
最新一期《經濟學人》雜志印刷版撰文稱,鋰電池不僅能夠引發電動汽車革命,甚至可以滲透到我們的日常生活,徹底改變當今能源現狀。
以下為原文內容:
沿著日產桑德蘭工廠的一條蛇形生產線走過大約四分之三,一位工人正一刻不停地在無數的逍客底盤上安裝油箱——該工廠生產的多數汽車都是這款SUV。但這條生產線上還會時不時地經過另外一款車:一款名叫Leaf的電動車。
每到此時,工人的任務就會從安裝油箱變成安裝電池。他的動作與身旁的機械手臂完美配合,在燃油汽車和電動汽車之間無縫切換。
直到最近,很多人還認為這種切換不可思議。過去一個世紀,內燃機一直都是汽車和輪船的主要動力。這確實給了它很大的領先優勢。盡管Leaf號稱全球最暢銷的電動汽車,但身為英國最大汽車工廠的桑德蘭工廠,去年也只生產了1.75萬輛Leaf,而同年的逍客產量卻高達31萬輛。形成鮮明對比的是,逍客處于盈利狀態,而Leaf卻輛輛虧損。
去年全球電動汽車銷量為75萬輛,不到新車市場的1%。雷諾-日產聯盟的老板卡洛斯·戈恩(Carlos Ghosn)曾在2011年表示,僅這兩家公司到2016年的電動車產量就將達到這一數字的兩倍。事后看來,這番預測顯然過于樂觀,但類似的預測其實并不罕見。
然而,盡管電動汽車的起飛時機無法確定,但這種技術很快就會成為一門大生意卻已成為普遍共識。
續航里程接近滿箱汽油的平民電動汽車(例如特斯拉的Model 3和通用汽車的雪佛蘭Bolt)最近紛紛上市,改版Leaf也將在9月發布。桑德蘭工廠的現狀表明,燃油車和電動車已經可以共用一條生產線,從而通過擴大產能來簡化這種汽車的普及難度。
鋰電池大躍進
很多預測認為,擁有和駕駛電動汽車的終身成本幾年內就可以與燃油車相提并論,從而促使電動汽車銷量在2020年代大幅飆升,并在2030年代成為主流。中國大約貢獻了去年全球電動汽車銷量的一半,預計2020年有200萬輛電動和插電混合汽車上路行駛,10年內達到700萬輛。
咨詢公司彭博新能源金融(Bloomberg New Energy Finance)指出,石油公司對電動汽車的預期也較幾年前高出很多。石油輸出國組織(OPEC)現在預計,2040年上路行駛的電動汽車將達到2.66億輛。英國和法國也都表示,到那時將禁售純燃油汽車。
這都歸功于鋰電池業務的顯著擴張,以及人們對該行業今后仍將快速發展的普遍共識。第一批鋰電池26年前開始上市銷售,最初用在索尼的CCD-TR1攝像機上。那款產品廣受歡迎,而它所使用的電池更是如此,隨后逐步應用于電腦、手機、無繩設備、電子香煙等產品。
使用電池的電子產品越多,鋰電池的需求也就越大。去年,消費產品貢獻的鋰電池產量約為45GWh。通俗一點說,如果把所有電池都用來為英國供電(該國的平均功耗為34GW),大約可以續航1小時20分。
同一年,電動車使用的鋰電池產量就達到了電子產品一半:25GWh。但電池咨詢公司Cairn ERA的山姆·杰夫(Sam Jaffe)預計,汽車電池需求最早將在明年超過消費電子,從而成為整個行業的轉折點。大幅擴張已經開始。
作為當今全球的5大鋰電池制造商,日本的松下、韓國的LG化學和三星SDI、中國的比亞迪和寧德時代,都在加大資本支出,并預計2020年的產量將達到目前的3倍。據估計,特斯拉斥資50億美元在內華達州與松下合作建設的超級工廠已經可以實現每年約4GWh的產量。特斯拉表示,該公司將在2018年實現35GWh的產能。短短4年前,這一產量還足夠全世界所有的鋰電產品使用。
超級工廠不只是為了電動汽車建造。在聽說南澳大利亞進行電力管制的消息后,特斯拉創始人伊隆·馬斯克(Elon Musk)今年3月對該國總理表示,特斯拉到年底可以提供足夠的電池容量,確保電網永遠不再癱瘓。
在超級工廠里面,他們目前正在努力塞進129MWh的產能,以便履行老板的諾言。當在太平洋彼岸安裝時,它將成為全世界基于電網的同類系統中最大的一個。但今后還有很多類似的系統將會部署。
隨著電網運營商在尋找各種方式來平滑太陽能和風能的間歇性供給造成的影響,工業規模的鋰電池組越來越受歡迎——尤其是把很多用在汽車上的電池組拼接起來,對其化學和電子元件進行調整,以便支持更快的充放電速度。
希望獨立于電網的消費者可以購買更小的電池組——或者將自己生產的電力存儲起來,以便在白天或夜間電價最高時賣給電網。電池已經成為未來真正實現低排放愿景所不可或缺的一部分。
全球產能飆升
鋰電池的基本原理很容易理解。當電池給一個電位充電時,就會把鋰離子拉入石墨電極深處。使用的過程中,這些鋰離子又會通過液體電解質返回由鋰和其他金屬組成的化合物制成的更復雜的電極——陰極。
但另一方面,電池業務的基本運營模式卻很不透明,主要是因為供應商過于重視保密,以及身為市場領頭羊的亞洲巨頭變換莫測的經濟狀況。
過去幾年的情況顯示,所有大型廠商都在增加產能,部分原因在于這樣可以壓低單位成本。作為電池的基礎組成部分,鋰電芯2010年成本超過每kWh 1000美元,去年降到130至200美元之間。通用汽車表示,該公司為Bolt采購60kWh電池組時,向LG化學支付的電芯價格為每kWh 145美元(由于要考慮勞動力、材料和電子元件費用,所以電池組的價格高于電芯成本的總和)。
特斯拉表示,Model 3的電芯價格更便宜。低成本并非唯一的改進之處。大量的研發投資已經實現了更高的能量密度(每千克容量有所提升)和更強的耐用性(充放電循環有所增加)。Bolt的電池質保期長達8年。

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