鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2022年06月28日
電池革命和TSLA
假如讓您提名21世紀初最具影響力的一項技術(shù),那么電池勢必將是一個較好的選擇。21世紀,電池和電動機已成為替代由內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車的最有前景的技術(shù)。最初,高昂的電池成本使得電動汽車比傳統(tǒng)汽車價格更加昂貴。但是,一旦電池組變得足夠便宜(專家估計,非豪華車約100美元/MW·h),電動汽車將比同等的天然氣汽車更便宜。假如再將充電成本考慮在內(nèi),電動汽車將更具成本優(yōu)勢,毫無疑問電池成本的下降可以加速電動汽車的普及。
和任何新技術(shù)相同,電池存儲的應(yīng)用將隨著成本的下降而擴張。電池存儲需求的新增導(dǎo)致產(chǎn)量的新增,從而推動電池成本的持續(xù)下降,并在良性循環(huán)中提高電池性能。這種趨勢具有重大意義,因為更便宜的電池有關(guān)將世界經(jīng)濟從煤炭和汽油等碳密集型能源中轉(zhuǎn)移出來至關(guān)重要。
電池也是電力脫碳的關(guān)鍵技術(shù),在能源轉(zhuǎn)型持續(xù)的當下,太陽能、風(fēng)能等可再生能源裝機容量不斷攀升。但是這些無碳能源存在較大的缺點,它們僅在某些時候發(fā)電,且不夠穩(wěn)定。電池供應(yīng)了一個輔助性的解決方法,但高成本再次成為阻礙。當今,大多數(shù)公用事業(yè)規(guī)模的電池裝置多用于消除供求的短時間波動,存儲裝置的限制使得光伏和風(fēng)電不能有效地接入到電網(wǎng)中。
在過去的10年中,全球電池成本急劇下降,已從2010年的1000美元/MW·h下降至2019年的156美元/MW·h,這已經(jīng)非常接近100美元/MW·h的"理想節(jié)點",許多人認為這將使電動汽車的價格和傳統(tǒng)汽車保持一致,并降低全球碳排放量。那么,什么因素促成了電池價格的快速下降呢?
有業(yè)內(nèi)人士指出,TSLA(Tesla)在其中發(fā)揮了重要用途。TSLA既是汽車公司,又是電池公司,它不僅使電動汽車成為主流,而且從一開始就關(guān)注電池技術(shù)的發(fā)展。TSLA比其他大多數(shù)公司更早意識到了電池市場的潛在規(guī)模,并已成為儲能市場的領(lǐng)先者。
據(jù)了解,TSLA遵循著經(jīng)典的工業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略,即從小批量、高成本的產(chǎn)品(Roadster)開始,然后發(fā)展到低成本的大眾市場產(chǎn)品(Model3和Y),電池成本的下降在很大程度上實現(xiàn)了這種迭代過程。在Roadster問世5年后,S型車在電池技術(shù)、基礎(chǔ)化學(xué)、電池組自身的包裝方面實現(xiàn)了大約40%的改進。ModelS達到近300英里的續(xù)航里程,而實際上卻比Roadster電池組要少一個電池組,儲能能力約為85MW·h。
隨著越來越多的電池生產(chǎn)出來,規(guī)模經(jīng)濟開始發(fā)揮用途,電池公司開始學(xué)習(xí)如何簡化生產(chǎn)流程并降低成本。據(jù)彭博社(BloombergNEF)估計,每當全球電池產(chǎn)量新增1倍,電池成本就會降低18%。彭博社認為,到2023年電池行業(yè)的價格將達到100美元/MW·h。
行業(yè)專家指出,推動電池需求的不僅僅是汽車,公用事業(yè)應(yīng)用的固定式儲能也是一個巨大的上升領(lǐng)域,連接到電網(wǎng)的巨型電池將成為可再生能源革命的核心。倫敦大學(xué)的電池專家表示,世界正在進入"近乎指數(shù)級的上升階段"。TSLA自稱的"百萬英里電池"預(yù)計于2020年九月公布,這不僅將成為電動汽車行業(yè)發(fā)展的好消息,而且持久耐用的電池在固定儲能應(yīng)用中也是必不可少的。
公用事業(yè)規(guī)模的儲能系統(tǒng)要使用大量電池,TSLA的電池業(yè)務(wù)可能有一天會超出其汽車業(yè)務(wù)。2017年,TSLA在澳大利亞的Hornsdale風(fēng)力發(fā)電場安裝了世界上最大的鋰電池系統(tǒng),存儲容量為129MW·h,相當于2000臺Model3S或1000萬部智能手機的存儲容量。2020年,該站點的容量將新增到185MW·h。即便如此,它和計劃中的佛羅里達海牛能源儲存中心相比還是相形見絀。該中心的計劃容量為900MW·h,并將于2021年下半年上線。顯然,更大的規(guī)模經(jīng)濟和相應(yīng)的降價即將到來。
降低成本的另一個途徑是降低鋰等原材料的成本。目前,全球的鋰儲藏很豐富,還不至于出現(xiàn)短缺的風(fēng)險。但是,由于電池需求激增,鋰可能會成為發(fā)展"瓶頸",因為目前從鹽礦中提取鋰的方法緩慢且效率低下。據(jù)報道,用于生產(chǎn)鋰鹽的蒸發(fā)過程耗時數(shù)月,且僅回收了30%的可用鋰。
目前,多家公司正在努力開發(fā)改進的精煉方法。據(jù)英國廣播公司報道,EnergyX正在開發(fā)一種新型的納米顆粒過濾器,希望能夠以90%的效率從鹽溶液中回收鋰,同時將所需時間從數(shù)月縮短至數(shù)天。另一個創(chuàng)新者LilacSolutions公司,正在加利福尼亞州SaltonSea的富鋰礦床上測試離子交換過程。和此同時,TSLA希望在內(nèi)華達州的1號超級廠(Gigafactory1)以北幾百英里處的鋰谷中開采大量的鋰。
誠然,TSLA正在多個方面開展工作,以降低電池成本。眾所周知,TSLA的電池是業(yè)內(nèi)最好的,但這并不是其擁有的唯一優(yōu)勢。因和電池供應(yīng)商有著牢固的關(guān)系,TSLA的電池供應(yīng)鏈比其他汽車制造商更成熟、更強大。TSLA的大多數(shù)電池由其長期電池合作伙伴——松下制造,目前松下60%以上的電池產(chǎn)量供應(yīng)給了TSLA。
最近,TSLA開始和我國的CATL和韓國的LG化學(xué)合作。但是這些還遠遠不夠,業(yè)內(nèi)人士認為TSLA正在開發(fā)自己的電池設(shè)計,該電池可能使用一種新的專有化學(xué)物質(zhì)。同時,TSLA的"干電極"制造工藝可以使其重新打造電池生產(chǎn)線,從而節(jié)省大量資金、時間和廠空間。此外,通過最近對麥斯威爾科技公司和加拿大海霸公司的收購,TSLA確保了獲得頂端電池技術(shù)的機會,這無疑會進一步降低成本。
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