低价电池将改变一切

Cheaper batteries could change everything

Cheaper Batteries Could Change Everything
The Atacama Salt Desert, located between the first and second region of Chile, is where SQM's nine productive plants are located. SQM has exclusive access to these unmatched natural reserves: the biggest natural iodine and nitrate natural reserve in the world and highest lithium and potassium concentrations currently recorded.
特斯拉Model S P100D对性能进行了升级,仅用2.5秒便可实现零至时速60英里的加速。2017年12月发布的《消费者报告》的年度车主满意度调查显示特斯拉Model S连续第三年获得了新车满意度大奖。同年,该车在美国的销量超过了所有大型豪华轿车品牌。凭借出色的乘客安全等級,以及比同类燃油车辆节省约90%成本的优越表现,特斯拉其实应该说是电动汽车现在抢占了先机。随着电动汽车逐渐占据技术主导地位,电动汽车的崛起即将到来。

但是,只要我们稍微剥开一点表象就会发现,电动汽车推广的反响平平。尽管2017年的电动汽车全球销量达到了100万辆的骄人业绩,但美国售出的1,700万辆轻型汽车中,仅有0.6%是电动汽车,而在2.9亿辆在用轻型车辆中,电动汽车的占比仅有微不足道的0.28%。如果你知道电动汽车早在1996年便开始了其发展,当时通用汽车向市场推出了搭载了铅酸动力电池的EV1,你是否还会认为我们取得了显著进步?

那么,阻碍其发展的因素有哪些呢?一个是充电基础设施。续航里程不足或者消费者的“里程焦虑”通常被称为第二个因素。还有价格。电动汽车比内燃机汽车贵得多,出现这以情况很大程度是因为高昂的电池成本引起的。当新型汽车的购买价格与环境生存势不两立时——似乎金钱仍然是决定性因素。

但是,更低价的电池可以改变一切,而且,他们发展迅速。根据2017年1月份公布的一份题为《电动化观察:汽车制造商如何提升电动汽车的效率和利润》的麦肯锡报告披露的数据,从2010年到2016年,蓄电池组的价格大约降低了80%,从约1,000美元/kWh降到了约227美元/kWh。全球金融信息和财经资讯的领先提供商彭博预计,如果锂离子电池成本持续下降,到2025年,电动汽车的价格可能会低于内燃机汽车。

本次革命的核心需要大量的锂元素。锂是最轻的金属,具有较高的反应性,含有较强的电性能和热传导性。约有60%的锂用于能量存储,另有约8%用于润滑脂,是锂的另一大重要用途。锂离子电池技术是便携式电子设备发展的核心,比如移动电话、智能手表、笔记本电脑和平板电脑。但是,其应用最广泛的领域是电动出行。

这一重要化学元素主要采自干涸盐湖层地下或“盐湖”的富锂卤水。剩余部分大多产自传统矿产的锂辉石、透锂长石、锂云母等原料。

SQM公司是一家从事硝酸钾、碘和锂等特殊化学元素的生产和商业化的国际矿业公司,其北美自由贸易区的销售总监Andres Fontannaz说,在过去十年间,锂化学元素的需求量已增加了一倍以上。

Andreas Fontannaz


Fontannaz在2018年6月于美国爱达荷州科达伦举办的美国国家润滑脂协会第85届年会发言时预测,2017年碳酸锂当量的总市场规模将达到212千公吨。SQM预计到2022年,这一数据将增至475千公吨,到2027年,将增至879千公吨。他说:“这个市场规模每五年就会翻一番,这对锂行业来说是一个巨大的挑战。”

锂产能是否足够满足这一成倍增长的需求量?另外,如果真的发生这种重大变化,将会对润滑脂等其他行业的锂供应产生什么影响呢?

这位SQM代表于2004年加入了这一总部位于智利公司,其强调当前世界的储量是8000万公吨碳酸锂当量,按照当前消耗率计算,能够持续用300多年。智利号称拥有世界上最多的锂储量(48%),随后是中国(21%)和澳大利亚(17%)。全球锂资源总量预计可达到2.8亿公吨,不过,Fontannaz强调称这些储量包括通过现有技术无法开采的或者不具有经济可行性的储层。

虽然这一迅猛增长的行业似乎可获得充足供应,但Fontannaz承认这个行业曾经遇到了风险。之前,人们低估了需求量而对供应能力进行了高估。他断言,由于存在“诸多变量”,我们需要格外小心。该行业在启动项目方面具有许多不良记录,比如延迟、生产率言过其实、预算超支、频繁破产等。

六个新的卤水项目和12个矿产项目正在开发中,越来越多的企业希望进入这一发展迅速的行业。Fontannaz是一名经济学家,毕业于智利大学,并从埃默里大学的戈伊祖塔商学院获得了MBA学位,他相信新手进入这一行业的难度很大,他说:“这是一个资金非常密集的行业”。在过去十年间,随着需求量从600千公吨增至了800千公吨碳酸锂当量,将需要100亿-120亿美元的投资。

SQM正用行动证明他们的预测,启动了积极扩张,规模达到了之前的三倍,其中包括在智利投资了5.25亿美元的投资,使其现有产能提升了两倍。到2021年,碳酸锂的产能将从48 KMT/年增至180KMT/年,到年末,氢氧化锂产能将从当前的6 KMT/年提升至13.5KMT/年。Fontannaz还介绍了地域多元化计划,包括在阿根廷和澳大利亚新实施的新建项目——组合投资额超过5亿美元。

锂需求量的惊人增长和全球产能的扩大似乎表明锂作为一种技术有望在未来数十年间将推动电动汽车行业的加速发展。当然,这一观点并不能令所有人信服。

密歇根大学机械工程博士、美国摩擦学者和润滑工程师学会前主席Ed Becker说:“我不认为电池会成为一个解决方案”,并从成本、续航里程和延长充电时间等方面进行了阐述。Becker在美国国家润滑脂协会的年会上发言时指出:“我们需要一个更加高效、更加便携的电源”。他提出最佳的方案是燃料电池。

这位几年前从通用汽车公司退休的动力传动系统专家承认,现有燃料电池汽车使用的高压储氢罐令许多人神经紧张。他说,我们需要的是固态或者液态的车载氢系统。美国军方研究人员最近研发了一种结构稳定的铝基纳米电偶合金粉末,与水结合可反应生成车载氢,可用作发电系统且不需要催化剂。Becker认为这一研发成果使得燃料电池成为可能,他说:“我认为这将是一个突破性的进展。”

虽然许多行业从业者对锂电池的发展前景仍持保留态度,SQM希望纯电动车+插电式混合动力汽车的长足发展将在不远的未来推动锂的需求。但是,要实现这一场景,蓄电池价格必须继续下降,即使电池所需金属的需求量仍在不断上涨。

2018年6月份发布的麦肯锡报告曾提出了对长期原材料供应以及商品价格上升对蓄电池生产成本影响等方面的担忧。近期,锂价格暴涨,而锂离子蓄电池使用的另一种关键金属——钴的价格也波动较大。虽然麦肯锡预测到2025年具有足够能力满足锂需求的增长,但是钴的稀缺却更值得担忧。钴的供应主要是镍或铜的副产品,作为主要产品生产的比例不足10%。此外,全球65%的产量来自刚果民主共和国,这是一个缺少透明度的高风险地区。其他钴资源的情况也类似,如果需求量继续扩大,勘探、许可和开发将耗费大量时间和高昂成本。

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