劃重點(diǎn)

在經(jīng)歷了十年的成本快速下降之后，電池已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)臨界點(diǎn)。它不再僅僅是消費(fèi)產(chǎn)品，正準(zhǔn)備改變世界使用電力的方式。

得益于電池成本的急速下降，大多數(shù)汽車(chē)制造商預(yù)計(jì)，目前比燃油車(chē)更昂貴的電動(dòng)汽車(chē)，在未來(lái)5年內(nèi)的制造成本將與之持平。

首款采用商用鋰離子電池的電動(dòng)汽車(chē)是2008年問(wèn)世的特斯拉跑車(chē)Roadster，它使用現(xiàn)成的筆記本電腦電池為其汽車(chē)供電。

歐美正出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策促進(jìn)各自區(qū)域性電池技術(shù)發(fā)展，電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)的創(chuàng)新才剛剛開(kāi)始，ICE時(shí)代即將結(jié)束。

1991年，可充電鋰離子電池首次通過(guò)手持?jǐn)z像機(jī)投入商業(yè)使用，隨后又被用在筆記本電腦上。十年后，電池通過(guò)為智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備供電，推動(dòng)了蘋(píng)果等科技巨頭的崛起，現(xiàn)在它們又被應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。在這個(gè)過(guò)程中，電池的基本技術(shù)幾乎保持未變，即鋰離子通過(guò)液體從陰極移動(dòng)到陽(yáng)極，然后再返回。

然而，這只是個(gè)開(kāi)始。在經(jīng)歷了十年的成本快速下降之后，電池已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)臨界點(diǎn)。它不再僅僅是消費(fèi)產(chǎn)品，正準(zhǔn)備改變世界使用電力的方式。在能源領(lǐng)域，負(fù)擔(dān)得起的電池使公司有可能儲(chǔ)存電力和收集可再生能源。在汽車(chē)行業(yè)，它們將挑戰(zhàn)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)達(dá)百年的統(tǒng)治地位。到目前為止，得益于電池成本的急速下降，大多數(shù)汽車(chē)制造商預(yù)計(jì)，目前比燃油車(chē)更昂貴的電動(dòng)汽車(chē)，在未來(lái)5年內(nèi)的制造成本將與之持平。

這種趨勢(shì)可能會(huì)持續(xù)下去，電動(dòng)汽車(chē)目前是電池需求的主要來(lái)源。隨著需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)和成本的進(jìn)一步下降，電池在各個(gè)行業(yè)將變得更加具有顛覆性。電池最近在通用汽車(chē)公司受到重視，該公司表示，希望到2035年在全球范圍內(nèi)逐步淘汰燃油汽車(chē)。電池?zé)岢笨赡軙?huì)侵蝕對(duì)原油和汽油等副產(chǎn)品的需求，以及減少對(duì)主要用于發(fā)電廠的天然氣的需求。盡管采礦材料和制造電池也會(huì)排放溫室氣體，但分析師認(rèn)為，汽車(chē)和能源行業(yè)轉(zhuǎn)向電池將減少整體排放，從而促進(jìn)應(yīng)對(duì)氣候變化的努力。

僅美國(guó)發(fā)電廠的排放量就占全美排放量的四分之一左右，而轎車(chē)和貨車(chē)等輕型車(chē)輛的排放量占全美排放量的17%?？沙潆婋姵氐呐d起現(xiàn)在關(guān)系到國(guó)家安全和產(chǎn)業(yè)政策，控制制造鋰離子電池所需的礦物和制造工藝被視為“21世紀(jì)版的石油安全”。電池制造目前由亞洲國(guó)家和公司主導(dǎo)，近65%的鋰離子電池來(lái)自中國(guó)。相比之下，沒(méi)有任何國(guó)家的原油產(chǎn)量超過(guò)全球的20%。

許多公司正在研究新的電池，例如固態(tài)電池（不通過(guò)液體傳輸離子），它們可以顯著增強(qiáng)電量，并進(jìn)一步降低電池價(jià)格。這種技術(shù)突破的價(jià)值可能達(dá)到數(shù)萬(wàn)億美元。美國(guó)康涅狄格州電池初創(chuàng)公司Cadenza Innovation的首席執(zhí)行官克里斯蒂娜·蘭佩-奧納魯?shù)拢–hristina Lampe-Onnerud）說(shuō)：“未來(lái)仍會(huì)有大量的創(chuàng)新?！边@家公司設(shè)想將來(lái)的建筑物可以擁有自己的電池，為它們提供在高峰時(shí)間使用的電力儲(chǔ)備，以降低成本。

特斯拉跑車(chē)?yán)_(kāi)鋰離子電池商用序幕

第一款采用商用鋰離子電池的電動(dòng)汽車(chē)是特斯拉跑車(chē)Roadster，于2008年問(wèn)世。特斯拉的早期優(yōu)勢(shì)之一來(lái)自于，它可以使用現(xiàn)成的筆記本電腦電池為其汽車(chē)供電。該公司最初購(gòu)買(mǎi)了亞洲生產(chǎn)的現(xiàn)成電池，原本用于筆記本電腦，當(dāng)時(shí)使用的電池在6到12塊之間，而這款雙座跑車(chē)需要近7000塊。

倫敦追蹤電池價(jià)格和行業(yè)發(fā)展的公司Benchmark Minonal Intelligence匯總數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在世界上超過(guò)三分之二的鋰離子電池用于汽車(chē)，預(yù)計(jì)在2030年之前這個(gè)比例將達(dá)到四分之三。

同樣的電池也正越來(lái)越多地部署在電網(wǎng)上。美國(guó)佛羅里達(dá)州Power & Light公司1月份開(kāi)工建設(shè)的巨型電池將使用250萬(wàn)塊鋰離子電池，其在化學(xué)成分上與特斯拉電池相似，只是體積更大。這種電池將能夠?yàn)榈鲜磕崾澜缣峁╅L(zhǎng)達(dá)七個(gè)小時(shí)的供電。

廢舊汽車(chē)電池由于多年的充放電而略有退化，但正在儲(chǔ)存項(xiàng)目中重新恢復(fù)活力。荷蘭阿姆斯特丹的約翰·克魯伊夫競(jìng)技場(chǎng)（Johan Cruijff Arena）有個(gè)三兆瓦的“超級(jí)電池”，由148個(gè)日產(chǎn)Leaf電池組制成，其中許多電池組可以回收利用，儲(chǔ)存屋頂太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電力，幫助平衡體育場(chǎng)的能源消耗。

根據(jù)Benchmark的數(shù)據(jù)，為了滿足預(yù)期的需求，鋰的全球產(chǎn)量在過(guò)去10年里增長(zhǎng)了近兩倍。鋰是一種銀色金屬，也用于制造核彈和治療躁郁癥。鋰主要在澳大利亞和智利開(kāi)采，在那里的地下鹵水礦床中儲(chǔ)量豐富。不過(guò)，美國(guó)內(nèi)華達(dá)州和北卡羅來(lái)納州礦山，增加鋰產(chǎn)量的努力正受到投資者的關(guān)注。

近年來(lái)，由于汽車(chē)制造商的需求激增，鋰離子電池價(jià)格下跌的速度快于預(yù)期。目前，電動(dòng)汽車(chē)電池組和發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本，比燃燒化石燃料的中型轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)高出約4000美元。根據(jù)投資銀行瑞銀集團(tuán)的數(shù)據(jù)，到2022年，這一差額將降到1900美元。到2025年中期，這一差距將消失。

通用汽車(chē)電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目主管肯·莫里斯（Ken Morris）在去年9月份表示，他預(yù)計(jì)五年內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)和燃油汽車(chē)的制造成本將持平。大眾汽車(chē)、特斯拉和通用汽車(chē)等汽車(chē)制造商正在進(jìn)一步壓低電池價(jià)格，它們正競(jìng)相鎖定為數(shù)百萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力所需的巨大產(chǎn)能。電動(dòng)交通的興起也吸引了許多最大的科技公司，包括蘋(píng)果和亞馬遜。

德意志銀行的數(shù)據(jù)顯示，在全球范圍內(nèi)，電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)占全球最大市場(chǎng)（美國(guó)、歐洲和中國(guó)）去年售出所有新車(chē)的4%左右，高于2017年的1%左右。2025年，該行預(yù)計(jì)這一市場(chǎng)份額將達(dá)到22%。

鋰離子電池大規(guī)模取代天然氣發(fā)電

在能源領(lǐng)域，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，電網(wǎng)始終圍繞著即時(shí)發(fā)電而建。每時(shí)每刻，電子的供應(yīng)都需要與需求相匹配，以防止電燈熄滅，因?yàn)闆](méi)有辦法儲(chǔ)存能量供下個(gè)時(shí)間段使用。為了解決這個(gè)問(wèn)題，近幾十年來(lái)最熱和最冷的日子里的電力需求，都是由通過(guò)天然氣發(fā)電來(lái)滿足的，這些工廠在需要的時(shí)候會(huì)啟動(dòng)幾個(gè)小時(shí)。

不過(guò)在美國(guó)部分地區(qū)，鋰離子電池的大規(guī)模安裝已經(jīng)開(kāi)始取代天然氣發(fā)電。這些電池通常從太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)獲取能量，盡管它們可以設(shè)置為從電網(wǎng)中獲取廉價(jià)電力，但它們往往會(huì)在白天儲(chǔ)存電力。日落后，當(dāng)電力需求和價(jià)格上升時(shí)，他們會(huì)在晚上根據(jù)需要釋放幾個(gè)小時(shí)的電力。

開(kāi)發(fā)商和電力公司正在考慮參與該行業(yè)的另一個(gè)進(jìn)化行動(dòng)：制造電池，從風(fēng)電場(chǎng)和太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)收集和調(diào)度廉價(jià)而清潔的電力，而不僅僅是日落后的幾個(gè)小時(shí)。這不僅威脅到了供電商，也威脅到了許多傳統(tǒng)發(fā)電廠，這些發(fā)電廠的融資是基于這樣的假設(shè)，即它們將能夠在幾十年內(nèi)全天候有競(jìng)爭(zhēng)力地出售電力。

位于美國(guó)伊利諾伊州、致力于利用可再生能源發(fā)電的公司Glidesath Power Solutions首席執(zhí)行官克里斯·麥基薩克（Chris McKissack）表示，電池“正處于極具顛覆性的邊緣”。他估計(jì)，在燃燒這些燃料的800GW發(fā)電廠中，有超過(guò)100GW的天然氣和燃煤發(fā)電廠可能會(huì)立即變得不再具有經(jīng)濟(jì)性，沒(méi)有必要。他說(shuō)：“這為電池儲(chǔ)存提供了一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。”

在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的得克薩斯州，經(jīng)濟(jì)力量正在推動(dòng)電網(wǎng)電池的繁榮。到2020年底，已安裝的電池能夠提供215MW的電力。電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商預(yù)計(jì)，到2023年底，電池的價(jià)值將接近2000MW，約為該州每年這個(gè)時(shí)候主要電網(wǎng)平均用電量的4%或5%。加州和紐約州已經(jīng)出臺(tái)了命令，要求電力公司安裝更多電池、提高電網(wǎng)可靠性和平滑價(jià)格波動(dòng)以及納入更多可再生能源。

去年，兩家為近70萬(wàn)客戶(hù)提供電力供應(yīng)的加州公司擴(kuò)大了現(xiàn)有交易，收購(gòu)了貝克斯菲爾德北部一個(gè)大型太陽(yáng)能和電池儲(chǔ)存項(xiàng)目的產(chǎn)量。硅谷清潔能源公司和中央海岸社區(qū)能源公司表示，這些電池將使它們能夠在不出現(xiàn)價(jià)格飆升的情況下提供可再生能源。

硅谷清潔能源公司首席執(zhí)行官吉里什·巴拉錢(qián)德蘭（Girish Balachandran）表示：“我正在以一種完全不同的方式考慮電網(wǎng)?！彼A(yù)計(jì)，隨著更多的風(fēng)能和太陽(yáng)能儲(chǔ)存在電池中，天然氣在該公司位于加州的投資組合中所占的比例將會(huì)降低。他說(shuō)，隨著價(jià)格持續(xù)下跌，他正在設(shè)想部署電池的新方法，以確?？煽康碾娋W(wǎng)運(yùn)行。

自2010年1月波士頓咨詢(xún)集團(tuán)估計(jì)電池成本在每千瓦時(shí)1000美元至1200美元之間以來(lái)，電池價(jià)格已經(jīng)下降了很長(zhǎng)一段時(shí)間。該公司表示，除非在電池化學(xué)方面取得重大突破，否則不太可能降到250美元，這是汽車(chē)制造商的目標(biāo)水平。如今，電池價(jià)格約為每千瓦時(shí)125美元，原因是制造能力的大幅增加降低了成本，化學(xué)和設(shè)計(jì)方面的調(diào)整進(jìn)一步節(jié)省了成本。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)械工程副教授文卡特·維斯瓦納坦（Venkat Viswanathan）表示，人們普遍預(yù)計(jì)電池成本將進(jìn)一步下降。他預(yù)計(jì)，在觸底之前，電池價(jià)格將在兩三年內(nèi)跌至每千瓦時(shí)80美元。

吉恩·貝迪切夫斯基（Gene Berdichevsky）曾是特斯拉跑車(chē)的電池系統(tǒng)架構(gòu)師，現(xiàn)在是加州阿拉米達(dá)縣（Alameda）致力于改進(jìn)電池技術(shù)的公司Sila NanoTechnologies創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。他說(shuō)，將存儲(chǔ)成本降低到每千瓦時(shí)50美元可能創(chuàng)造5000億美元的價(jià)值，“將會(huì)有大量的科技創(chuàng)新應(yīng)用于此”。

歐美出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策促進(jìn)電池發(fā)展

去年，美國(guó)成立了一個(gè)由多家機(jī)構(gòu)組成的財(cái)團(tuán)，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)電池行業(yè)的發(fā)展，理由是該行業(yè)在消費(fèi)電子產(chǎn)品和國(guó)防方面扮演著重要角色。它還利用《國(guó)防生產(chǎn)法》（Defense Production Act）加快了稀土礦的開(kāi)發(fā)。上個(gè)月，詹妮弗·格蘭霍姆（Jennifer Granholm）在參議院作證以出任能源部長(zhǎng)的聽(tīng)證會(huì)上表示，她對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)感興趣，并說(shuō)：“我們可以從亞洲購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)電池，也可以在美國(guó)生產(chǎn)。”

歐盟正在利用產(chǎn)業(yè)政策促進(jìn)區(qū)域電池行業(yè)的發(fā)展。德國(guó)經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部部長(zhǎng)彼得·阿爾特邁爾（Peter Altmaier）最近表示，歐盟希望“在歐洲創(chuàng)造一個(gè)封閉的電池價(jià)值鏈”，囊括從處理原材料到回收舊電池等過(guò)程。

日益增長(zhǎng)的電池需求可能會(huì)對(duì)重要礦物質(zhì)的供應(yīng)造成壓力，而為所有這些汽車(chē)電池供電會(huì)增加對(duì)電力的需求，導(dǎo)致供應(yīng)緊張。另一個(gè)挑戰(zhàn)是：盡管電池安全性有所改善，但鋰離子電池有容易起火的問(wèn)題，這已經(jīng)導(dǎo)致包括通用汽車(chē)、現(xiàn)代汽車(chē)以及寶馬等在內(nèi)的公司召回。

此外，充電站的短缺可能會(huì)讓電動(dòng)汽車(chē)客戶(hù)望而卻步。舊金山估計(jì)，到2030年，該市可能需要超過(guò)5100個(gè)電動(dòng)汽車(chē)充電樁，遠(yuǎn)高于2019年的834個(gè)。根據(jù)兩位市政府官員共同撰寫(xiě)的一份分析報(bào)告，給這些電池加滿電可能需要該市多消耗7%的電力。

盡管如此，汽車(chē)專(zhuān)家認(rèn)為，電池驅(qū)動(dòng)的車(chē)型最終將占上風(fēng)。畢竟，這種車(chē)型在制造上比燃油車(chē)簡(jiǎn)單得多，運(yùn)動(dòng)部件也更少。汽車(chē)業(yè)顧問(wèn)桑迪·門(mén)羅（Sandy Munro）說(shuō)，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，內(nèi)燃機(jī)（ICE）的設(shè)計(jì)近乎完美。他每年拆解大約24輛汽車(chē)，將它們拆分成部件，研究材料、技術(shù)和組裝。相比之下，電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)的創(chuàng)新才剛剛開(kāi)始。他說(shuō)：“目前，我們基本上只觸及了皮毛，ICE時(shí)代即將結(jié)束?！?br /> 責(zé)任編輯:tzh