电动汽车与储能市场的需求,为锂离子电池形成了一个崭新的市场空间。目前来看,一批有技术基础以及生产能力的企业在非常快速地成长,动力电池的技术进展也非常的神速。

2016年6月20-21日,青海省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、中国电动汽车百人会在青海西宁举办,“锂产业-新生态”国际高峰论坛。本届论坛是“第十七届中国▪青海绿色发展投资贸易洽谈会”的重要活动之一,体现了“开放合作▪绿色发展”的主题。新浪汽车对本届论坛进行了全程直播报道。

本届论坛分为高峰论坛和圆桌会议两部分。高峰论坛的主题为“构建可持续发展的锂产业新生态“,将围绕国际上关注的行业创新链、产业链合作进行深入交流,探讨政策、合作及如何构建可持续发展的锂产业新生态。

宁德时代新能源科技股份有限公司副总裁 黄世霖

宁德时代新能源科技股份有限公司副总裁 黄世霖

以下为宁德时代新能源科技股份有限公司副总裁黄世霖的发言实录:

黄世霖:各位朋友,各位领导,下午好!我是来自青海本地企业,青海时代新能源科技有限公司的黄世霖。青海时代新能源科技有限公司是宁德时代新能源科技有限公司的全资子公司。我今天演讲的题目是,“大力推广锂离子电池在各个领域的广泛应用”,介绍我们如何利用青海丰富的资源,把这些资源变成高品质的电池材料,再把这些电池材料变成好的动力电池和电池系统,来助力打造青海千亿级锂产业链。

众所周知,锂离子电池新的市场需求正在非常快速地形成。锂离子电池目前分为三大块。第一块是消费类电子产品。现在大家在移动设备上面,智能手机、笔记本电脑上绝大多数已经用锂离子电池了,这个市场容量基本上可以以百亿作为单位来计算的。第二块是现在方兴未艾的电动汽车需求,不管是纯电动汽车还是插电式混合动力汽车,目前的需求已经逐渐形成。第三块,提醒同仁们注意的就是,将来锂电用在储能领域。它的市场容量将比电动汽车还广阔,甚至可以用万亿的这样一个产值来衡量它的市场。

电动汽车与储能市场的需求,为锂离子电池形成了一个崭新的市场空间。目前来看,一批有技术基础以及生产能力的企业在非常快速地成长,动力电池的技术进展也非常的神速。

从目前来看,电动汽车以及储能应用的要求需要安全、高能量密度、长寿命、低成本,而且具有相当的成熟技术的产品实现产业化,以匹配这两个行业快速的发展。现在来看,锂离子动力电池是目前最优的一个选择。广阔的市场需求也正在吸引非常多的研发和制造的投入到这个行业里面来,促进了锂离子电池技术突飞猛进的发展,所以这个行业最近发展非常快。

简单介绍一下CATL,我们是专注于做动力电池和储能电池盒系统集成的服务,具备从电池材料、电芯模组到系统集成的研发、设计、量产,以及电池回收的能力,提供全产业链的解决方案。目前,整个CATL定位为高端的产品生产,是很多新能源乘用车以及大巴电池系统的战略供应商。我们立志做世界一流的电池供应商,为我们的客户提供电池解决方案。

谈到动力电池,其实在技术上面是非常的重要。动力电池追求五个方面的性能,安全是摆在第一位的,另外两个追求,一个是能量密度,一个是功率密度,然后很重要的就是使用寿命。我们的动力电池在市场上面都是保用8年。在将来的储能上面希望我们的动力电池可以用上20年。最后一个是成本。五个方面要平衡的发展,需要更大的一个系统来保障这五个方面得到均衡的发展。比如电化学的设备、工艺、质量、供应链、材料、热管理、测试验证等,这些东西都缺一不可。如果不能在这些方面全面得到保障和具备先进性的话,就很难保证动力电池核心的五个方面的性能,所以动力电池的研发和生产是一个技术密集型和资金密集型需要巨大投入的行业。

时代新能源在产品路线上已经非常清晰。在储能、动力电池系统里面,选择磷酸铁锂体系,在商用客车的动力电池系统里面,也选择磷酸铁锂体系,因为它是相对比较安全的,同时可以满足这两个方面的需求。在乘用车动力电池系统里面,包括纯电动、插电式混合动力,现在的微混系统,选择三元材料的体系来开拓产品。

这是我们在“十三五”期间动力电池发展技术路线。为什么把它摆在这里呢?就是希望大家能够了解锂动力电芯的技术进步,一定可以在“十三五”期间满足到绝大部分的市场运行要求。大概分为三大块。

一块是纯电动的需求。国家“十二五”末的要求,一个是180瓦时/公斤,插电式125瓦时/公斤,这两个从承接国家“十二五”科技创新项目的时候,已经顺利实现量产。经过后面五年的努力,到2020年,中国动力电池的产品在保证原有的五个性能要求下,能量密度达到300瓦时/公斤到350瓦时/公斤的目标,而且实现量产。另外,将来会有很大的应用方面,就是实现快充用动力电池。这方面我们的目标是做到10分钟就可以把电池充满,10—15分钟,就是具备4C的充电能力。

还有一块,将来量也非常大的,就是关于12伏或者48伏的起停电池,用于微混应用的。这些技术实现的话,就可以涵盖到未来我国电动汽车和储能应用方方面面的需求,包括成本、寿命,还有性能。   刚才前面有很多领导已经谈了,目前来看,为了改善环境,保障能源的发展,会出现两个非常重要的趋势。一个在能源产生端,就是发电端,清洁能源的比例一定会开始越来越多、越来越大,包括核电、光伏、风能、生物能这样会多起来。另外一个,在能源消耗端,可以看得到,化石能源这样的设备会逐渐的电气化,会被用电设备代替,电动汽车就是一个非常典型的例子,用油改为用电。这两个趋势一旦形成以后,储能将会在当中扮演非常核心的作用。锂电目前作为广义上储能的手段,具备非常好的优势,也是市场的最佳选择。因为这个规模化的产业链逐渐在形成,它是直接纯电的,所以效率比较高。同时,超长使用寿命的技术,现在来看很快就会成熟。因为我们现在在追求,单体电芯可以做到15000次循环,就是说它的使用寿命用到20年是绰绰有余的,它的响应速度和对环境的适用性都比其他的要优胜,所以储能技术以及装备在未来世界上具有非常广阔的市场。

所以从储能上面来看,从发电、输电到配电、到用电,基本上每一个环节都可以用得到。未来在节能减排、节能降耗,在清洁能源比重不断提高的情况下,只要有用电的地方,理论上都是可以用到储能。

重点介绍一下,如果将一个储能的体系来讲分四大部分。一是能量储存单元,这个有很多电池各种各样的东西;另一个是能量转换,就是把直流电、交流电变来变去的东西;还有一个是能量接入,如变压器、开关柜这些;最重要还有一个能量管理,将来的智能电网、智慧城市以及选择各种各样能量的有效管理非常的重要。这些技术都走向成熟。如果要在青海打造千万锂产业链的话,要在原材料、电芯,再把整个下游产业链链接起来,在青海打造千亿的甚至更高的锂电产业链来讲不会是一个神话。

储能业务一个非常关键的因素,是产品的可靠性以及它的使用寿命。基本上未来的智能化运行要做到免维护,智能化运行20年的使用寿命,同时要进行规模化、标准化的生产,来降低成本。最最重要的一条,就是梯次利用的产业要形成。因为如果咱们的动力电池能够做到20年使命寿命的话,在电动汽车上面用到8年甚至10年以后,这个电池是可以完全用很低的成本回收,用到电网的储能上。这对我们提出一些非常重要的要求,就是在电芯设计的时候,要有足够长的寿命、足够好的性能,在做成模组和电动汽车的时候,就要考虑未来的模组和电动汽车的电池包可以非常容易的应用到储能系统里面来。不要拆下什么东西,只要连起来就可以用了。储能用完以后再进行统一的回收成原材料,再去做电芯。这样就很有可能在青海形成一个非常完整的循环利用产业链,这个产业链一旦形成以后,在每一个环节都可以产生非常好的经济效益,所以是可以比较可持续发展的一个思路。

还有一个动机,大家现在非常非常重视锂电的成本。动力电池或者储能电池好像成本非常高,感觉经济效益不够。我在这里给大家简单地列一个概念。对储能系统来讲,应该怎么看它的成本。实际上我们现在要把很复杂的问题作为一个非常简单的看法来看。储能的目的是什么?存储电能。要算它的成本的话很简单,1度电存到这里来以后,再把这1度电还给你,到底花了多少钱,大家只要关心这个东西就可以了。至于这个系统的可靠性、安全性由厂家来做。2010年根据磷酸铁锂电池的价格、性能以及循环寿命、效率,包括整个变流器系统、管理系统等成本计算在内,1度电存到这里,再还给1度电,整体成本,1度电综合成本是2.87元,就意味着不是刚性需求的话,这个完全没有经济效益。经过这些年同仁的努力,2015年,我觉得是改变的一年,同样的锂电、同样的系统,1度电存进来以后,再还给1度电,花费的成本是7毛3,这是根据目前的情况来算的,实际上会更好一点。

7毛3,为什么是一个转折点呢?大家都知道,我国东部地区的峰谷电差价都是大过8毛钱的。假如晚上谷电存起来,白天峰期的时候放出去,峰谷电价都差过8毛。这样就意味着,如果仅仅拿来做削峰填谷的话,这套设备装进去以后,已经可以有非常低的正效益。如果按照现在的趋势继续发展下去,到2018年,同样存进1度电再放出来的时候,1度电综合存储成本将小于3毛。所以跟2010年相比存储成本只有1/10。

如果把这个电动汽车的电池用很低的成本拿来做梯次利用的话,将来储能系统的综合度电成本是非常低的,可以创造非常好的效益的。比如说电池循环寿命做的够好的话,一天做两个循环,电的差价都超过1块多钱,但是成本只要3毛钱,这样来讲,未来储能的经济效益是非常好的。

储能既然有这样好的市场前景,这几年我们在非常努力的做很多技术的储备。未来的储能有几种应用方式呢?简单的给大家举一些我们在做的示范项目。比如说,在青海省政府的支持下,我们在格尔木建了一个目前是全国最大的真正意义的光储电站。50兆瓦的光储,同时配15兆瓦、18兆瓦的储能系统。根据我们的计算,假如光伏电站在一些地区的弃光限发的比例达到20%的话,配上这样一个储能系统,它的效益是什么样子呢?1度的储能能力,一天可以捡回2.6度将要被弃掉和浪费掉的清洁能源。如果弃光限发率更高的话,能够捡回来的电会更多。所以这样一个动机是未来解决我们国家光伏和风力发电弃光、弃风的一个非常有效的手段。目前来看,我们在格尔木的这套光储电站已经并网。欢迎大家到去参观,同时去看它实际运行的数据。未来储能可能是解决我们国家垃圾电,把它变成一个稳定可靠的优质电量,同时可以解决弃光限发的问题。

另外一个应用,我们在青海西宁的锂电展馆里面也做了一个以储能为核心的智能电网在应用。光伏没有配风力发电,光伏配上常规电网,配一个储能就可以在不需要对这个电网进行任何改造的情况下,给电动汽车提供高功率充电。这样一套系统,可以实现分布式光伏发电的充分消纳,参与削峰填谷,替代现在经常备用的应急电源、备用电源,无须改造电网,可以对电动汽车进行大功率的充电。同时,这套系统可以实现在为电动汽车电池充电的时候,对电池同时实现一次检测。这样为未来我们国家电动汽车数量很大的情况下,确保动力电池的安全使用是非常非常重要的一个手段,因为你每次充电都相当于做一次检测。

这样的设计形式是可以直接把梯次利用的电池安装在一个系统里面,可以设计成固定式的,也可以设计成移动式的。我们在青海西宁的锂展馆,大家如果有空可以去看看,现在已经运行了。我们在福州也做了这样一套东西。

这个技术实际上还埋藏着另外一个未来的应用。有很多同事一直在谈V2G,就是电动汽车和电网的联动,实际如果中间没有这样一个存储单元的话,电动汽车的电要卖给电网是非常非常困难的。因为时间和需求的不对称。但是如果有这套东西以后,现在是给电动汽车充电,将来只要把它设计成双向的,电动汽车的电想卖给电网的时候,就可以先把它腾到这样一个储能的装置里面,电网调度的人员可以根据电网的需求从储能里面去调动这样的电力来用,这是非常重要的一个未来应用的东西。

大家实际上可以再展开去想一想,将来我们国家电动汽车应该是什么样的。现在大家很讨厌的一个是基础的充电设施不够,另外一个是充电时间还很长,所以将来应该电动汽车主流是会争取快速充电、集中充电这样一个方式。如果大家设想一下,15分钟就能充满电,可以跑300公里,如果在每一个加油站都配上这么一个东西的话,使用电动汽车跟使用传统的燃油车完全没有这样一个苦恼。所以我觉得这个是可以在青海生产的高端产品走向全国、走向全世界的一个新的概念。

时间的关系,后面的例子不再多谈了。基本上比如说像智能电网可以取消某一些地区的局部微网增容、扩容的需求,这都可以实现,同时也可以用于电动汽车;这是国家张北示范项目,用于调频调幅的;在海岛里面锂电都可以用起来,这个是移动式的;这个是商业楼宇里面,将来的酒店和商业楼宇底下一定要配充电桩的,这就要对电网进行改造、扩容,其实是没有必要的,像国贸大厦这样配上储能,电网都不需要改造的,而且用网上便宜的电给电动汽车充电,快速地充。像我们在工信部做的储能系统,都可以作为一个备用的。

简单的跟大家交流这些。谢谢大家!

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