钜大LARGE | 点击量：901次 | 2018年12月03日
新能源大潮下的锂离子动力电池产业
杉杉股份董事长庄巍在深创投2018投资年会上受聘为深创投新能源/节能环保行业首席专家，并在此行业分论坛上发表了题为“新能源大潮下的锂离子动力电池产业”的精彩演讲，现将演讲内容整理成文字稿分享给大家。
以下为演讲全文
非常感谢深创投给我一个机会跟大家分享。杉杉进入锂离子电池行业是1999年，那时候几乎没有市场，在10年前还是一个很小的行业，现在这个行业已经出现了几千亿市值的公司，确实在这样的大背景下机会非常大。我今天主要是利用半个小时左右的时间，分享一下我们对这个行业的思考和一些实践。
目前化石能源是全球工业化的能源基础，但问题也比较大，燃油机动车的排放是就是一个非常大的问题，我们面临的问题不仅限于此。对中国来讲，为什么对传统的化石能源要进行改变？我们还有一个很大的问题就是依存度，我们的石油进口依存度是非常大的，10年前就已经突破了50%，今年估计要到70%，能源安全存在很大的问题。
我们国家在去年推出了首个能源战略，非常清晰地提出到2025年我们的非化石能源消费要占到一半以上，这意味着我们要开发很多新的能源，还要改变现在使用能源的习惯。这个战略的推出进一步奠定了新能源战略在整个国家总体战略上的一个非常重要的地位。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
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-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
讲到新能源大家可能会想到风电、光电、核能等等，但是新能源有一个很大的问题，它的发电和使用经常在时间和空间上是不能匹配的，它是错位的，在这样一个情形下，如果说没有储能的手段，新能源就会被浪费掉，大家也经常听到，在风光资源非常发达的区域，弃光、弃风的现象非常严重，如果你没有一个很大的储能装置，你根本就没有办法真正实施新能源结构的改变。另外有一些使用场景，除了利用动力电池来储能，几乎没有方向了，比如说机动车排放，我们试图把城市的机动车电动化，但是你没有一个动力电池来做储能，其实也是没有办法去实施这样一个重大转变的，所以动力电池就成了这一场新能源革命中的一个非常重要的组成部分。里夫金先生讲过这样一句话，”电动汽车这样一个储能方式是可以和可再生能源做一个有机结合的，这将成为第三次工业革命的一大支柱。”陈清泰老师在今年年初的电动汽车百人会上也提了他的观点，他认为车载电池就是一个移动储能电站，通过能源互联网可以跟可再生能源进行一个非常有效的搭配。为什么在过去这十年里面，动力电池忽然成了一个非常大的行业，确确实实整个规模跟十年前完完全全是不可同日而语。
动力电池无论从灵活性、方便性还是经济性上都有很大的优势，所以动力电池越来越成为储能的主力。动力电池有很多种，包括铅酸、镍氢、锂电，为什么现在锂电越来越独步天下？我们可以看到电池的性能，电池的能量密度是非常重要的，比如说电动汽车，能量密度必须要非常高，这是一个非常强的约束条件。第二个是循环寿命，如果一块电池用不了多久又要换，维系不到5到8年的运行，它也是没办法用的。另外还有功率的特性，总体看下来，这三个模式里头，锂电的优势是非常明显的。锂电比较大的弱点就是初始的购置成本，但是如果计算到每一个循环里面使用，锂电池已经在很多场景体现出它的优势，但是单买一块它的成本确实比较贵。
2014年以来，锂离子动力电池取得这么巨大的发展，其实跟它的整个技术进步有很大的关系，尤其是锂离子电池材料技术本身发生了翻天覆地的变化，由于这样一个技术的进步，使得无论是成本、能量密度还是循环寿命，都取得了巨大进步，这也是之所以现在锂离子电池无论是在汽车动力电池，还是在将来的电力储能上，它都将成为一个最重要的储能方式。
从这上面的数据大家可以看到，这个趋势是非常明显的，如果说我们10年前一个千瓦时要花600到800美金，国际上现在的成本基本上在150到200美金之间，咱们国家也到了200美金左右的水平。我记得2015年我们要测试两台大巴，当时一个千瓦时要3500块钱，今天的成本不到它的1/2，所以这个进步是非常了不起的。大家知道2015年的时候，碳酸锂的价格比较高，今天它的价格有点回落，但是今天你要在市场上拿还要11万、12万左右，当时是4万左右的水平。金属价格涨了这么多，我们还把成本下降了很多，这是很了不起的，不管是从材料到整个电池体系，它的成本都下降了很多，这个趋势还会继续下降，按照咱们国家的要求是希望到后年，系统的售价可以降到1000块一千瓦时，国外一些主流厂还提出了更激进的目标。我们还是非常充满信心的，除非金属价格出现太大的波动。去年金属钴涨得很多，今年也慢慢的趋向稳定，还有一些路径可以对冲金属价格的波动。
再看看能量密度，能量密度的指标非常重要，能量密度的提高，装同样重量或者同样体积的电池，我们的车可以跑得更远。我们看苹果手机用的电池，它的电压不断在上涨，它的比容量也在上升，所以现在的手机待机时间越来越长，就跟这个有关系。再看汽车的电池，特斯拉的电池的能量密度也有很大的上升，这都是一代一代电池的进步。
我们再看它的循环寿命，这还是一些基本的能力，很多电池厂商都超过了这个指标。右边这张图是续航里程的问题，因为大家买电动汽车都有里程焦虑，实际上从2014年四季度电动汽车开始爆发，到现在还不到第四年，它的续航里程的能力已经大幅度提升。2018年电动车的续航里程普遍还只有200到250公里，现在大部分主流车厂的续航里程在全工况的情况下，几乎都可以到400公里左右，这些技术的发展都有效地解决了寿命焦虑、里程焦虑。所以现在电动机车发展得那么快，也是跟电池技术进步有很大的关系。
大家可能会讲，除了现在我们理解的锂离子电池，还有些什么技术会突破，将来的方向是什么？我今天列在这里不是意味着只有这几种技术可能是方向，我只是觉得这几个是大家现在比较关注的热点，所以我把它拿出来，其实还有很多技术大家相对关注度比较小，我今天就不说了。
其实技术的主流方向大家还是往这些方面考虑，包括安全性、能量密度、循环次数、寿命，还有倍率的问题，这是要解决充放电的时间问题，基本上是按照这几个目标去发展。比较热的这几个，我把它拿出来给大家稍微讨论一下，第一个是全固态电池。今年的东京电池展，全固态电池还是比较风光的，大家试图用固态的电解质去替代传统的液态的电解液，主要的目标是希望在刚才讲的这几个指标上有很大的进步，日系车厂非常积极推这个事，台湾也有一家在全国比较有影响力的公司，软银最近又投了它一轮，它现在也在对材料体系进行测试。我们国内的车厂也在做这些合作，准备推出一些实验型的车型。
还有一个是石墨烯，这个炒得更早，七八年前就炒得非常热。石墨烯在锂离子电池技术上的应用，主要还是在做正极的导电剂，负极对硅碳材料的应用，它更多的还是一个辅料。
还有氢燃料电池，每年的车展上它都是一个很热的话题，当然它不是要替代锂电池，因为它在启停上还是需要锂电池做一些辅助的功能。现在它做燃料电池还有很多的问题，包括成本的问题。其实我们国家更多的人会担心电池的安全性，我这次在东京电池展发现，日本人胆子很大，他们很多的家用电器都是氢燃料的，我忘了是尼桑还是什么品牌的，它已经售出12万套家用电器氢燃料的，他们都敢把这个搬到家里去了。我们国家对这方面还是非常重视的，现在从应用端来讲，包括成本、加氢方面还有一些问题，本身氢燃料电池在效率上也还存在一些需要解决的问题。
我刚才讲在储能这个角度，动力电池比别的更好，锂电又比其它的动力电池更好。但是今天如果我们站在电动汽车的角度来讲，锂离子电池直接面对的不是这些对手，而是面对着燃油车。那你的燃油车怎么比？我们不去讲国家的政策，我们就讲目前锂电池最多被拿燃油车来对比的，就是成本的问题。尤其是大家知道这两年的补贴退坡非常快，这样快的退波下，到后年基本的预期是补贴归零，在这种情况下，新能源汽车还能干吗？尤其是纯电动，大家都在讲，可能混合动力的会比较好，纯电动的还能生存吗？我觉得这个事情要把它细化讨论一下。很显然动力电池是整个电动汽车里面最主要的成本构成，特斯拉的Model3电池系统的成本还是不高的，占到了它整车成本的40%，其它有些车的电池成本占到了整车成本的50%，因此电池在整车的成本占比还是非常高的。
我们讲电动汽车主要是三大组成：电池、电控、电机，基本上加起来成本要占到整车的60%左右。但是同样的动力总成系统，以发动机为代表的在燃油车的成本占比只有15%到20%，所以在动力总成上就有很大的差异。
所以你要说两种车直接对比会是什么样的结果，我在想如果找两个车来比比看，以雪佛兰Bolt和大众Golf的参数对比，我今天的对比没有对任何车型褒贬的意思，我只是想通过大致的示意解释一下为什么两种车的成本有这么大的差异。我选的这两款车都是两厢车，经济适用型的，轴距都是差不多的。雪佛兰Bolt是60度电左右，加了三相的动力总成，大概1.5到1.6万美金左右，大众Golf的动力总成系统成本也就五六千美金，价格相差1万多美金，两个车的售价相差也就1.3万美金，其中大部分就是动力总成系统成本造成的差异。
这种差异是两种车的结构造成的。当然锂离子电池随着技术成熟，它还有成本下降的空间。即使在现在这种成本差异的情况下，是不是电动车就干不过燃油车？这里面还有很大的差别，就是锂离子电池在使用过程中成本非常低，大致是燃油车的1/3到1/4。这样一个情况下就意味着越高频率使用的场景用电动汽车就越合算，如果你是低使用率的，比如说家用的，现在从综合成本上也很难抗衡燃油车。
哪些领域是高频使用的？最大的使用领域是出租车，出租车一天都是24小时在跑的，司机两班倒，一天可以跑400公里，网约车一天跑的里程也是比较远的。现在曹操专车2017年的运营数据显示，它的日均里程大概200公里，深圳市的大巴一天大概可以跑180公里左右，出租车可以到350公里，出租车已经比较接近了，其它的还有一定的空间。
在高频使用的情况下是什么样的情景呢？我也选了两款车，都是荣威旗下的车型，基本上大小、轴距都是比较接近的，ei5是百公里能耗是12度电，荣威i6百公里能耗大概是8升油。如果每天使用300公里，跟燃油车相比，每天的差距就是125块，按照5年算下来，大概相差18万多。我们看它的购车价格，补贴后的价格两车相差3万左右，假定没补贴的情况下，两车价格相差12万块钱，5年算下来，两车的使用成本可以相差18万多，在这种情况下，使用电动汽车是更节省的，而且未来电动汽车的成本还会进一步下降。
除了电池使用频率的提升带来电池使用成本下降之外，电池的梯次利用也是有效降低使用成本的路径。电动汽车的电池在消耗到只有80%容量的时候就要退役了，这些电池还可以用在其它的地方，首先是梯次储能，比如说太阳能、风能需要储能，比如说调峰调频的时候，这都是一个很大的用途。这个地方大概可以有50%左右的电量能使用。还有通讯基站的备用电源UPS。今年UPS的定价，国家给它的定价是只要你的成本跟铅酸一样，我就用你。铅酸电池的价格大概是锂电的1/2。等于锂电池用到只有80%的能量密度了，退役之后还有50%的保值率。
围绕着动力电池价值链的挖掘，关键是动力电池的归属到底是谁的，现在是车厂有义务要回收，我去拜访过深巴，我说你的电池退下来是谁的？他说跟比亚迪有维保协议，所以它的电池全部是比亚迪的，比亚迪可以以一块钱拿回去，所以比亚迪就可以回收到很多的电池。但是别的电池不一定都会回收到车厂里面。将来网约车、共享汽车公司、换电公司都有可能拿到电池，可以发挥很大的电池的使用价值。
我们公司现在是全球最大的锂离子电池材料公司，我们还会继续推动技术的进步，比如说正极向高镍三元方向进步，负极从人造石墨向硅碳逐步过渡，我们努力推进能量密度的提升，我们也做了大量的梯次和备用电源的实验，主要是用户侧的，包括工商用户、工业用户，我们也试图把这个闭环完全打通。
我们的思路就是以材料体系的技术进步为已任，践行商业模式的创新，致力于成为新能源产业革命的重要参与者和核心力量。
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