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能源金属行业发展格局如何(能源金属行业发展格局如何形容)

2023-10-27 10299 0 评论 行业动态


  

本文目录

  

  1. 智慧能源清洁与储能就业前景如何
  2. 未来的新能源储能技术发展趋
  3. 锂电池行业发展前景和趋势

储能技术是实现可再生能源大规模接入,提高电力系统效率、安全性和经济性的关键技术,也是提高清洁能源发电比率,推动雾霾治理的有效手段。截至2015年底,全球储能装机总量约167GW,约占全球电力总装机的2.9%;我国储能装机为22.8GW,约占全国电力总装机的1.7%。预计到2050年,我国储能装机将达200GW,市场规模将达2万亿元以上。目前已有的储能技术主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能、铅酸电池、锂电池、钠硫电池、液流电池及超级电容器等。不同的储能技术适用于不同的应用场合和领域,根据系统功率与放电时间,可以将储能技术的主要应用领域分为能源管理、电力桥接和电能品质管理三部分。未来储能市场的发展将集中在分布式储能、分布式光伏+储能、微网等配网侧和用户侧等领域。近年来中国储能产业在项目规划、政策支持和产能布局等方面均加快了发展的脚步,未来几年随着可再生能源行业的快速发展,储能市场亦将迎来快速增长。不过我国储能产业还处于发展的初级阶段,尚以示范应用为主,储能商业化应用面临着储能成本偏高、电力交易市场化程度不健全、储能技术路线不成熟、缺乏储能价格有效激励等各方面的问题,可谓机遇与挑战共存。

  

储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放出来的过程。储能技术是解决可再生能源大规模接入和弃风、弃光问题的关键技术;是分布式能源、智能电网、能源互联网发展的必备技术;也是解决常规电力削峰填谷,提高常规能源发电与输电效率、安全性和经济性的重要支撑技术。储能技术可提高清洁能源发电比率,进而实现化石能源清洁高效利用,有效减少污染物的排放,对雾霾等环境问题的治理和改善人居环境将起到极大的推动作用。同时,储能技术的发展关系到能源、交通、电力等多个重要行业的发展,尤其在当今能源枯竭日益加剧、能源消费供求不平衡的大环境下,储能能够突破传统能源模式时间与空间的限制,其重要作用日益凸显,已成为主要发达国家竞相发展的战略性新兴产业。

  

我国能源体量大,但能源结构复杂且具有一定的特殊性,西北部地区能源存量丰富,但需求较低,东南部人口密集,能源需求量较大,能源与需求存在地域上的错位。而储能产业是能源结构转型的关键和推手,加快储能产业的发展,对推动经济发展和建设健康的能源产出与消费体系具有重要意义。在现阶段,社会各界对储能技术与产业的认识及重视程度逐渐深入,越来越多的专业技术与商业投资人士都认为,储能行业的发展对国民经济各行各业的发展至关重要。同时,政府部门也通过科技创新和多种鼓励政策来推动储能技术与产业的发展,通过部署多个资助项目和示范项目,逐步培育和推动储能技术的商业应用。

  

目前已有的储能技术主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能、铅酸电池、锂电池、钠硫电池、液流电池及超级电容器等。

  

①抽水蓄能电站在用电低谷时通过水泵将水从低位水库送到高位水库,从而将电能转化为水的势能存储起来;在用电时,水的重力势能驱动水轮机发电。

  

②压缩空气储能系统的原理是在用电低谷将空气压缩并存于储气室中,使电能转化为空气的内能存储起来;在用电高峰,高压空气从储气室释放驱动透平发电。

  

③飞轮储能是将能量以飞轮的转动动能的形式存储起来,充电时飞轮由电机带动飞速旋转,放电时相同的电机作为发电机由旋转的飞轮带动产生电能。

  

④超导储能是将电流导入环形电感线圈,由于该环形电感线圈由超导材料制成,因此电流在线圈内可以无损失地不断循环,直到导出为止,进而达到储能的目的。

  

⑤铅酸电池的工作原理是放电时,正极的二氧化铅与硫酸反应生成硫酸铅和水,负极的铅与硫酸反应生成硫酸铅;充电时,正极的硫酸铅转化为二氧化铅,负极的硫酸铅转化为铅。

  

⑥锂电池的工作原理是在充电时锂原子变成锂离子,通过电解质向碳极迁移,在碳极与外部电子结合后作为锂原子储存;放电时整个过程逆转。

  

⑦液流电池内的正、负极电解液由离子交换膜隔开,电池工作时,电解液中的活性物质离子在惰性电极表面发生价态的变化,进而完成充放电。

  

⑧钠硫电池放电时钠离子通过电解质,而电子通过外部电路流动产生电压;充电时整个过程逆转,多硫化钠释放正钠离子,反向通过电解质重新结合为钠。

  

⑨超级电容是基于多孔炭电极/电解液界面的双电层电容,或者基于金属氧化物或导电聚合物表面快速、可逆的法拉第反应产生的准电容来实现能量的储存。

  

各类储能技术的原理如图1所示,主要技术参数对比见表1。

  

不同的储能技术在概念与原理上差异很大,因而其关键科学问题与技术难点也有所不同,表2给出了不同储能技术的关键技术和发展趋势。我国各种储能技术的成熟度也有所不同,均处于不同的发展阶段(见表3)。

  

不同的储能技术有着不同的性能特点,适用于不同的应用场合和领域。美国能源部发布的《储能规划报告》(EnergyStoragePlanningDocument)中对储能技术适用领域进行了分析,根据不同储能技术的系统功率与放电时间,可以将储能技术的主要应用领域分为能源管理、电力桥接和电能品质管理三部分,如图2所示。其中抽水蓄能和压缩空气储能是公认的能够适用于较大规模(10MW级以上)的储能技术,可应用于电网侧,以取代昂贵的调峰电站,达到能源管理的目的。同时,一些储能技术在电网其他方面的应用也有一定的潜力,如铅酸电池、锂电池、液流电池、钠硫电池和高能超级电容等化学储能技术,系统功率范围一般为千瓦级至10MW级,且放电时间多为分钟级,因此主要用于电力桥接领域,如短时的电力系统调峰和能量调度。飞轮、超级电容和超导储能技术因其具有较快的响应且系统功率与放电时间均较小,具有很好的灵活性,一般用于电能品质管理领域,例如辅助服务与电压支持等。

  

具体来说,储能技术在电力行业发、输、配、用的各个环节均有不同的应用,见表4。在发电端,传统发电领域可以进行辅助动态运行、取代或延缓新建机组;在可再生能源发电领域主要用于削峰填谷、跟踪计划出力和爬坡率控制;在输配电领域的主要应用包括无功支持、环节线路阻塞、延缓输配电扩容升级以及作为变电站直流电源;在电网辅助服务领域的主要应用包括调频、电压支持、调峰和作为备用容量;同时,储能技术在用户侧可以用于分时电价与容量费用管理,提高电力可靠性和电能质量等。

  

我国储能产业还处于发展的初级阶段,以示范应用为主,与发达国家的产业化进程相比还有一定的差距。截至2015年底,全球储能装机总量约为167GW,约占全球电力总装机的2.9%;我国储能装机为22.8GW,约占全国电力总装机的1.7%。根据国际能源署(IEA)的预计,到2050年全球储能装机将达到800GW以上,占电力总装机的比例将提高到10%~15%,市场规模将达数万亿美元。而我国到2050年储能装机将达到200GW,市场规模将达2万亿元以上,我国对储能的需求巨大且迫切。

  

在物理储能领域,抽水蓄能和压缩空气储能是发展最快的两种储能技术。抽水蓄能是全球装机规模最大的储能技术,占全球总储能容量的98%,日本、中国、美国的装机位列全球前三位。抽水蓄能的单机规模已达300MW级,是目前发展最为成熟的一种储能技术。压缩空气储能目前已在德国(Huntorf321MW)和美国(McIntosh110MW,Ohio9×300MW,Texas4×135MW和Iowa200MW项目等)得到了规模化商业应用。在新型压缩空气储能方面,国际上只有中国科学院工程热物理研究所(1.5MW超临界压缩空气储能、10MW先进压缩空气储能)、美国GeneralCompression公司(2MW蓄热式压缩空气储能)、美国SutainX公司(1.5MW等温压缩空气储能)和英国HighviewPower公司(兆瓦级液态空气储能)4家机构具备了兆瓦级的生产设计能力。在国内压缩空气储能技术研发与产业化方面,中国科学院工程热物理研究所处于绝对领先地位。该研究所于2013年建成国际首套1.5MW示范系统,实现了产业化;2016年建成国际上唯一一套10MW级研发平台。同时还获批建设国家能源大规模物理储能技术研发中心,相关成果获得北京市科学技术奖一等奖、联合国工业发展组织全球可再生能源领域最具投资价值领先技术“蓝天奖”等。

  

在化学储能领域,铅酸电池因其技术成型早、材料成本低等优势,是目前为止发展最为成熟的一种化学电池,截至2015年,全球铅蓄电池的储能应用规模达到了111.1MW。中国是铅酸电池的第一大生产国和使用国。锂电池在全球范围内已成为最具竞争力的化学储能技术,几年来发展势头迅猛,2013~2015年锂电池全球装机翻倍,是应用规模增速最快的化学储能技术。目前锂离子电池用于储能电站的单一电站容量已达到64MW˙h的水平。近年来液流电池的发展较为平稳,全钒液流电池和锌溴液流电池的应用较多,主要应用于大规模可再生能源并网领域。国际上主要的液流电池研发机构包括大连融科、住友电工、UniEnergyTechnologies、ImergyPowerSystems等,其中日本住友电工2016年在日本Hokkaido投运的15MW/60MW˙h液流电池储能示范电站,是目前投运的规模最大的液流电池储能项目。钠硫电池近三年的发展速度较为缓慢,日本NGK公司是唯一实现钠硫电池产业化的机构。2015年NGK公司的钠硫电池储能系统发生火灾事件后,NGK公司逐步改进了电池结构并加强安全性研发,目前仍然引领着全球钠硫电池的发展。中科院上海硅酸盐研究所在中国钠硫电池领域一直处于领先水平,近年来也逐步改进电池材料,研发新一代的钠硫电池,在国际钠硫电池研发领域具有很强的竞争力。

  

近年来,中国储能产业在项目规划、政策支持和产能布局等方面均加快了发展的脚步,可以说中国储能产业已渐露春意,正蓄势待发。中国抽水蓄能行业发展相对缓慢,而电化学储能市场的增速明显高于全球市场,光热储能目前尚处于起步阶段。得益于技术进步和成本减低,在目前无补贴的情况下,储能在峰谷价差套利、辅助服务市场及可再生能源限电解决方案上已经实现了有条件的商业化运行。据中关村储能产业技术联盟(CNESA)项目库的统计,2016年有多个大型项目规划或投运,中国新增投运储能项目规模28.5MW,储能装机规模保持持续快速增长态势。同时,能源政策密集出台,储能已逐步成为规划布局的重点领域,地方政府也随之布局储能项目与示范,助推当地产业转型升级。在未来几年里,随着可再生能源行业的快速发展,储能市场亦将迎来快速增长。

  

伴随着化石能源的日益枯竭和能源需求的加速增长,以可再生能源与新能源技术为代表的新一轮科技革命和产业变革正在兴起,并将持续改变世界能源格局。全球范围内的能源结构调整已成为能源领域面临的重要问题。可再生能源与新能源技术在当前形势下,不仅代表着一种新兴技术的发展,同时在全球范围内对现有传统经济与能源发展模式、新的制造体系等一系列传统发展格局都有着深远的影响。

  

未来储能市场的发展将主要集中在分布式储能、分布式光伏+储能、微网等配网侧和用户侧等领域。国家能源局在2016年4月发布的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》中表示,到2020年示范推广10MW/100MW˙h超临界压缩空气储能系统、1MW/1000MJ飞轮储能阵列机组、100MW级全钒液流电池储能系统、10MW级钠硫电池储能系统和100MW级锂离子电池储能系统等一批趋于成熟的储能技术。伴随电力体制改革的不断深入,储能也将收获更多的市场机会。不过我国储能产业距离整体健康发展还有一定的距离,储能商业化应用面临着储能成本偏高、电力交易市场化程度不健全、储能技术路线不成熟、缺乏储能价格有效激励等各方面的问题。因此,当前储能产业的发展可谓机遇与挑战共存。(刘英军刘畅王伟胡珊郝木凯徐玉杰刘嘉吴艳)来源:《中外能源》

  

行业主要上市公司:宁德时代(002074);派能科技(688063);国轩高科(002074);比亚迪(002594);亿纬锂能(300014);星云股份(300648);均胜电子(600699);科列技术(832432);国电南瑞(600406);华自科技(300490);金风科技(002202);阳光电源(300274);盛弘股份(300693);科华恒盛(002335);科士达(002518)、固德威(688390);阳光电源(300274);科陆电子(002121);南都电源(300068);德赛电池(000049);赣锋锂业(002460)等

  

本文核心数据:储能板块上市公司研发费用;储能相关论文发表数量

  

全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“energy

  

storage”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

  

从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。

  

从狭义上讲,储能特指针对电能的存储,即利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

  

根据不同储能技术储存介质的不同,储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术,电能以机械能、化学能、热能等形式存储下来,并适时反馈回电力网络。

  

2、技术全景图:五大细分技术路线

  

储能分为机械储能、电磁储能、电化学类储能、热储能以及化学储能五大类技术路线。

  

储能产业技术发展历程:始于20世纪60年代

  

从我国储能产业技术发展历程始于20世纪60年代,我国开始抽水蓄能电站研究,并建立第一座混合式抽水蓄能电站-岗南水电站;到20世纪90年代,抽水蓄能电站建设迎来高潮;至21世纪初期,国内开始其他储能技术的研究,包含压缩空气储能、电化学储能等,并于2010年之后加快了压缩空气、全钒液流电池等储能技术的落地,加快推动储能技术的多元化发展。

  

储能产业技术政策背景:政策加持技术水平提升

  

近些年来,我国提出了一系列储能产业技术发展相关政策,加速了储能产业链的发展,同时对储能关键技术做出了标准规范,使得储能技术水平稳步提升。

  

据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国储能产业技术相关国家重点研发计划项目共计27项,其中2021年就有22项。

  

注:2019年未公布储能产业技术相关国家重点研发计划项目。

  

储能行业经过多年发展,储能项目广泛应用,行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国储能板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,储能板块上市公司研发总费用约228.45亿元。

  

从储能相关论文发表数量来看,2010年至今我国储能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见储能科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有90294篇储能相关论文发表。

  

通过创新词云可以了解储能技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,储能系统、储能电池等关键词涉及的专利数量较多,说明储能领域近期的研发和创新重点集中于储能系统、储能电池等领域。

  

从储能产业技术专利聚焦的领域看,目前储能产业技术专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于储能系统、储能电池等。

  

从储能技术成熟度看,目前机械储能市场技术成熟度较高,电化学储能技术(储能电池中)锂离子电池、铅酸电池均步入成熟阶段;液流电池仍处在研发示范阶段;钠硫电池处于部署阶段之中。

  

其中,成熟度较高的主要储能技术优缺点及应用领域如下:

  

成本问题是目前储能技术面临的挑战之一。以锂离子电池为例,尽管随着锂离子电池技术的快速提升和电池规模化生产能力的提高,锂离子电池的成本有所下降;但相比其他储能方式,锂离子电池的成本仍然处于较高水平。对比抽水蓄能和磷酸铁锂电池的全生命周期度电成本来看,锂离子电池的成本远远高于抽水蓄能,约为抽水蓄能度电成本的1.7倍。

  

安全问题是储能发展需要解决的重点。近年来,国内外多次发生储能电站安全事故,其中多数为锂电池储能。据不完全统计,2021年全球发生9起储能安全事故,其中“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故便是由于锂电池内部短路引起。

  

地理环境的限制也是储能技术发展的一大挑战,例如抽水储能和压缩空气储能。以抽水蓄能电站的建设为例,首先要充分考虑当地的地质条件和自然条件,例如多为砾岩、砂岩等地下岩石,而且为无地震、台风、洪水、干旱等隐患灾害。其次,抽水蓄能电站的建设对上、下水库的高度差和水平距离也有所要求。

  

液流电池具有安全性高、寿命长、规模大等优势,有望解决锂离子电池的安全隐患问题。

  

目前很多科研人员以及公司都在研究如何让储能技术突破地理上的限制,模块化部署是可以突破例如热岩储能技术、铁空气电池技术、液态空气储能技术等,都已实现了模块化部署,这种模块化的部署能为长时储能带来诸多好处。

  

储能技术发展方向及趋势:技术路线多元化

  

《“十四五”新型储能发展实施方案》指出要推动多元化技术开发,开展不同技术路线分类试点示范。其中,对锂离子电池要求往高安全、低成本、长寿命的方向发展,另外也提出重点发展液流电池、金属空气电池、热储能等长时储能技术。

  

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

  

以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

  

2019年,仍然有两个行业依然强势,还在增长:锂电池和光伏。
锂电池的生产是日本索尼第一次克服困难,造出了用于汽车工业的18650电池。(18表示直径18mm,65表示长度65mm,0表示圆柱形电池。)
真正发展起来的是日本的松下,它为最热门的电动汽车品牌特斯拉提供18650圆柱形电池模块。只是现在逐渐改成21700。
未来10年,锂电池将是移动设备无可争议的电源。十年并不遥远。
为什么需要锂电池?
电池本身的发展经历了很长一段时间。电池有很多种。我们经常接触的干电池,纽扣电池,手机电池,电动自行车都是电池。有多少种电池?粗电池分为七类。
铅酸蓄电池是目前电动自行车使用的主要电池。重而低的能量密度。但好处是技术成熟安全一般情况下,只要不是在充电过程中,由于接触不当形成短路,铅酸电池即使变形也不会出现爆炸等安全问题。这主要是由于铅酸蓄电池的结构,主要由铅网隔板和电解液填充物组成。早年拆过walkman手机充电器的人,应该对其结构有所了解。(私自拆卸有风险,不建议儿童操作)
铅酸蓄电池最大的特点是能量密度低,放电情况随温度变化不稳定。任何试图在寒风中超载骑电动自行车的人都应该知道,冬天电池很快就会没电。
所以在东北,电动车基本都是用来睡地下室的。
锂电池是能量密度的选择,也是能量密度的限制器。
自铅酸电池发展至今,锂电池的能量密度最高。而且经过多年的努力,价格已经很低了。
目前锂电池的能量密度可以满足续航500~750km的电动汽车的需求。目前做的最好的就是特斯拉。那就是整个汽车底盘就是一个汽车电瓶的时候。
这个密密麻麻的圆柱形电池底盘,只是一个圆柱形电池,分包出去后组装在一起
。所以,如果需要更高的需求容量,达到1000km甚至2000km的续航,就需要提高锂电池的能量密度。因此,三元电池在锂电池细分领域逐渐取代成熟稳定的磷酸铁锂电池。成为新一代的首选。
锂电池用在哪里:电动汽车、储能电站、电子产品、光伏电站、通讯设备、基站
锂电池的应用场景非常广泛。在我们的手机、笔记本电脑、新型电动自订车、电动汽车(目前消费量最大、市场潜力最大)、储能电站。而且各种通信基站都需要锂电池。
(1)动力电池市场:
汽车行业动力电池装机量。中国是世界上推动新能源电动汽车发展的主要国家,电动汽车是中国下一步产业转型的筹码。详见文章:微利的中国汽车工业路在何方?新能源汽车可能颠覆汽车产业链格局
2.储能电池在通信基站领域的应用,中国将建设640万个5G宏基站。
3.储能电站:
据中关村储能联盟(CNESA)不完全统计,2000年至2018年底,全球电化学储能累计规模为6.5GW,同比增长121%。其中,2018年新增电化学储能规模3.5GW,同比增长288%。2000年至2018年底,我国电化学储能累计规模1.01GW,同比增长159%。2018年,我国新增电化学储能规模0.6GW,同比增长414%。其中,电网侧储能应用的爆发是最重要的原因。全年累计投产储能规模1.02GW/2.91GWh(规模/容量,不限于电化学),是2017年的2.6倍。
目前全球储能市场主要采用水储能。蓄水蓄能本身对地理条件要求极高。所以电化学储能不仅要刻意移动而且要方便组装。
中国拥有全球最全的锂电池产业
在新一代能源市场,中国唯一抢占和占据强大议价权的就是锂电池。国内锂电池行业比较全面。虽然有些加工设备需要外接设备进行加工,但主要的正负极材料国内极其丰富。
锂电池的正负极材料、生产设备、生产企业都是中国市场最大的。
对于这样一个优势行业,你认为中国会是主要发展方向吗?
国内最具代表性的企业,当代安培科技有限公司和比亚迪,都是锂电池行业的巨头。
2018年,统计数据显示,当代安培科技有限公司在全球电动汽车市场排名第一,超过松下。同时中国电池厂商,比亚迪、郭萱高科、富能电池、李绅电池、BIC电池都在前十
,有需求就会有发展。需求越大,发展前景越有潜力,尤其是新能源相关产品,比如动力电池。锂电池未来几年的发展前景如何?2015年动力锂电池市场份额为47%,2016年达到52%。消费级锂离子电池市场份额持续下滑,2016年约为42%。储能锂电池在光伏分布式应用和移动通信基站储能电池领域的应用正在扩大。2016年,该比例达到6%从这些数据可以看出。锂电池,其应用领域和比例都在不断变化。未来前景应关注电动工具、新能源汽车、轻型电动汽车和储能系统。这些地区的产业规模在未来几年应该会保持翻番的增长趋势。第一,锂电池的优势导致其持续增长,新能源汽车的蓬勃发展,锂电池行业的深入发展。动力锂电池的比重一直在增加。因为锂电池相比传统电池有很大的优势,在相同体积下容量更大,生产、使用、回收过程更环保。第二,新能源汽车保有量增加导致锂电池短缺。2017年中国电动汽车产量达到65万辆。到2018年,这个数据还会继续上升。这一结果直接导致了锂电池需求的剧增。尤其是动力锂电池,市场潜力巨大。三、集成和利用新技术,提高利用率随着新技术的发展和研究石墨烯纳米材料等一些先进材料和设备不断完善,锂离子电池研发加快。其应用领域也越来越广泛。
2019年全球锂离子电池产业规模达450亿美元,同比增长9%,增速仅为2018年的一半,呈现加速下滑态势。全球锂离子电池产业主要集中在中国、日本和韩国。2015年以来,在中国大力发展新能源汽车的推动下,中国锂离子电池产业规模开始快速增长。2015年已经超过韩国和日本跃居世界第一。
锂离子电池自上世纪90年代产业化以来,已成功应用于多种便携式电子设备,并以其高能量密度、高输出电压、高输出功率、自放电小、工作温度宽、无记忆效应、环境友好等特点,迅速发展成为3C产品领域的重要电源产品。
锂电池是以含锂的材料为电极的可充电电池,由正极、隔膜、负极、电解液和电池壳五部分组成。本项目产品为锂电池电解液有机溶剂,市场需求直接取决于锂电池的产业发展。根据应用领域,锂电池市场可分为三类:小型锂电池、动力锂电池和储能锂电池。
锂离子电池行业增速加快
2019年,由于中国和美国电动汽车市场发展放缓,全球电动汽车产量仅增长6%至220万辆,动力电池需求增速收窄,全球锂离子电池行业发展进一步放缓。2019年,全球锂离子电池产业规模达450亿美元,同比增长9%,增速仅为2018年的一半,呈现加速下滑态势。
容量方面,2019年全球锂离子电池市场规模达到225GWh,同比增长近15%。产能增速高于产值增速,主要是因为锂离子电池产品价格在下降。
由于全球电动汽车增长有限,动力电池市场增速明显放缓,而各大品牌智能手机和便携式电脑产品搭载的锂离子电池容量持续小幅增长。2019年,全球锂离子电池市场格局基本与上年持平。从容量来看,2019年消费类锂离子电池(包括手机、便携式电脑等消费电子产品)占比40.0%,比2018年下降0.7个百分点;
电动汽车用锂离子电池占比达到46.7%,仅比2018年提高0.2个百分点,继续保持对消费级锂离子电池的优势;储能用锂离子电池古比5.1%,与2018年持平;
其他用途(电动工具、电动自行车等)的锂离子电池比例。)为8.2%,较2018年提高0.5个百分点。9电动汽车用锂离子电池虽然仍是全球锂离子电池行业增长的主要动力,但其对2019年全球锂离子电池行业增长的贡献率仅为48.9%,较2018年下降了23.6个百分点。
全球锂离子电池产业主要集中在中国、日本和韩国。2015年以来,在中国大力发展新能源汽车的带动下,中国锂离子电池产业规模开始快速增长,并于2015年超越韩国和日本跃居世界第一。
2019年,全球动力电池市场需求增长乏力,全球锂离子电池市场格局基本不变,中国仍保持领先,韩国无力追赶,日本趋于落后。
日本锂离子电池规模稳步下降
虽然特斯拉电动汽车产量快速增长,推动了松下动力电池业务的不断发展,但日本企业在消费电子产品领域的倒闭,使得消费锂离子电池的市场需求不断萎缩。整体来看,日本锂离子电池行业呈现稳中有降的发展态势。日本经济产业省数据显示,2019年日本国内锂离子电池产量为9.3亿,较2018年大幅下降27.9%;容量34.8亿Ah,同比下降23.0%;实现营收4043亿日元,同比下降6.5%。
其中,动力锂离子电池产量5.7亿,容量25.1亿Ah,收入2898亿日元,较上年分别下降33.1%、26.8%和7.0%。其他类型锂离子电池产量3.6亿,容量9.7亿Ah,营收1145亿日元,同比分别下降16.9%、11.1%和5.4%。动力锂离子电池下滑趋势更加明显,产量、容量、营收占比分别为61.2%、72.2%、71.8%,较2018年分别下降5.0、3.7、0.2个百分点。
韩国锂离子电池行业在经历了两年的高速增长后,2019年增速明显回落。2019年,韩国锂离子电池产业规模约为146亿美元,同比增长14%,增速较2018年下降42%。主要原因是全球对动力电池的需求有限,SDI、LG化学、SKInovation等韩国企业的营收增速明显放缓,其中SDI的锂离子电池业务2019年营收仅增长6%,一定程度上放缓。需要指出的是,虽然2019年SDI、LGChem、SKInovation等企业营业收入均有不同程度的增长,但净利润却大幅下滑,LGChem、SKInovation甚至出现了较大幅度的亏损。
——更多数据和分析请参见前瞻产业研究院《中国锂电池行业市场需求预测及投资战略规划分析报告》。
石油是不可再生的。你用得越少,它就越少。所以人类必须想办法找到替代品,新能源锂电池,可回收,环保,可循环利用!它是人类智慧的结晶。我觉得应该相信它,使用它,研究它!让它更好的再次服务于人类!
你好,我认为锂电池未来的发展前景非常广阔,未来锂电池的技术创新将继续改变我们的生活。
科幻应用
接下来我会介绍一些未来锂电池技术的新应用,未来可能会大规模进入我们的生活。
压电材料在受到机械应力时会产生电荷。基本上,你挤一挤,挤一挤,机械能就会转化为电能。
1.SteppingPower
研究人员开发了一种由硬币大小的锂离子电池制成的小型设备,可以嵌入跑鞋的鞋底。每一次脚踩在地面上,都会有少量的力作用在器件上,从而压缩中间的压电薄膜,产生电荷,使锂离子从负极移动到正极,就像普通锂离子电池插上外接电源充电时的充电过程一样。
这项技术的关键是开发压电电荷产生,它不能提供足够的电力来运行你的手机,但对于GPS跟踪设备来说可能足够了。
2.声音驱动
氧化锌是一种压电材料。当其微小的纳米棒暴露在声波中时,会发生弯曲,从而产生物理应力,产生电流。将纳米棒放置在金属片之间的电触点上,并与微型锂电池连接,可以吸收弯曲纳米棒产生的电流。
利用这项技术,首次制造出声能电池,放在日常噪音中可以产生5伏的电压。
3.可穿戴电池
体积小,重量轻,柔韧性好,可以从携带它的人的机械能中获取电能。放置在背包或衣服中的发电机将行走或跑步时经历的机械能转化为电能。该电能随后被用于为基于织物的柔性锂电池充电。使用导电织物在所有不同组件之间建立连接,可以设计出一种“灵活的”新型可穿戴技术。
将可再生能源(如太阳能、风能)产生的能量充分储存起来,被视为“未来动力”,将其与锂电池技术相结合,储存太阳能或风能,是一个不错的选择。
随着大规模锂离子电池价格越来越便宜,未来可以作为家用电池。通过在屋顶安装太阳能电池板,可以在白天持续储存太阳能,转换成电能储存在锂电池中,晚上用于家庭供电。
前沿锂电池技术
接下来我将介绍几项正在研究的前沿锂电池新技术,这些技术一定会带来未来的技术革新。
1.石墨烯包覆硅阳极技术
当硅(Si)作为阳极材料时,其储能容量大大提高。与传统的石墨电极相比,硅的容量理论上增加了十倍。但其晶格结构中含有锂离子,会导致体积大幅增加300%以上。当电池放电时,锂离子从硅阳极释放出来,硅收缩。随着时间的推移,这种反复的膨胀和收缩导致硅阳极破裂和断裂,电池的使用寿命很短。
解决这个问题的方法是用石墨烯覆盖硅,因为石墨烯片可以相互“滑动”,补偿硅的膨胀和收缩,这几乎使电池的能量密度增加了一倍。
2.石墨烯阳极
石墨烯还可以替代石墨作为锂离子电池的负极。石墨烯是由碳原子连接在一起形成单原子厚度的薄片。锂离子快速嵌入石墨对于高功率或快速充电应用至关重要,这也可能导致阳极击穿。石墨烯片可以用于高功率应用,锂离子不需要穿过石墨晶体才能到达它们的插入位置。在世界范围内,许多科学家正在研究这种新材料,试图将其开发成一种新的电池电极材料。
3.锂空气
锂空气电池可以利用周围大气中的氧气作为阴极材料,从稀薄的空气中提取能量,这将使电池变得极其轻便,并使其能量密度比标准锂离子电池高10倍,能量密度可以与汽油相媲美。
不过,锂空气电池也有一些挑战。在其纯金属形式中,锂是非常活泼的,并且很难保持由锂制成的阳极的稳定性。寻找能够保持阳极稳定并防止其与空气中的氧气反应的电解质材料是一个挑战。
目前有两种尝试:一种是用固体电解质(如玻璃或陶瓷)覆盖电极,防止其与空气反应。其次,高度多孔的石墨烯被用作阴极,碘化锂(LiI)和水(H2O)被添加到电解质混合物中。
总结
锂电池未来的发展前景会非常光明。各种新技术的突破和应用,一定会让我们的生活更加美好。让我们拭目以待。
从资讯上看,未来锂电池仍有发展空间:
近日,BloombergNEF将锂离子电池的年度需求预测较之前提高了1/3.
彭博预测,到2030年,锂离子电池的年需求将超过2.7TWh,比去年的预测增长35%。乘用车销量将从去年的300万辆增长到2025年的1400万辆,占整个市场的72%。
中国将继续其在电池供应链中的主导地位,尤其是在加工和冶炼领域。今年中国新投产的氢氧化锂项目几乎占了世界的半壁江山,占世界硫酸镍市场的55%,占世界硫酸钴市场的80%。中国硫酸锰产量占全球95%,阳极几乎全部采用石墨。虽然主导供应链,但欧洲电动汽车市场将快速发展。到2025年,德国销量将占全球的40%,而中国将占25%。
彭博认为,由于担心原材料成本上升,汽车制造商将转向磷酸亚铁锂(LFP)电池,这对制造商来说更便宜,但代价是里程短。这将增加电力交通。“磷酸亚铁锂在固定储能市场的份额将从之前预测的23%增长到53%。”
从行业的周期波动逻辑来看,
10年新能源汽车的起点是第一个高峰,15年新能源汽车补贴政策是第二个,20年新能源汽车的推广普及和储能行业的开始逐渐形成第三个上升趋势。
下游需求增长推动锂电池产能扩张,刺激上游设备需求,进而增加上游材料需求,这是良性的市场逻辑。考虑到材料企业的扩张周期和市场的敏感反应,爬坡可能需要两年左右的时间。为了供应链的健康稳定,下游企业也会选择多个供应商,避免一家独大,从而带动细分领域第二梯队的厂商发展。
但正是由于建设周期的爬坡阶段,下游需求无法及时得到上游产能的补充,上游产能扩张无法立即体现在下游需求和价格上,才会导致周期的大起大落。由此带来的产能过剩、恶意低价、龙头企业亏损、产能扩张放缓甚至停滞,都将不利于行业的健康发展。
以下为个人观点:
中国锂电池行业概况:
锂电池:锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解液的一种电池。
锂电池在传统领域主要用于数码产品,在新兴领域主要用于动力电池和储能领域。近年来,我国锂电池产量逐年增加。
需求:2019年以来,得益于国家政策、新能源汽车的发展以及动力电池需求的不断增加,我国锂电池出货量也逐年增长,2019年达到131.6GWh,产业规模超过1700亿元。目前消费级锂电池领域需求已经饱和。未来随着全球能源产业的发展,电动汽车将逐渐成为锂电池的需求大行业,因此动力锂电池将成为锂电池行业需求增长集中的领域。
锂电池的未来发展绝对是极好的。
锂电池在能源战略上已经显示出其必要性;
与市场相比,规模效应为其建立了壁垒;
对于消费者来说,人们已经享受到了锂电池的好处,传统的石油观念正在加速转变,锂电池的概念正在形成。
三个层次的相互作用,使得氢能以外的化学体系基本无法冲击锂电池的核心地位。
反过来,没有一个化学体系能在短时间内在这三个方面完全超越锂电池。
锂离子电池未来发展前景
基于目前的形势,下一个战斗点可能在储能战场。
储能相当于一个巨型充电宝。风电、光伏发电会受到天气制约,日发电量不稳定。接入实时平衡电网,需要先把电储存在充电宝里,然后持续输出。这种充电宝在断电或限电的情况下也能输出电力。
2020年以来,随着双碳和海外需求的扩大,储能的商业模式已经清晰。
而储能对应的是中国的双碳国运,有政策环境强的因素。去年底,工信部发布了《锂离子电池行业规范(2021年版)》,对不同类型锂离子电池的能量密度进行了要求,进一步引导了锂离子电池行业的技术进步和规范发展。
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一、锂电池的优势导致其不断成长,新能源汽车的蓬勃发展,锂电池行业的深入发展。动力锂电池在电池中的比重一直在增加。因为锂电池相比传统电池有很大的优势,在相同体积下容量更大,生产、使用、回收过程更环保。
第二,新能源汽车保有量的增加导致锂电池的短缺。2017年中国电动汽车产量达到65万辆。到2018年,这个数据还会继续上升。这一结果直接导致了锂电池需求的剧增。尤其是动力锂电池,市场潜力巨大。三、集成和利用新技术,提高利用率随着新技术的发展和研究石墨烯纳米材料等一些先进材料和设备不断完善,锂离子电池研发加快。其应用领域也越来越广泛。


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