欧洲动力电池产业,怎么有了底气向中国“宣战”?
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现在全世界新能源汽车产业的主战场,是中国车企围攻美国特斯拉,中国电池企业大战日韩。欧洲的众多老牌汽车强国,在这波新能源浪潮中集体沉沦,几乎毫无声浪。
为了自救自强,2016年,欧洲从特斯拉请来了前高管彼得·卡尔森和保罗·莫里茨,欧盟、两个瑞典自治市出钱,再拉来ABB、斯堪尼亚、西门子、巴斯夫、雷诺、大众集团、宝马集团、高盛等巨头共同投资,举全欧之力成立了“欧洲电池一哥”Northvolt。
2023年9月,以宝马取消20亿欧元订单为标志,前后投资超过100亿美元、经历了经历了亏损、订单取消、延产停产、裁员的“抗中先锋”Northvolt惨淡收场。
不过,靠一项技术,Northvolt在濒临倒闭之际拿到了德国政府9.02亿欧元的援助,起死回生。
这项技术就是钠离子电池。
2023年11月,Northvolt宣布推出世界先进的钠离子电池。据其宣称,电池的能量密度160Wh/kg,处于行业最佳水平,并且采用的是不用锂、镍、钴之类昂贵金属的普鲁士蓝化合物路线,有极大的降本潜力。
担任Northvolt CEO的卡尔森在采访中比较克制,只是说“加速能源转型”“实现全球可持续发展目标”。
而欧洲媒体的报道就直接得多,毫不讳言其目的是“摆脱对中国的依赖”。英国咨询公司Rho Motion指出,“在美国和欧盟,与中国脱钩并建立国内供应的压力越来越大,而钠离子电池在这种转型中可能具有强大的潜力。”
不过现实情况是,宁德时代早在2021年就在实验室里拿出了能量密度160Wh/kg的钠离子电池,现在已经装车;
去年12月,也就是Northvolt发布“PPT”方案1个月后,搭载着中国电池“新势力”中科海钠钠离子电池的江淮钇为“花仙子”车型正式发布;
同一时间,孚能科技与江铃集团合作的首款钠电池纯电A00级车型江铃易至EV3(青春版)下线。
相较之下,Northvolt首厂至今没能进入商业化量产阶段,刚刚因为资金问题,关掉了至今无法生产达标产品的正极材料产线,将过去偷偷从中国购买正极材料的渠道转正,原来雄心勃勃要在瑞典、德国和加拿大新建3座工厂的计划也没人再提。
显然,欧洲无论是产业基础还是市场条件,都不足以支持其独立打造完备的电池产业。想要摆脱中国新能源产业阴影,重回牌桌之上,还有很长的路要走。
不过话说回来,钠离子电池又有什么魔力,可以让欧洲产生靠着它翻盘的错觉?
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钠离子电池和新能源时代风头正盛的锂离子电池实际上是同门师兄弟。
1979年法国的Armand提出了“摇椅式电池”的概念后,钠很快就和锂一起,成为主要研究方向。
只不过由于产品特性差异,在90年代消费电子产业爆发中,锂离子电池迅速脱颖而出,进而顺势在近10年的新能源汽车浪潮中凭借成熟的产业体系再度成为行业首选,而钠离子电池则归于沉寂。
不过,正如前面所说,钠离子电池和锂离子电池是同门师兄弟,其不仅技术原理一致,甚至连制造体系都完全兼容,锂离子电池产线,换一下材料就能生产钠离子电池。
这就意味着,随着锂离子电池的发展,钠离子电池即便没有具体的产品落地,但产业基础已经打好了,只等待合适的场景出现。
什么样的场景合适?
首先要看看,过去钠离子电池和锂离子电池差在哪里。
钠离子的质量和半径较大,在储钠材料中的迁移速度较慢,这直接导致了,钠离子电池的关键性能指标——能量密度不如锂离子电池,同时要提高充电倍率也更困难。
宁德时代发布的麒麟电池(锂离子电池)的能量密度可达255Wh/kg,而钠离子电池的能量密度只有160Wh/kg,这当中有技术成熟度的原因,但更根本的是物质的性质决定钠离子电池的天花板低于锂离子电池。
上世纪90年代开始的信息革命和庞大的全球财富再分配,创造了巨大的社会生产力,使得迅猛爆发的民用消费领域成为技术创新和产业发展的引领者。
而锂离子电池在性能上的优势恰好迎合消费持续升级、产业疯狂内卷的趋势。
同样地,当汽车的性质从运输工具转换为消费电子产品时,以续航里程为核心的性能指标依然是引领市场内卷的关键因素。
但是,世界上并不是只有民用消费市场。
事实上,就好像半导体领域靠3nm先进制程芯片引领产业前进,但真正大规模应用的是28nm以上制程芯片一样,性能够用、成本更低的产品才拥有更大的市场空间。
而成本就是钠离子电池的核心优势。
在地球上,钠的地壳丰度是2.83%,而锂仅0.0065%,据诺贝尔化学奖得主、锂离子电池技术开创者之一Stanley Whittingham估算,2、3年内南美洲的锂矿就会减产,锂供应链可能在10年内遇到问题,这决定了锂的开发使用成本远高于钠。
在中国,这个问题更严峻。全球70%的锂资源分布在南美,58%集中在玻利维亚、阿根廷、智利的“锂三角”。中国不仅储量少,只有约全球8.9%,而且品位低,使得开采成本高。根据预测,到2030年,中国70万吨锂元素需求中,高达45-50万吨要靠进口来满足,对外依存度达65-70%。
目前钠的价格仅为锂的1.33%。而且钠离子电池流体使用的是铝箔,相较于锂离子电池的铜箔价格也更低。从电池材料成本来看,钠离子电池较锂离子电池在材料成本上可降低30-40%。
这30-40%就预示着钠离子电池广阔的市场前景。
目前来看,在一些对性能不敏感的消费领域,钠离子电池已经开始取代锂离子电池。
比如前面提到的,电池巨头宁德时代、孚能科技,以及钠电“新势力”中科海钠的产品,都已经在对续航里程要求不高的A00级小车上装车。
更值得注意的是,在关注度相对较低的两轮电动车市场,钠离子电池相较上一代的铅酸电池,在性能上全面碾压,未来随着产业成熟,成本也将具有很强竞争力,目前正在快速挤占铅酸电池的市场,预计到2025年市占率可以达到35%。
仅这2项,就是至少数千亿规模的市场。
新日电动车总工程师雷宝荣预测,如果4.2亿电动两轮车市场存量50%采用钠电池进行更换的话,钠电池的产值将超过2600亿。
不过,这些还不是最让人看好钠离子电池的理由。
分析钠离子电池的核心特性和适宜的场景:
能量密度不高,对应有足够空间承载大量电池的场景;成本低,对应使用规模超大的场景,再加上钠离子电池良好的安全性、比较长的生命周期,都指向一个最光明的场景——
储能。
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这几年,在中国锂离子电池产业在全球新能源汽车市场攻城略地的同时,钠离子电池产业也在储能领域引领全球发展。
尤其是进入2024年,中国钠离子电池行业的发展更上一层楼。
5月,全球首个10MWh钠离子电池电网侧储能电站在广西南宁正式投运,6月,大唐湖北100MW/200MWh钠离子新型储能电站科技创新示范项目一期工程建成投运。