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行業新聞

CATL總裁黃世霖:鋰電儲能將迎萬億市場

2017-06-22 13:56:29


第一鋰電網:6月20日,在行業高峰論壇上,寧德時代新能源科技股份有限公司總裁黃時霖做了“大力推廣鋰離子電池在各個領域的廣泛應用”的主題演講。

黃世霖:各位朋友,各位領導,下午好!我是來自青海本地企業,青海時代新能源科技有限公司的黃世霖。青海時代新能源科技有限公司是寧德時代新能源科技有限公司的全資子公司。我今天演講的題目是,“大力推廣鋰離子電池在各個領域的廣泛應用”,介紹我們如何利用青海豐富的資源,把這些資源變成高品質的電池材料,再把這些電池材料變成好的動力電池和電池系統,來助力打造青海千億級鋰產業鏈。

眾所周知,鋰離子電池新的市場需求正在非常快速地形成。鋰離子電池目前分為三大塊。第一塊是消費類電子產品。現在大家在移動設備上面,智能手機、筆記本電腦上絕大多數已經用鋰離子電池了,這個市場容量基本上可以以百億作為單位來計算的。第二塊是現在方興未艾的電動汽車需求,不管是純電動汽車還是插電式混合動力汽車,目前的需求已經逐漸形成。第三塊,提醒同仁們注意的就是,將來鋰電用在儲能領域。它的市場容量將比電動汽車還廣闊,甚至可以用萬億的這樣一個產值來衡量它的市場。

電動汽車與儲能市場的需求,為鋰離子電池形成了一個嶄新的市場空間。目前來看,一批有技術基礎以及生產能力的企業在非常快速地成長,動力電池的技術進展也非常的神速。

從目前來看,電動汽車以及儲能應用的要求需要安全、高能量密度、長壽命、低成本,而且具有相當的成熟技術的產品實現產業化,以匹配這兩個行業快速的發展。現在來看,鋰離子動力電池是目前最優的一個選擇。廣闊的市場需求也正在吸引非常多的研發和制造的投入到這個行業里面來,促進了鋰離子電池技術突飛猛進的發展,所以這個行業最近發展非常快。

簡單介紹一下CATL,我們是專注于做動力電池和儲能電池盒系統集成的服務,具備從電池材料、電芯模組到系統集成的研發、設計、量產,以及電池回收的能力,提供全產業鏈的解決方案。目前,整個CATL定位為高端的產品生產,是很多新能源乘用車以及大巴電池系統的戰略供應商。我們立志做世界一流的電池供應商,為我們的客戶提供電池解決方案。

談到動力電池,其實在技術上面是非常的重要。動力電池追求五個方面的性能,安全是擺在第一位的,另外兩個追求,一個是能量密度,一個是功率密度,然后很重要的就是使用壽命。我們的動力電池在市場上面都是保用8年。在將來的儲能上面希望我們的動力電池可以用上20年。最后一個是成本。五個方面要平衡的發展,需要更大的一個系統來保障這五個方面得到均衡的發展。比如電化學的設備、工藝、質量、供應鏈、材料、熱管理、測試驗證等,這些東西都缺一不可。如果不能在這些方面全面得到保障和具備先進性的話,就很難保證動力電池核心的五個方面的性能,所以動力電池的研發和生產是一個技術密集型和資金密集型需要巨大投入的行業。

時代新能源在產品路線上已經非常清晰。在儲能、動力電池系統里面,選擇磷酸鐵鋰體系,在商用客車的動力電池系統里面,也選擇磷酸鐵鋰體系,因為它是相對比較安全的,同時可以滿足這兩個方面的需求。在乘用車動力電池系統里面,包括純電動、插電式混合動力,現在的微混系統,選擇三元材料的體系來開拓產品。

這是我們在“十三五”期間動力電池發展技術路線。為什么把它擺在這里呢?就是希望大家能夠了解鋰動力電芯的技術進步,一定可以在“十三五”期間滿足到絕大部分的市場運行要求。大概分為三大塊。

一塊是純電動的需求。國家“十二五”末的要求,一個是180瓦時/公斤,插電式125瓦時/公斤,這兩個從承接國家“十二五”科技創新項目的時候,已經順利實現量產。經過后面五年的努力,到2020年,中國動力電池的產品在保證原有的五個性能要求下,能量密度達到300瓦時/公斤到350瓦時/公斤的目標,而且實現量產。另外,將來會有很大的應用方面,就是實現快充用動力電池。這方面我們的目標是做到10分鐘就可以把電池充滿,10—15分鐘,就是具備4C的充電能力。

還有一塊,將來量也非常大的,就是關于12伏或者48伏的起停電池,用于微混應用的。這些技術實現的話,就可以涵蓋到未來我國電動汽車和儲能應用方方面面的需求,包括成本、壽命,還有性能。    剛才前面有很多領導已經談了,目前來看,為了改善環境,保障能源的發展,會出現兩個非常重要的趨勢。一個在能源產生端,就是發電端,清潔能源的比例一定會開始越來越多、越來越大,包括核電、光伏、風能、生物能這樣會多起來。另外一個,在能源消耗端,可以看得到,化石能源這樣的設備會逐漸的電氣化,會被用電設備代替,電動汽車就是一個非常典型的例子,用油改為用電。這兩個趨勢一旦形成以后,儲能將會在當中扮演非常核心的作用。鋰電目前作為廣義上儲能的手段,具備非常好的優勢,也是市場的最佳選擇。因為這個規模化的產業鏈逐漸在形成,它是直接純電的,所以效率比較高。同時,超長使用壽命的技術,現在來看很快就會成熟。因為我們現在在追求,單體電芯可以做到15000次循環,就是說它的使用壽命用到20年是綽綽有余的,它的響應速度和對環境的適用性都比其他的要優勝,所以儲能技術以及裝備在未來世界上具有非常廣闊的市場。

所以從儲能上面來看,從發電、輸電到配電、到用電,基本上每一個環節都可以用得到。未來在節能減排、節能降耗,在清潔能源比重不斷提高的情況下,只要有用電的地方,理論上都是可以用到儲能。

重點介紹一下,如果將一個儲能的體系來講分四大部分。一是能量儲存單元,這個有很多電池各種各樣的東西;另一個是能量轉換,就是把直流電、交流電變來變去的東西;還有一個是能量接入,如變壓器、開關柜這些;最重要還有一個能量管理,將來的智能電網、智慧城市以及選擇各種各樣能量的有效管理非常的重要。這些技術都走向成熟。如果要在青海打造千萬鋰產業鏈的話,要在原材料、電芯,再把整個下游產業鏈鏈接起來,在青海打造千億的甚至更高的鋰電產業鏈來講不會是一個神話。

儲能業務一個非常關鍵的因素,是產品的可靠性以及它的使用壽命。基本上未來的智能化運行要做到免維護,智能化運行20年的使用壽命,同時要進行規模化、標準化的生產,來降低成本。最最重要的一條,就是梯次利用的產業要形成。因為如果咱們的動力電池能夠做到20年使命壽命的話,在電動汽車上面用到8年甚至10年以后,這個電池是可以完全用很低的成本回收,用到電網的儲能上。這對我們提出一些非常重要的要求,就是在電芯設計的時候,要有足夠長的壽命、足夠好的性能,在做成模組和電動汽車的時候,就要考慮未來的模組和電動汽車的電池包可以非常容易的應用到儲能系統里面來。不要拆下什么東西,只要連起來就可以用了。儲能用完以后再進行統一的回收成原材料,再去做電芯。這樣就很有可能在青海形成一個非常完整的循環利用產業鏈,這個產業鏈一旦形成以后,在每一個環節都可以產生非常好的經濟效益,所以是可以比較可持續發展的一個思路。

還有一個動機,大家現在非常非常重視鋰電的成本。動力電池或者儲能電池好像成本非常高,感覺經濟效益不夠。我在這里給大家簡單地列一個概念。對儲能系統來講,應該怎么看它的成本。實際上我們現在要把很復雜的問題作為一個非常簡單的看法來看。儲能的目的是什么?存儲電能。要算它的成本的話很簡單,1度電存到這里來以后,再把這1度電還給你,到底花了多少錢,大家只要關心這個東西就可以了。至于這個系統的可靠性、安全性由廠家來做。2010年根據磷酸鐵鋰電池的價格、性能以及循環壽命、效率,包括整個變流器系統、管理系統等成本計算在內,1度電存到這里,再還給1度電,整體成本,1度電綜合成本是2.87元,就意味著不是剛性需求的話,這個完全沒有經濟效益。經過這些年同仁的努力,2015年,我覺得是改變的一年,同樣的鋰電、同樣的系統,1度電存進來以后,再還給1度電,花費的成本是7毛3,這是根據目前的情況來算的,實際上會更好一點。

7毛3,為什么是一個轉折點呢?大家都知道,我國東部地區的峰谷電差價都是大過8毛錢的。假如晚上谷電存起來,白天峰期的時候放出去,峰谷電價都差過8毛。這樣就意味著,如果僅僅拿來做削峰填谷的話,這套設備裝進去以后,已經可以有非常低的正效益。如果按照現在的趨勢繼續發展下去,到2018年,同樣存進1度電再放出來的時候,1度電綜合存儲成本將小于3毛。所以跟2010年相比存儲成本只有1/10。

如果把這個電動汽車的電池用很低的成本拿來做梯次利用的話,將來儲能系統的綜合度電成本是非常低的,可以創造非常好的效益的。比如說電池循環壽命做的夠好的話,一天做兩個循環,電的差價都超過1塊多錢,但是成本只要3毛錢,這樣來講,未來儲能的經濟效益是非常好的。

儲能既然有這樣好的市場前景,這幾年我們在非常努力的做很多技術的儲備。未來的儲能有幾種應用方式呢?簡單的給大家舉一些我們在做的示范項目。比如說,在青海省政府的支持下,我們在格爾木建了一個目前是全國最大的真正意義的光儲電站。50兆瓦的光儲,同時配15兆瓦、18兆瓦的儲能系統。根據我們的計算,假如光伏電站在一些地區的棄光限發的比例達到20%的話,配上這樣一個儲能系統,它的效益是什么樣子呢?1度的儲能能力,一天可以撿回2.6度將要被棄掉和浪費掉的清潔能源。如果棄光限發率更高的話,能夠撿回來的電會更多。所以這樣一個動機是未來解決我們國家光伏和風力發電棄光、棄風的一個非常有效的手段。目前來看,我們在格爾木的這套光儲電站已經并網。歡迎大家到去參觀,同時去看它實際運行的數據。未來儲能可能是解決我們國家垃圾電,把它變成一個穩定可靠的優質電量,同時可以解決棄光限發的問題。

另外一個應用,我們在青海西寧的鋰電展館里面也做了一個以儲能為核心的智能電網在應用。光伏沒有配風力發電,光伏配上常規電網,配一個儲能就可以在不需要對這個電網進行任何改造的情況下,給電動汽車提供高功率充電。這樣一套系統,可以實現分布式光伏發電的充分消納,參與削峰填谷,替代現在經常備用的應急電源、備用電源,無須改造電網,可以對電動汽車進行大功率的充電。同時,這套系統可以實現在為電動汽車電池充電的時候,對電池同時實現一次檢測。這樣為未來我們國家電動汽車數量很大的情況下,確保動力電池的安全使用是非常非常重要的一個手段,因為你每次充電都相當于做一次檢測。

這樣的設計形式是可以直接把梯次利用的電池安裝在一個系統里面,可以設計成固定式的,也可以設計成移動式的。我們在青海西寧的鋰展館,大家如果有空可以去看看,現在已經運行了。我們在福州也做了這樣一套東西。

這個技術實際上還埋藏著另外一個未來的應用。有很多同事一直在談V2G,就是電動汽車和電網的聯動,實際如果中間沒有這樣一個存儲單元的話,電動汽車的電要賣給電網是非常非常困難的。因為時間和需求的不對稱。但是如果有這套東西以后,現在是給電動汽車充電,將來只要把它設計成雙向的,電動汽車的電想賣給電網的時候,就可以先把它騰到這樣一個儲能的裝置里面,電網調度的人員可以根據電網的需求從儲能里面去調動這樣的電力來用,這是非常重要的一個未來應用的東西。

大家實際上可以再展開去想一想,將來我們國家電動汽車應該是什么樣的。現在大家很討厭的一個是基礎的充電設施不夠,另外一個是充電時間還很長,所以將來應該電動汽車主流是會爭取快速充電、集中充電這樣一個方式。如果大家設想一下,15分鐘就能充滿電,可以跑300公里,如果在每一個加油站都配上這么一個東西的話,使用電動汽車跟使用傳統的燃油車完全沒有這樣一個苦惱。所以我覺得這個是可以在青海生產的高端產品走向全國、走向全世界的一個新的概念。

時間的關系,后面的例子不再多談了。基本上比如說像智能電網可以取消某一些地區的局部微網增容、擴容的需求,這都可以實現,同時也可以用于電動汽車;這是國家張北示范項目,用于調頻調幅的;在海島里面鋰電都可以用起來,這個是移動式的;這個是商業樓宇里面,將來的酒店和商業樓宇底下一定要配充電樁的,這就要對電網進行改造、擴容,其實是沒有必要的,像國貿大廈這樣配上儲能,電網都不需要改造的,而且用網上便宜的電給電動汽車充電,快速地充。像我們在工信部做的儲能系統,都可以作為一個備用的。

簡單的跟大家交流這些。謝謝大家!

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