为什么国内锂离子电池企业多而不强?锂离子电池业后劲不足该怎么办?
新能源汽车被业界视为汽车行业发展趋势,锂离子电池产业属于整个新能源汽车产业链的上游,对新能源汽车的发展至关重要。然而,一直以来,锂离子电池产业领域存在多头研发的局面,这造成了国内锂离子电池企业多而不强的情况。
中投顾问新能源行业研究员沈宏文认为,要实现动力电池大功率放电、较长的循环寿命等要求,那么对锂电池材料的要求就更严格。实际上,如果从整条动力电池的产业链上看,生产电池材料的利润要远高于电池组装生产。“现在做材料毛利率都还不错。电池比原材料还要竞争激烈一些。”
目前国内对磷酸铁锂的投资热情较高。赛迪顾问投资部副总经理吴辉表示,现在很多小企业也开始做磷酸铁锂,一年产能就500吨,“现在这个行业不是很成熟,很多企业都想进入这个行业,它肯定会淘汰一批的,但大家都看好这个机会。”
针对企业争先恐后逐鹿锂离子产业的局面,深圳一家锂离子电池生产商表示:“做锂离子产业不仅需要资金,更需要技术。技术和成本是直接门槛。”他认为,锂离子电池要大规模应用,首先需要解决锂电池的容量、续航能力等问题,“从目前来看,技术上要完全成熟至少需要5年到8年的时间。目前很多进入锂离子行业的企业必须熬过这一段过渡期,在这期间资本不够雄厚的就会被淘汰出局”。
中科院物理所研究员黄学杰认为,中国的锂离子电池产业链目前在一些重要环节上还存在短板。“在车用电池关键材料上,安全型电池隔膜和电解质锂盐还主要依赖于进口。”黄学杰说,“要完善产业链,同时还应考虑高性能电极材料技术、先进工艺装备技术以及电池回收技术等。”
电动车行业始终被寄予厚望,而此前比亚迪销售副总裁王建均表示,国内在电动车充电方面的产品研发、配套设施方面建设近年来一直落后,充电站规模太小,根本无法满足电动车需求。“这也是电动汽车的市场发展缓慢的原因之一。”
赛迪顾问投资部副总经理吴辉认为,如果新能源汽车迟迟不能产业化,对锂电池企业来说风险还是比较大的。因此,大多数企业都不敢单独大规模向动力电池领域投资,而仅在低水平领域互相杀价。总之,没有新能源汽车的拉动,动力电池的愿景就是不完美的。
近日,记者从工信部获悉,业界期盼的《节能与新能源汽车发展规划》(下简称《规划》)已经报送国务院,进入最后审批程序,将于年底前出台。
根据该《规划》,在未来十年,我国将投入1000亿元支持新能源汽车产业发展。到2015年,中国将达到50万辆电动汽车的保有量,届时将需要1250万千瓦的锂电池,对于电动汽车核心零部件的锂电池来说,无疑迎来了新的市场机遇。
或许作为这一利好的回应,8~9月报价平稳的电池级碳酸锂价格又再次上涨。10月初,记者从多家上市公司获得证实,近期国内锂电池上游材料价格出现不同程度上涨。而在资本市场,大量资金正在涌入锂电池产业。从外资来中国设厂到中资出国收购矿山,对锂电池的“掘金”已经展开。
中资收购国外矿山
自2009年初,国家将新能源汽车定位为战略性新兴产业后,政策利好的前景使锂电池产业在尚未成熟之时,已吸引数百家企业染指,锂电池工厂如雨后春笋般在全国“遍地开花”。目前,国内从事锂电池的公司由前年150家激增到600多家。
杉杉集团董事局主席郑永刚非常看好锂电池,“如能借助新能源汽车政策的全面启动,锂电池产业将呈现几何级的增长。”目前,杉杉是世界最大的锂电池综合材料供应商。在此之前,郑永刚把锂电池行业看做是从传统的服装、纺织向科技公司转型的重要路径,从1999年就开始涉足锂电池,并收购了国内惟一的碳素研究所,而当时国内还鲜有企业涉足这类业务。到2010年上半年,在杉杉股份主营业务收入构成中,服装业务占49.44%,锂电业务占48.77%,而净利润构成则是纺织服装业务占25.13%,锂电池业务占到了66.90%。
近期,杉杉集团收购了澳大利亚Heron Resources Limited矿产公司部分股权,与之成立了镍钴矿项目的合资公司;并与上海航天电源技术研究所共同组建宁波航天杉杉电动汽车技术发展有限公司,控股94%。至此完成了从上游矿山、中游锂电池到电动汽车终端的全产业布局。
但是真正有投资价值的企业并不多,也引发多家上市公司炒作锂电概念。中国电池工业协会副秘书长曹国庆向记者透露,目前国内做锂电池的厂家表面上有数百家,可真正具备整套动力电池生产能力的只有20~30家。
“浑水摸鱼者居多。”一家锂电池生产商向记者反映,锂电池行业上游门槛高,下游门槛低,有实力的去做上游,小资本去做下游。但很多企业并非是看好其前景去做的,而是炒作概念圈钱,以此从政府手中骗土地和贷款。“做锂电池不仅需要资金,更需要技术,杉杉集团的锂电池研究了十几年才有所突破和成绩,现在大多国内的公司都无技术可言,只是简单的拼装。”
外资来中国设厂
就在杉杉集团收购国外矿山的同时,外资纷纷涌进中国开设工厂,分食锂电池产业“蛋糕”。澳大利亚银河资源公司近日宣布,将投入1.34亿澳元在江苏张家港市建设一家中国最大的碳酸锂工厂,预计今年底开始调试,明年年产1.7万吨含量99.5%以上的电池级碳酸锂。
银河资源执行董事谢感恩对记者表示,即将出台的《规划》让他十分看好中国市场,“此前,银河资源主要运营的是上游的锂矿项目,但中国市场潜力巨大,而且碳酸锂行业是越做下游越有空间,因此我们以后将会向下游产业链延伸。”今年一系列“血铅”事件的出现,让传统的铅蓄电池行业面临大范围整改,也为锂电池带来更多机会。据悉,银河资源的工厂尚未开始生产,就已经落实了承销协议。这其中包括日本三菱集团代理的5000吨/年,也包括中国13家主要电池材料商的1.2万吨/年。
紧随其后的是日本锂电池生产商松下公司。该公司计划把日本的8家锂电池工厂压缩到4家,把产能转移到中国,明年投资7.2亿美元在苏州建设新的锂电池工厂,并用3~4年时间将在华生产比例从目前的10%~20%提升至50%。美国威能公司也开始在中国布局,现已在苏州成立了两家公司,只生产电池成品,且其产品基本是用于对国外高端客户的出口。
过渡期漫长
目前,中国电动汽车市场还没有真正启动,究其原因是由多方面问题造成的。
一、技术和成本是直接的门槛。目前锂电池之所以未能广泛应用于电动汽车,原因是容量、续航能力都存在问题。专家认为,技术上要完全成熟至少需要5~8年的时间。
二、锂电池成本太高。目前电动汽车发动机比传统的内燃机成本高出1.5万欧元,在未来几年,电池成本的下降速度决定了电动汽车市场的发展速度。近日,日本新能源产业技术开发机构(NEDO)发布预测,2015年日本的车载锂电池成本将下降到3万日元/kWh(约2502人民币/kWh),只有目前价格的三分之一。而中国科学院物理研究所研究员黄学杰在某行业论坛上表示,目前我国锂电池成本几近5000元人民币/kWh,2015年的目标是达到3000元人民币/kWh,即使达到这一价格,与日本还存在一定差距。
三、需要政府在政策规定和研发补贴两个方面出手相助。比如,规定在大城市的中心区域只能行驶电动车,对企业在锂电池方面的研发费用给予支持。锂电池属于高成长行业,生产线需要经常变动,没有一定的资金、规模和科技实力的公司是难以立足的。短期内若无国家的倾斜扶持,无法培养一些具有国际竞争力的重点企业。目前国家财政的补贴资金铺的面太广,由于资金投入分散,锂电池厂家受益很少。
四、相关产业的联动是否顺利。现在,汽车公司力推换电池的续航模式,而电网则力推充电为主的模式,标准之争日益激烈,造成国内在电动汽车充电方面的产品研发、配套设施建设滞后,充电站规模太小,根本无法满足需求。目前我国多数一线城市没有建充电站,而一些建好的充电站也因国家标准迟迟未出的原因,陷于争议之中,多数处于闲置状态。
中国电动汽车市场要真正启动,必须解决这些问题。郑永刚认为,至少需要5年以上的时间,进入锂电行业的企业必须熬过这一段过渡期,这期间资本不够雄厚就会被淘汰出局。
核心技术是瓶颈
电池是新能源汽车产业链中最重要的一环,中国不掌握制造锂电池的核心技术。中国的新能源汽车产业无法发展。
记者从中国电池工业协会获知,目前锂电池的生产可拆分为五个部分,分别是隔膜、电解液、正极材料、负极材料,以及铜箔、铝箔、添加液等附属配件。隔膜、电解液、正极材料、负极材料这四个部分总共占到锂电池成本的85%。曹国庆表示,锂电池价格的居高不下,很大程度上是该行业还没有形成产业化。附属配件、负极材料目前国内企业已经实现批量生产,拥有自主知识产权。但是占电池成本约70%的电解液、隔膜与正极材料依然依靠进口,特别是在高端市场尤其突出。
隔膜是锂电材料中技术含量最高的材料,隔膜的性能优劣,直接影响电池的容量、循环及安全性能。国内只有三家公司星源科技、金辉高科、格瑞恩可以做,像比亚迪、力神等知名企业依然依靠进口。曹国庆认为,目前隔膜材料市场前景看似很好,但是在国际上拥有发言权的基本上只有日本、韩国、美国以及英国几家跨国公司,这些企业垄断全球市场。目前在国内生产的磷酸铁锂电池,其材料的三大核心技术专利掌握在加拿大Phostech公司和美国威能公司手中。
锂动力电池产业化的瓶颈在于其技术性能和安全性,而高端电池材料则是锂动力电池性能的决定因素。常熟合众环保能源技术研究所所长沙永康表示,目前锂电池的核心技术基本上处于卖方市场,核心的东西是买不来的。“电解液号称锂电池的‘血液’,而六氟磷酸锂是生产电解液的最主要原材料,其占电解液成本的50%左右,生产技术难度非常高。目前全球范围内只有中国、日本实现了六氟磷酸锂产业化。可是我国主要依赖进口,核心技术主要由几家日本企业垄断。国内只有金光高科有限公司、天津化工设计研究院、天津金牛等少数企业能生产,但产能较少,品质与国外也存在很大差距。” 沙永康透露,“目前,国产隔离膜相比国外优秀隔离膜的主要区别在国产的一致性差,使用国产隔离膜会导致电池质量不稳定。”
产业布局呈转移和融合
随着竞争的加剧,我国锂电池产业的转移和融合的趋势也渐趋明显。
未来,我国锂电池产业空间将演变产业梯度转移趋势。上游的锂电池材料产业更多的集中在东部地区,高端锂电池材料“门槛”较高,北京、江苏、上海等智力密集型东部区域将继续保持垄断地位,由于内地劳动力成本相对较低,电芯组装等劳动密集型环节将逐步由沿海向中西部地区转移。
2010年,中国锂电池市场规模达到276.1亿元,较2009年增长37.9%。从产量上来看,2010年中国锂电池产量达到36.7亿块,同比增长33.9%。
从2010年中国锂电池产值分布可以看出,锂电池产业主要集中分布在珠三角、长三角和京津唐地区。同时,由于锂电池的产业链向上游延伸到了锂矿资源,因此江西宜春、四川阿坝、青海和西藏等锂矿资源丰富的地区,具备了发展锂电池产业得天独厚的条件,这些地区纷纷提出了适合于自身条件的锂电池产业发展思路。
锂离子动力电池成为升级方向,产业将向传统汽车城市汇集。产业链各方多采取合资合作的方式,其中最典型的模式为“汽车整车厂+锂电池厂商”和“汽车零部件厂商+锂电池厂商”。北京、长春、天津、上海、合肥、广东等汽车城市将成为未来锂离子动力电池产业重点布局的城市。
太阳能薄膜电池是在玻璃、不锈钢等物质表面附上几微米厚的感光材料制成,尽管在上世纪70年代已经研制出台,但由于光电转换效率低、晶体硅电池价格低的原因,一直未能获得大规模推广的条件。但是随着不久前,美国第一太阳能公司计划在内蒙古鄂尔多斯市建造全球最大的光伏发电厂,并采用薄膜电池技术,业内开始重新审视这条技术线路。
较之晶硅电池,薄膜电池有其巨大的竞争优势。在国家光伏产品质量监督检验中心副主任施成营看来,薄膜电池有温度系数小和弱光发电性能好两大优点。据他介绍,温度每升高1摄氏度,晶体硅电池的发电效率将降低0.5%,而薄膜电池基本不受高温影响;由于弱光发电性能好,薄膜电池可在早晨、下午或阴天等光线较弱的时候进行发电。薄膜电池按照材料分类可分为微晶薄膜电池、化合物薄膜电池和有机薄膜电池。目前在薄膜电池里,主流还是硅晶薄膜电池和碲化镉电池。
据一位来自欧瑞康太阳能公司的代表介绍,从消耗能量和化学材料等方面进行综合分析,薄膜电池生产技术具有耗能耗材极少的明显优势。据测算,在我国中等光照条件的地区,安装一个1兆瓦的太阳能光伏发电系统,年发电量约为120万千瓦时;而1MW的晶硅电池,在生产过程中耗电300万千瓦时以上,也就是说,需要3年的时间,方可平衡其自身的耗电量。而薄膜电池在制作过程中耗能较小,电池投入发电后,一年半的电量就可以弥补制作时消耗的能量。同时,由于生产工艺十分简单,既不需要复杂的设备,也不需要把晶体硅提纯到很高的纯度,且只需要在200摄氏度下就能沉淀到玻璃、不锈钢、塑料膜和陶瓷等衬底材料上,因此极少耗用化学材料和产生有毒副产品,更适合大规模的工业化生产,生产过程较之晶体硅电池而言更加清洁环保,符合节能环保趋势。
一组数据可以说明近几年薄膜电池发展快于硅基电池:2006年,薄膜太阳能电池市场占有率为8.2%,2007年达到了12%,2008年更是提高到了15%以上,而今年仍然保持高增长的态势。
“市场上对非晶硅电池仍然存在认识的误区。”招商证券在一份研报中指出,“主观上认为转换效率越高就越能体现企业的竞争力,但实际情况是转换效率的高低实际上是相对而言的,关键还在于产品的性价比,即使转换效率很高,但制造成本同样较高的情况下,较高转换效率的产品一样没有市场。”
光伏建筑一体化或成突破口
欧瑞康太阳能公司的代表认为,目前看来,非晶硅薄膜电池要想获得快速发展,要想方设法降低生产成本,这就需要做到以下几点:第一,提高组件本身的转换效率;第二,提高设备的产能;第三,原材料在非晶硅组件的生产里面占很大一部分成本,所以提高原材料的利用率也可很好地降低成本;最后,加强供应链的管理、完善本土的售后服务、降低厂房配套设施中的投资、实现设备的全自动化等等也是降低成本的有效对策。
该人士透露:“薄膜电池有3个主要技术流派:一个就是非晶硅,一个是铜铟镓硒,一个是碲化镉。非晶硅的优点非常明显,就是它的沉积温度比较低,因此它对工艺和技术的要求都不是很高。但是由于沉积温度比较低,所形成晶体的质量不会很好,所以其发电效率不会很高。第二是铜铟镓硒技术,这个技术曾经是在国际上最被看好的技术,但铜铟镓硒目前仍存在技术不成熟、装备水平低等问题,所以可能需要更多的技术团队对其进行关注。第三种就是碲化镉技术。目前看来,这是商业上最成功的技术,做得最好的公司是美国第一太阳能,据了解,今年到目前为止其出货量已达1.7GW,今年有望突破2GW。美国第一太阳能公司预测,今年碲化镉电池转换率能做到12.5%,明年预计到13.5%,2014年的目标是16.3%。”
业内人士认为,随着我国光伏建筑一体化(BIPV)的推广,薄膜电池的春天有望真正来临。据了解,BIPV是将光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表来提供电力,而玻璃幕墙是目前主要的应用领域。薄膜电池具有质量轻、透光性较好、柔韧性好、易于与建筑材料集成的特点,在建筑一体化领域具有显着的应用优势。BIPV可以有效利用建筑物幕墙,不占用额外的地面空间,节省土地资源。同时,BIPV就地发电,就地使用,节约电网投资并减少输电、分电的损耗。这些优势使得BIPV系统成为光伏发电的重要潜在市场。中国在2009年就出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》,对城市建筑一体化应用和农村以及偏远地区建筑光电利用给予财政补贴。未来随着建筑节能的推广和用户发电上网以及补贴政策的出台,BIPV和薄膜电池将迎来发展高速发展时期。
据了解,在薄膜电池方面,美国第一太阳能公司一枝独秀,成本已经降至每瓦0.76美元,产能在2010年就达到1.4GW。由于该技术工艺和设备要求复杂,国际上尚未形成标准生产工艺和技术垄断企业,中国企业有望通过自主创新、引进设备或与国外设备企业合作等形式加快产业化。“只要有无锡尚德、英利这样有实力的大企业进入,振兴我国薄膜电池行业并非难事。”一位国有发电集团人士表示。