電化學儲能技術(shù)路徑五花八門,但最主要的有三種:鋰電池、釩電池和鈉離子電池,其中鋰電池又主要包括三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。一紙令下,如同“判決書”。業(yè)內(nèi)人士驚呼:在儲能電站領(lǐng)域,基本判處了三元鋰電池和鈉硫電池“死刑”。
政策的余波很快由儲能電站領(lǐng)域波及到整個電化學儲能領(lǐng)域?!墩髑笠庖姼濉钒l(fā)布后,有業(yè)內(nèi)人士聲稱,三元鋰電池的寒冬已然來臨,磷酸鐵鋰電池定會形成碾壓般的態(tài)勢,成為主流。因為如此,將《征求意見稿》解讀為保護主義的說法在業(yè)內(nèi)不絕于耳。
磷酸鐵鋰VS三元鋰
在當前的電化學儲能市場里,鋰電池占據(jù)了80%以上的份額,而在新能源汽車領(lǐng)域占有的市場份額更高。
在具體的市場分布上,三元鋰電池多被國外所采用,磷酸鐵鋰電池則在國內(nèi)應用較廣。因此,《征求意見稿》一經(jīng)發(fā)布,被解讀為“保護國內(nèi)的磷酸鐵鋰市場”的說法也不難理解。
實際上,在《征求意見稿》發(fā)布之前,磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池已經(jīng)歷了一番龍爭虎斗,勝負仿佛也有了定局。
三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池同屬鋰電池,從材料上說,兩者負極材料相同,主要區(qū)別在于所使用的正極材料——前者使用三元(鎳鈷錳等)復合材料,后者為磷酸鐵鋰。
兩者的區(qū)別還體現(xiàn)在能量密度上。相對而言,三元鋰電池的能量密度高,磷酸鐵鋰電池稍遜之。相同的質(zhì)量,三元鋰電池能比磷酸鐵鋰電池高出近一倍的能量密度。
當前,人們對新能源汽車的一大詬病就是續(xù)航能力不行,而能量密度與續(xù)航能力成正比。正因為如此,特斯拉在挑選了幾百種電池材料后,最終鎖定了三元鋰電池。其早期推出的MODEL S因為搭載了三元鋰電池,將續(xù)航里程提升到高達486 千米,這個成績讓人眼前一亮的同時,也奠定了特斯拉在新能源汽車的頭部地位。
特斯拉的成功,讓三元鋰電池在國外新能源汽車領(lǐng)域得以迅速推廣,成為了眾多車企眼中的“白月光”。之前,我國新能源汽車普遍使用磷酸鐵鋰離子電池,但見三元鋰離子電池在海外市場上越來越受重視,也紛紛選用三元鋰電池。
三元鋰電池雖然能量密度大,但是在安全性上卻遠遠不如磷酸鐵鋰電池。從全球看,跟電化學儲能相關(guān)的火災事故頻發(fā),其中涉及三元鋰電池的事故較多,即使是技術(shù)領(lǐng)先的特斯拉,“自燃”事故也屢屢發(fā)生,三元鋰電池的安全性問題成為“死結(jié)”,而這也是《征求意見稿》將三元鋰電“除名”的最重要原因。
除了安全性,相對三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池還具有穩(wěn)定性高、價格便宜、運用時間久、技術(shù)較為成熟等優(yōu)點。
另外,相比于磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池還需要鎳和鈷兩種稀有元素。而這兩種元素的高產(chǎn)量礦區(qū)均在國外,無論在價格還是在供需上,難免會有“卡脖子”的風險。
在上述種種原因下,目前國內(nèi)越來越多的新能源汽車廠商和鋰電池生產(chǎn)廠商更傾向于選擇磷酸鐵鋰電池。
這一傾向從當前的裝機量上也能看出。數(shù)據(jù)顯示,2021年國內(nèi)動力電池裝機量159.6GWh,其中磷酸鐵鋰電池裝機量81.69GWh,市場占比51.2%,同比增幅251.7%,是三元鋰電池增速的4倍。2022年1—5月,磷酸鐵鋰電池累計裝車量49.0GWh,占比58.9%,占比優(yōu)勢持續(xù)擴大。
通過國內(nèi)動力電池的市場變遷來看,磷酸鐵鋰電池占優(yōu)無關(guān)政策,更多的是市場的選擇,《征求意見稿》是在保護國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池市場的解讀是站不住腳的。不過有一定是肯定的,《征求意見稿》落地后磷酸鐵鋰電池的市場優(yōu)勢會進一步擴大。
釩電池是終結(jié)者嗎?
在《征求意見稿》中,除了規(guī)定中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池外,還對其他鋰電池(主要是磷酸鐵鋰)增加了防護措施。這條規(guī)定的存在,讓釩電池重新進入大眾視角。
釩電池全稱全釩氧化還原液流電池,是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流液態(tài)的氧化還原電池,具有壽命長、規(guī)模大、環(huán)保、超長循環(huán)次數(shù)、安全可靠等優(yōu)勢。
對國內(nèi)的電池生產(chǎn)廠商而言,釩電池較鋰電池還有個優(yōu)勢。因為無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,都離不開重要元素——鋰。公開資料顯示,全球鋰資源主要分布在南美洲、澳大利亞和中國。中國儲量雖大,但品位低,開采利用條件差,多依賴進口。
釩電池就不同了。中國是釩資源大國,儲量居世界首位,截至2021 年,國內(nèi)的釩礦儲量占比全球高達40%左右。根據(jù)國土資源2013年數(shù)據(jù)顯示,僅攀枝花的釩資源儲量就達到1800億噸以上,居國內(nèi)第一,不存在對外依賴的情況。
因此,《征求意見稿》一發(fā)布,就被解讀為國家能源局意在大力發(fā)展釩電池、避免國內(nèi)電化學儲能市場被國外“卡脖子”。
然而,通讀整個《整個意見稿》,沒有一處涉及到“加快釩電池技術(shù)發(fā)展”或“加大釩電池在儲能領(lǐng)域應用”等類似的字樣。
另外,有調(diào)查顯示,釩電池的概念最早源自國外,相關(guān)技術(shù)及專利也多掌握在日本、加拿大等國的釩電池生產(chǎn)商手中,并對中國企業(yè)實施技術(shù)封鎖。而且,目前我國生產(chǎn)釩電池的公司數(shù)量不多,釩電池滲透率僅為1%左右,還面臨原材料發(fā)展速度相對落后、部分原材料尚需進口、相應的規(guī)?;a(chǎn)成本高等問題,因此說釩電池能形成與鋰電池抗衡的局面,還言之過早。
最重要的一點,在流行“跨界”的當今,同行也許不是最大的競爭對手,就如同打敗聯(lián)通的不是移動,而是微信一樣,未來電池領(lǐng)域的王者或許不是鋰電池、釩電池,也許是一個外來者,比如目前氫能的快速發(fā)展已經(jīng)隱約對電化學電池構(gòu)成了威脅。
至于最終誰將成為電池領(lǐng)域的終結(jié)者,目前還不能定論,要看技術(shù)的發(fā)展,要看性能的優(yōu)異,以及性價比的高低,而這些都不是國家能源局說了算的,其最關(guān)心產(chǎn)品是否安全,《征求意見稿》的核心也在于此。
原標題:三元鋰和鈉硫電池被“除名”,是“保護主義”還是安全為上?