景氣度。這個(gè)問題成了決定新能源汽車能否規(guī)?；M(jìn)入尋常百姓家，動(dòng)力電池能不能取得實(shí)質(zhì)性產(chǎn)業(yè)化突破的關(guān)鍵。筆者將從產(chǎn)品、成本維度提出些動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的看法，以拋磚引玉。
一、《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》概況
2017年2月底，國(guó)家工信部會(huì)同發(fā)展改革委、科技部、財(cái)政部等有關(guān)部門聯(lián)合印發(fā)了《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》(以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)方案》)，提出了新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展方向，以加快提升我國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力和水平，推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》，明確指明了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和路徑，給出了重要里程碑節(jié)點(diǎn)。圍繞“大幅提升產(chǎn)品性能、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模合理發(fā)展、培育龍頭企業(yè)”為核心，進(jìn)一步細(xì)化了動(dòng)力電池的產(chǎn)品性能和產(chǎn)銷規(guī)模要求。到2020年，新型鋰離子動(dòng)力電池單體比能量超過300Wh/kg；系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260Wh/kg、成本降至1元/瓦時(shí)以下，使用環(huán)境達(dá)-30℃到55℃，可具備3C充電能力。到2025年，新體系動(dòng)力電池技術(shù)取得突破性進(jìn)展，單體比能量達(dá)到500Wh/kg。2020年行業(yè)總產(chǎn)能1000億瓦時(shí)、形成產(chǎn)銷規(guī)模400億瓦時(shí)以上的龍頭企業(yè)。
二、《行動(dòng)方案》產(chǎn)品戰(zhàn)略目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)？
筆者將通過對(duì)國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池產(chǎn)品的發(fā)展計(jì)劃、產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品成本等進(jìn)行橫向與縱向?qū)Ρ确治觯噲D回答這一問題。首先，結(jié)合我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國(guó)情和環(huán)境來看下具體情況。
動(dòng)力電池相關(guān)規(guī)劃及政策法規(guī)
《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》，提出動(dòng)力電池產(chǎn)品的發(fā)展目標(biāo)。2015年動(dòng)力電池模塊比能量達(dá)到150Wh/kg以上，成本降至2元/瓦時(shí)以下，循環(huán)使用壽命穩(wěn)定達(dá)到2000次或10年以上；到2020年，動(dòng)力電池模塊比能量達(dá)到300Wh/kg以上，成本降至1.5元/瓦時(shí)以下。
《汽車動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)范條件》，特別提出動(dòng)力電池的產(chǎn)能要求，引導(dǎo)企業(yè)往大而強(qiáng)的方向發(fā)展。同時(shí)，要求鋰離子動(dòng)力蓄電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于2億瓦時(shí)，金屬氫化物鎳動(dòng)力蓄電池單體企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于1000萬瓦時(shí)，超級(jí)電容器單體企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于500萬瓦時(shí)。系統(tǒng)企業(yè)年產(chǎn)能力不得低于10000套或2億瓦時(shí)。
《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》，則進(jìn)一步對(duì)鋰電子電池生產(chǎn)準(zhǔn)入的產(chǎn)能規(guī)模、工藝要求及產(chǎn)品質(zhì)量提出明確要求，能量型單體電池能量密度≥130Wh/kg，電池組能量密度≥100Wh/kg，循環(huán)壽命≥1000次且容量保持率≥80%，功率型單體電池功率密度≥3000W/kg，電池組功率密度≥2100W/kg，循環(huán)壽命≥2000次(其中電動(dòng)自行車用電池組≥1000 次，電動(dòng)工具用電池組≥500 次)且容量保持率≥80%。
《國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案(征求意見稿)》，要求轎車動(dòng)力電池的單體比能量在2015年底達(dá)到200Wh/kg，2020年達(dá)到300Wh/kg。而磷酸鐵鋰電池的理論極限能量密度在150Wh/kg左右，無法滿足這一要求，未來轎車動(dòng)力電池將轉(zhuǎn)向并加速三元鋰電池的研發(fā)應(yīng)用。
《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，提出了三大階段的發(fā)展目標(biāo)：2020年之前，新型鋰離子電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，能量型鋰離子電池單體比能量達(dá)到350Wh/kg，能量功率兼顧型動(dòng)力電池單體比能量達(dá)到200Wh/kg。2020年到2025年，能量型電池單體比能量達(dá)到400Wh/kg以上，接軌國(guó)際先進(jìn)水平。2025年到2030年，新體系電池實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，電池單體比能量達(dá)到500Wh/kg以上，成本進(jìn)一步下降。
《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，提出到2020年，新能源汽車年產(chǎn)銷達(dá)到200萬輛，動(dòng)力電池單體比能量達(dá)到300Wh/kg以上，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350Wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260Wh/kg、成本降至1元/瓦時(shí)以下。到2025年，新能源汽車占汽車產(chǎn)銷20%以上，動(dòng)力電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350Wh/kg。
動(dòng)力電池未來技術(shù)水平判斷及論證分析
綜合國(guó)家《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》、《汽車動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)范條件》、《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》、《國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案(征求意見稿)》、《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》、《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》、《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》以及當(dāng)前國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池技術(shù)水平情況，筆者判斷動(dòng)力電池的技術(shù)水平，動(dòng)力電池單體比能量應(yīng)該是在150～300Wh/kg之間；系統(tǒng)電池組能量密度150瓦時(shí)～260Wh/kg，成本在于1元/瓦時(shí)左右。
這下可能讀者可能會(huì)問，你又不是神仙，估計(jì)是瞎拍磚。但是，我想有以下幾個(gè)理由支撐。
1、動(dòng)力電池發(fā)展環(huán)境持續(xù)提升
正如《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提的“優(yōu)環(huán)境”，中國(guó)正已步入法制社會(huì)，政府公信力不斷提升，這么多規(guī)劃、政策和法規(guī)不同場(chǎng)合不同時(shí)間都提出了明確目標(biāo)，且目標(biāo)基本一致性強(qiáng)，應(yīng)該是有根有據(jù)的。結(jié)合國(guó)際上對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)的發(fā)展評(píng)估，一定程度上國(guó)家已經(jīng)從“戰(zhàn)略引導(dǎo)”向“戰(zhàn)術(shù)引導(dǎo)”轉(zhuǎn)變，既有政策上的鼓勵(lì)和相關(guān)支持，又有法規(guī)的要求，更多是“無形之手”推動(dòng)市場(chǎng)需求端、供給端的調(diào)整與優(yōu)化，最終想表明“高性能的動(dòng)力電池是要拿來產(chǎn)業(yè)化的，關(guān)鍵在于實(shí)用”。
2、動(dòng)力電池性能目標(biāo)設(shè)定與國(guó)際水平接近
結(jié)合汽車發(fā)達(dá)國(guó)家動(dòng)力電池的發(fā)展目標(biāo)來看，中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)品性能目標(biāo)與國(guó)際主流水平接近，均是250Wh/kg左右；成本目標(biāo)均是1000元/kWh左右，2020年中國(guó)動(dòng)力電池至少是接軌國(guó)際先進(jìn)水平。
從美、日、德三國(guó)2015年的技術(shù)水平來看，動(dòng)力電池能量密度平均水平為150 Wh/kg左右，以美國(guó)波士頓180 Wh/kg為最高。
與此同時(shí)，國(guó)際先進(jìn)動(dòng)力電池的應(yīng)用和研發(fā)不斷取得新進(jìn)展。據(jù)美國(guó)Sanford C. Bernstein分析師Mark Newman在研報(bào)中的介紹，特斯拉Model 3的電池技術(shù)采用了硅碳負(fù)極，能量密度將達(dá)到300Wh/kg。此外，Model S改用NCA作為正級(jí)材料，電芯容量也從最初的2.9Ah提升到3.1Ah，動(dòng)力電池能量密度均達(dá)到252～265 Wh/kg水平。應(yīng)該說我國(guó)提出的2020年的動(dòng)力電池性能目標(biāo)是靠譜的。
此外，國(guó)際上已研制出的車用鋰離子動(dòng)力電池，最高比能量已超過300Wh/kg，預(yù)期系統(tǒng)成本≤1.0元/Wh；但是，為了實(shí)現(xiàn)2020年規(guī)劃目標(biāo)，仍需要進(jìn)一步提高電池循環(huán)特性、環(huán)境適應(yīng)性和安全性。這樣看來，2020年動(dòng)力電池能量密度達(dá)到300 Wh/kg，甚至更高，不是不可能的。
技術(shù)是實(shí)現(xiàn)了較大突破，那成本方面呢？據(jù)特斯拉在公司成立時(shí)候，特斯拉Elon Musk曾經(jīng)預(yù)言動(dòng)力電池成本能夠大幅下降，在充分控制動(dòng)力電池的原材料、制造成本、規(guī)模化量產(chǎn)銷售的情況下動(dòng)力電池成本可以降至80美元/kWh，應(yīng)該說動(dòng)力電池的成本降價(jià)空間很大。
3、我國(guó)企業(yè)動(dòng)力電池水平持續(xù)提升
從我國(guó)2015年的技術(shù)水平來看，動(dòng)力電池能量密度平均水平為115 ～120Wh/kg左右，以比克電池的171 Wh/kg為最高。
目前中國(guó)是世界電動(dòng)汽車產(chǎn)銷量最大的國(guó)家，也是世界電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的重要參與與制訂國(guó)家，產(chǎn)品技術(shù)沉淀不斷提升，汽車行業(yè)新興領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。從技術(shù)水平來看，中國(guó)在原材料方面具有一定的比較優(yōu)勢(shì)，技術(shù)和生產(chǎn)能力水平也還行。他山之石，可以攻玉，應(yīng)該說產(chǎn)品性能目標(biāo)較大程度能夠?qū)崿F(xiàn)。
盡管說中國(guó)較大可能完成動(dòng)力電池的技術(shù)革新，但是在成本控制方面仍然存在較大的不確定性。近十年來，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的技術(shù)能力不斷突破，成本也不斷降低，從2007年左右的7000元/ kWh降至2015年的2200元/ kWh，約3～4年成本降1倍。但結(jié)合國(guó)情考慮到電池行業(yè)企業(yè)正面臨著新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模、整車補(bǔ)貼退坡的壓力傳導(dǎo)、研發(fā)和設(shè)備的高投入、電池行業(yè)產(chǎn)能過剩、上游銅箔等原材料供不應(yīng)求等影響，電池行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本因此將持續(xù)高企。
因此，筆者判斷，動(dòng)力電池成本下降的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，但是近三年可能難以大幅度下滑，仍將超過1000元/ kWh以上的價(jià)格。
4、論證小結(jié)
總體而言，從上述動(dòng)力電池相關(guān)發(fā)展情況分析可以看出：
1)動(dòng)力電池的產(chǎn)品技術(shù)、產(chǎn)品性能仍有較大提升空間，電池單體能量密度和系統(tǒng)能量密度將進(jìn)一步提升，到2020年動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度是有可能達(dá)到260Wh/kg水平的。其中，三元鋰動(dòng)力電池將是重點(diǎn)過渡產(chǎn)品，新型鋰離子動(dòng)力(固態(tài))將是未來的發(fā)展方向。
2)動(dòng)力電池成本下降趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，只有當(dāng)國(guó)內(nèi)新能源汽車規(guī)?；M(jìn)入尋常百姓家，且整車采購(gòu)配套、動(dòng)力電池設(shè)備攤銷、技術(shù)研發(fā)投入及產(chǎn)能擴(kuò)張等影響不大的前提下，動(dòng)力電池成本才可能較大概率于2020年降至1元/瓦時(shí)?？蛇@個(gè)目標(biāo)挑戰(zhàn)難度太大。
淺談《行動(dòng)方案》產(chǎn)生的影響
按照《行動(dòng)方案》的規(guī)劃，確定性的政策扶持與優(yōu)惠將為動(dòng)力電池行業(yè)帶來利好，鋰電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)在于技術(shù)和成本。未來鋰電池產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生整合、分化，行業(yè)將越來越規(guī)范，技術(shù)領(lǐng)先、規(guī)模大、成本低的企業(yè)將繼續(xù)引領(lǐng)，強(qiáng)者恒強(qiáng)；反之，技術(shù)落后、成本高的小企業(yè)或?qū)⒈恢鸩教蕴鼍帧?
三、相關(guān)發(fā)展建議
《行動(dòng)方案》是對(duì)動(dòng)力電池行業(yè)未來數(shù)年影響最深遠(yuǎn)的政策修訂，明確了9大重點(diǎn)任務(wù)和5項(xiàng)保障措施，將有利于加快提高動(dòng)力電池產(chǎn)品性能和質(zhì)量水平，推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。如果說去年為新能源汽車發(fā)展的技術(shù)元年，那么未來三年將是新能汽車核心技術(shù)突破的關(guān)鍵年，動(dòng)力電池的生產(chǎn)和應(yīng)用仍將是行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。在這種情況下，未來動(dòng)力電池企業(yè)可以重點(diǎn)考慮如下方面：首先，繼續(xù)提升動(dòng)力電池安全性與使用壽命；其次，緊抓技術(shù)研發(fā)不放松，加大研發(fā)投入提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；最后應(yīng)通過發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，提高產(chǎn)成品合格品率，提高生產(chǎn)線自動(dòng)化程度等方式來降低成本。
