动力电池等技术持续创新,助力新能源汽车加速普及
动力电池一直是电动化的核心技术高地。中国在新能源汽车领域一直处于全球领先地位,其中一个重要原因就是电池技术和产业发展同样领先,目前,中国在全球动力电池市场中占据主导地位,宁德时代(CATL)、比亚迪(BYD)等电池制造商不仅满足了国内需求,还在积极拓展国际市场。
标普全球汽车数据预测,到2025年,中国动力电池需求将达到871GWh,欧洲的电池需求量将达到350GWh,北美地区动力电池需求会达到210GWh。标普全球汽车供应链与汽车技术研究团队高级分析师高晗(HanGao)分析,在政策法规不出现重大调整的条件下,未来,全球动力电池市场将呈现中国主导、欧美持续发展、日本和韩国保持稳定的格局。随着技术进步和生产成本降低,动力电池市场渗透率将进一步提高。
高晗进一步分析称,目前,欧洲本土电池生产仍不能满足全部需求,超过50%的需求仍需通过从中日韩三国进口,尽管欧洲有大量新动力电池产能布局,但预计到2030年前,部分动力电池仍需通过进口满足。北美市场动力电池供应主要由韩国电池企业和北美车企通过结盟形式供应,预计韩国供应商在北美市场占有率将接近60%。
从动力电池技术变革层面来看,锂离子电池技术过去几十年中迅速发展,对交通行业电气化转型至关重要,但仍有能量密度、充电速度、成本、循环寿命等问题有待解决,这为“新玩家”提供了机会,新技术新材料也纷纷涌现,技术创新正在推动电池性能进一步提升。
固态电池被视为“潜力股”,具有较高理论能量密度和高安全性,是最具前景的下一代电池技术。目前,各国均在积极布局以期抢占先机。多家企业和研究机构正在积极研发固态电池,预计未来几年内会有更多商业化应用。高晗预计,从2027年开始,固态电池将逐步产业化,到2030年固态电池市占率将达到1.3%,到2035年全球总需求量约200GWh。
据了解,中、日、美、欧等国家和地区都在加速固态电池的研发布局。中国2020年起首次将固态电池列入行业重点发展对象并提出加快研发和产业化进程,2023年进一步提出加强固态电池标准体系研究;日本计划到2030年实现全固态电池量产;美国计划到2030年实现固态电池和锂金属电池规模化量产;欧盟已批准向参与电池项目的7个成员国提供32亿欧元援助,支持电池技术研究和项目创新。
当前,钠离子电池还处于商业化早期,钠作为主要材料,成本相对较低,相比锂离子电池,钠离子电池在资源可持续性和成本控制方面具有显著优势。高晗表示,尽管钠离子电池能量密度相对较低,但在大规模储能系统和低成本电动汽车应用中具有广阔前景。宁德时代,孚能等电池企业已发布了钠离子电池产品并装车,并计划在未来几年实现大规模生产,有望成为锂离子电池的有益补充。
硅基负极材料则是“材料创新”的典型,有望替代传统石墨负极,显著提高电池能量密度。另外,随着电动汽车的普及,快充需求变得越来越重要。新型电池材料和电解液的开发使得电池可以在更短的时间内充电,同时保持较长的循环寿命。
另一方面,动力电池的可持续发展和脱碳,是实现全球绿色能源转型和应对气候变化的重要环节。根据标普全球汽车的研究,动力电池生产过程中产生的碳排放将在纯电动车生命周期碳排放中占有较大份额,如果不采取积极策略进行动力电池产业脱碳,2030年全球动力电池生产过程总碳排放将达到约2.5亿吨,通过部分企业的减碳措施,该数值有望减少30%。
高晗介绍,电池生产过程中可使用可再生能源,如太阳能、风能和水力发电,替代传统化石燃料能源。优化供应链管理,选择环保材料和供应商,也能减少原材料开采和运输过程中的碳排放。建立完善的电池回收和再利用体系,通过回收废旧电池中的有价值材料,可减少对新材料的需求和开采。通过改进生产工艺和设备,使用先进的干法涂布制造技术和智能制造系统,来提高能源利用效率,减少能源消耗。此外,还可应用碳捕捉与储存技术,减少生产过程中的二氧化碳排放。
总体来看,当前全球新能源汽车发展趋势良好,市场渗透率在加速扩大,技术创新需要与政策法规齐头并进,动力电池作为其核心技术之一,正经历着深刻的变革,相关产业链企业正加强研发,提升产品性能和成本效益,共同应对市场挑战,以实现可持续发展。
|