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  • 研報認為:2030年中國儲能市場規模將增長至1.3萬億元左右 2022-09-16

    中國儲能網訊:中國動力電池市場已經出現過兩次逆轉。

    磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的技術路線之爭已經持續多年。

    2021年,磷酸鐵鋰在中國動力電池市場首次實現對三元鋰的逆轉,成為裝機量最大的電池類型;今年磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的份額差距進一步拉大。但是全球范圍來看,三元鋰依舊牢牢把控著動力電池市場絕對多數的份額。

    磷酸鐵鋰、三元鋰究竟未來誰主沉???蜂巢能源科技股份有限公司(下稱“蜂巢能源”)董事長兼CEO楊紅新近日向第一財經記者表示,包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰等在內的“大無鈷系”,未來在整個動力電池市場占比有望超過70%,其中磷酸鐵鋰占比超過60%,甚至還要更高。

    “中國乃至全球,都會是這個比例?!睏罴t新表示,過去幾年磷酸鐵鋰技術與結構上的創新,大幅縮減了與三元鋰電池能量密度的差距,并在上游材料價格暴漲時成本優勢凸顯。當前磷酸鐵鋰電池已經覆蓋500~700公里續航的主流市場,并在商用儲能市場對三元鋰電池實施替代。而三元鋰電池的未來,則集中在更高密度和超級快充市場,以及尚未商業化落地的固態電池領域。

    兩次逆轉

    短短幾年時間,中國動力電池市場已經出現過兩次逆轉。

    新能源汽車發展早期,由于成本、安全、循環壽命等優勢,磷酸鐵鋰迅速成為正極的首選,市占率遙遙領先。2016年,磷酸鐵鋰電池在國內動力電池市場的占有率高達69%。然而,同一時期采用磷酸鐵鋰電池的乘用車有效續航往往在200~300公里左右,隨著技術的逐步進步,到2020年也才400公里左右。行駛里程的制約,使得新能源汽車的推廣極其緩慢。

    2017年,國家相關部委調整新能源汽車補貼政策,首次將電池能量密度納入補貼參考指標,“純電動乘用車動力電池系統的質量能量密度不低于90Wh/kg,對高于120Wh/kg的按1.1倍給予補貼”。這使得能量密度更高的三元鋰電池裝機量迅速攀升,磷酸鐵鋰電池市場份額急劇萎縮。

    據動力電池聯盟數據,2018年,國內動力電池累計產量達70.6GWh,其中三元電池占比55.5%,磷酸鐵鋰電池占比下降至39.7%。2019年,磷酸鐵鋰電池占比進一步下降至33%,三元鋰電池占比達到58%。2020年一季度,三元鋰電池的市占率提升到76%,一家獨大的趨勢更加明顯。一些研究機構在當時提出三元材料將主導正極市場。

    2020年3月,比亞迪發布了一款震驚新能源汽車領域的“重磅炸彈”——刀片電池。相比傳統造型的電芯,刀片電池有效增加了空間利用率,在同樣的空間內能裝入更多的電芯,體積利用率提升了50%以上,續航里程提升50%以上,達到了接近高能量密度三元鋰電池的同等水平。

    “早幾年使用磷酸鐵鋰電池的汽車,續航里程400公里就不錯了。比亞迪通過結構創新,使得磷酸鐵鋰電池的續航里程達到了500公里,隨著電化學體系的升級,可以做到600公里,覆蓋了最主銷的500公里左右的市場?!睏罴t新說道,通過磷酸鐵鋰球形化技術、添加新的電解液、改善負極材料,基本上解決了磷酸鐵鋰低溫性能差的制約。

    此外,通過克容量和壓實面積的提升,顆粒結構的優化,磷酸鐵鋰能夠做到每公斤195瓦時的電量,這樣就能支撐800公里的續航,覆蓋B級車和C級車的續航需求。今年初,磷酸鐵鋰與磷酸錳鋰混摻誕生的磷酸錳鐵鋰,能量密度提高到210瓦時/公斤,相比起磷酸鐵鋰體積和重量進一步降低了10%~15%。

    2021年7月,磷酸鐵鋰電池裝機量首次實現對三元鋰電池的逆轉,此后差距逐漸拉大,最終2021整年度磷酸鐵鋰以52%的市占率勝出。

    另一方面,隨著新能源汽車銷量激增,嚴重的供給失衡導致上游原材料價格暴漲,三元鋰電池受材料成本上漲壓力更大。以鈷為例,鈷在三元鋰電池的正極材料成本中占重要部分,以三元 523電池體系為例,鈷的材料成本占比達20%,其價格波動會直接影響到電芯成本。而且,全球66%鈷產量都出自政局不穩定的剛果(金),中國鈷儲量僅占全球儲量的1%左右,鈷資源的稀缺嚴重威脅動力電池供應鏈安全。

    2021年10月,特斯拉宣布,受制于高昂的鈷價格,全球范圍內的標準續航版Model 3和Model Y,將全部改用無鈷的磷酸鐵鋰電池。

    “特斯拉使用磷酸鐵鋰是一個極具示范性效應的事件?!睏罴t新說,2021年之前,國際大車廠主要和日韓電池廠合作,它們一直使用三元鋰電池,不太了解磷酸鐵鋰電池。2021年底,歐美車廠重新認知磷酸鐵鋰,開始和中國的公司接觸,去測評、開發磷酸鐵鋰的產品。

    從市場端來看,EV和PHEV去年至今銷量激增,僅中國市場2021年倍增至310萬輛,2022年預估可以實現600萬輛的銷量規模。與此同時,中創新航、億緯鋰能、國軒高科、蜂巢能源都大力上馬磷酸鐵鋰等電池產能項目。

    特斯拉的示范作用、市場的爆發,加上供給改善,磷酸鐵鋰突然上量。然而,除了汽車動力電池外,還有一個“萬億”級新藍海正在向磷酸鐵鋰電池招手。

    萬億儲能藍海市場

    由于風力發電、光伏發電等新能源發電方式普遍存在間歇性、波動性問題,居民和工業用電也存在波動性特征,如何保障和平衡電力供需雙側的穩定性,成為當下及未來必須要克服的難題,而儲能就是解決這一些列問題的關鍵鑰匙。

    儲能和充電寶的原理基本類似,在谷底時充電,在峰頂時放電,把風電或光伏等不穩定電量儲存起來,再進行變壓和穩定輸出。在諸多儲能技術路線中,隨著電池技術的進步和成本的降低,電化學儲能被認為最具發展潛力,是下一個即將爆發的藍海市場。

    相關統計顯示,2021年國家與地方政府相繼出臺了300多項儲能相關政策,產業鏈投資計劃已經超過了1.2萬億元。截至今年初,共有25個省份將發展儲能寫入了政府工作報告。

    海通證券在研報中指出,2025年中國新型儲能裝機規模將達到30GWh以上,截至2021年,新型儲能裝機規模累計僅為5.7GWh左右,意味著新型儲能裝機規模至少還有5~6倍的增長空間。光大證券認為,到2025年中國儲能市場規模將達到0.45萬億元,到2030年將增長至1.3萬億元左右。

    能量密度更大的三元鋰電池搶到了儲能市場的頭道湯。但2017年以來,儲能電站起火爆炸事故不斷,其中采用三元鋰電池的韓國共發生了24起火災或爆炸事故,這引起了主管部門對三元鋰電池做儲能電站安全的擔憂。

    今年6月29日,國家能源局綜合司發布了關于征求《防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)》意見的函,其中在防止電化學儲能電站火災事故的要求中提到:中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池,不宜選用梯次利用動力電池。

    在此背景下,安全性、成本和壽命都更具優勢的磷酸鐵鋰電池開始大舉進軍儲能市場,需要指出的是,磷酸鐵鋰電池獲得的不僅僅是新增儲能電站項目機會,還包括對已建成三元鋰電池項目的替代。

    更小單元的戶用儲能需求也在興起,其中又以隨身攜帶電源和可發電的空調、冰箱等耗電量大或長時間在線的電器為主。

    俄烏沖突后加上極端天氣,歐洲能源危機不斷惡化。歐洲基準天然氣價格在過去12個月飆升了550%,電價一年漲近10倍。法國、德國的情況尤為嚴峻,其中法國明年交付的基本負荷電價達到1130歐元/兆瓦時,歷史上首次突破1000歐元大關,相比去年同期漲幅超1000%。德國同類產品價格達到995歐元/兆瓦時。

    在地緣沖突下的能源危機和政府政策大力支持的雙重刺激下,歐洲市場對戶用儲能產品的需求大幅提升。據英國太陽能行業協會(Solar Energy UK)數據,最近數月每周都有3000余起安裝太陽能板的施工在英國家庭的房頂上進行,與兩年前的夏天相比翻了三倍;低廉的光儲成本使得消費者幾乎3~5年之內就能收回投資成本。

    在國內,可發電的家用電器趨勢也正在興起。以格力電器宣稱的可發電空調為例,在空調內部布置一個儲能電池,在電價便宜時充電,在電價貴時用電池來驅動空調,這樣可以極大地降低用戶使用成本,也能夠緩解電力系統壓力。在這個領域,磷酸鐵鋰同樣比三元更具成本和穩定性的優勢。

    “磷酸鐵鋰應用場景太多了,這是為什么現在磷酸鐵鋰突然上量,以及未來還會繼續上量的原因所在?!睏罴t新說。

    考慮到市場需求、鋰礦供應及開采周期、鋰電池廠商擴產周期等要素,楊紅新認為到明年下半年,鎳跟鋰的供需關系會緩解,隨著電池廠擴建產能的釋放,動力電池價格會有一定的回落。但是到2026年,歐洲、美國動力電池以及儲能廠的投產,會進一步推高需求,因此長期看電池資源仍將處于緊平衡狀態。

    “百年汽車工業原本很穩健,但是電動汽車產業變量很多,福島地震、澳洲礦山停產、南非港發不了貨,都可能會導致全世界汽車廠的停產。我最深的一點感受是無論整車企業、電池企業,一定要掌握資源,不要讓資源成為瓶頸。但這兩年還要耐得住寂寞,度過艱難時期?!睏罴t新說。


    作者:唐柳楊 來源:第一財經

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