Myyouse:铅蓄电池遭遇环保制约能否被锂电池替代
由于电池污染事件不断发生,从2011年5月18日,九部委联合下发《关于加强铅蓄电池及再生铅行业污染防治工作的通知》,开启全国性的铅蓄电池行业环保整顿序幕;到2012年4月,首批淘汰铅蓄电池行业落后产能目标任务下达,2012-2014年共计淘汰铅酸蓄电池落后产能8667.69万KVA;再到2012年7月1日,由工信部与环保部共同制定的《铅蓄电池行业准入条件》开始实施,整治铅蓄电池行业污染的问题逐步向纵深发展。
国内市场现存的铅蓄电池生产企业近2000家,而整顿目标是要控制在300家左右。2013年第一批通过准入审核6家铅蓄电池企业(见表一)。
表一:第一批铅蓄电池准入企业名单
序号 企业名称 省份 1 无锡市普发电源有限公司 江苏省 2 江苏威盛电源有限公司 江苏省 3 江苏苏中电池科技发展有限公司 江苏省 4 东宾国际(吴江)电池有限公司 江苏省 5 江西新威动力能源科技有限公司 江西省 6 骆驼集团襄阳蓄电池有限公司 湖北省
数据来源:工信部
2014年8月19日,工信部网站公告第二批符合《铅蓄电池行业准入条件》的企业名单。其中,入围企业包括双登集团、金长兴电源、丰江实业、南都能源科技、雄韬电源等7家企业入围(见表二)。目前,45家通过环保检查的铅蓄电池企业中,已有13家跻身合规之列。业内一位资深人士表示,技术带动行业发展将成为铅酸电池主流情况,行业局面将大大改善。
表二:第二批铅蓄电池准入企业名单
序号 企业名称 省份 1 双登集团股份有限公司 江苏省 2 江苏金长兴电源有限公司 江苏省 3 杭州南都能源科技有限公司 浙江省 4 湖北雄韬电源科技有限公司 湖北省 5 广州丰江实业有限公司 广东省 6 深圳雄韬实业有限公司 广东省 7 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 广东省
数据来源:工信部
一、受环保打压铅蓄电池供不应求
近年“受铅蓄电池生产企业大面积停产的影响,铅蓄电池的价格已经开始上涨。”一电动车企业采购负责人透露。“关键是现在市场严重供不应求,目前电动自行车行业的空配率达到了50-60%,许多厂家都是有车没电池。”
根据行业数据显示,进入7月份,天能、超威、永达等多个品牌的铅蓄电池价格均出现上涨。5月份以来,铅蓄电池价格已经累计涨10-30%。
与此同时,受铅蓄电池价格上涨影响,电动车价格也开始大幅上涨。全国多个地区电动自行车电池普遍涨价,多数在200-300元之间,但部分品牌涨幅达到50%。笔者认为,由于铅蓄电池生产企业数量骤减,在最近两三年里,铅蓄电池产能很难恢复2011年以前,因此电动车电池紧缺状况难以缓解。
二、锂电池“乘虚而入”
借助铅酸蓄电池停产和涨价,给锂电池进入电动自行车行业提供了机会。近几年铅蓄电池生产企业举步为艰,而外界一度传言,由于铅蓄电池污染问题未来锂电池或将替代铅蓄电池。天津电动自行车协会理事长龚孝燕接受消费日报记者采访时说,“现在铅蓄电池被锂电池取代的趋势已不可逆转。”
2010铅蓄电池环保事件未爆发前,锂产池产量26.87亿只,2011年产量为29.66亿只,2012年,锂电池在铅蓄电池供不应求的情况下实现了爆发式的增长,当年年产量达41.78亿只,同比增长了40.86%(见图一)。
图一:我国锂电池近五年产量
数据来源:国家统计局
国家统计局数据显示,2013年1-12月,我国电池制造业主要产品中,锂离子电池累计完成产量47.68亿自然只,累计同比增长16.9%。据分析,2013年1-12月,我国电池制造业累计完成出口交货值同比下降4%,累计产销率达97.7%;其中12月份当月出口交货值同比下降2%,当月产销率97.2%(见图二)。在效益方面,1-12月,全国规模以上电池制造企业累计主营业务收入同比增长11.4%,实现利润总额同比下降0.5%,完成税金总额同比增长24.8%。其中锂离子产品主营业务收入同比增长17.8%,实现利润总额同比增长28.9%,完成税金总额同比增长19.6%。
图二:2013年我国锂电池产量月度增长统计
数据来源:国家统计局
三、我国锂电池现状
我国锂离子电池的生产尚处于起步时期,目前还没有一家企业进入规模化生产阶段。但是,由于国家鼓励发展锂离子电池的生产,我国不少电池厂以及一些有实力的企业集团均看到了中国锂离子电池的潜在市场,正准备或已不惜投巨资生产理离子电池,这些作法无疑会促进民族锂离子电池工业的发展。但是,我国锂电池技术水平却相对落后。
1.关键技术、材料与装备严重依赖进口
关键技术依赖国外:大部分被日本和美国公司垄断。
关键材料依赖进口:现在锂电池的关键材料如隔膜和电解液都是从国外进口的,仅隔膜要占成本的20%—30%,如果将来有国内企业研发成功了国产化的隔膜和电解液,价格将进一步大幅下降。
关键装备依赖进口:生产动力电池隔膜的装备已列入西方对我国的限制出口清单
电池标签印刷装备的核心部件80%以上依赖进口。
2.生产工艺参差不齐
由于在锂电池的制造工艺和设备上无法与铅蓄电池媲美,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐,制造标准还达不到一致性。48V电动车锂电池由13个锂电池电芯串联而成,由于锂电池电芯的放电及充电特性(容量及电池内阻等很多参数)很难做到绝对一致,在使用过程中每个锂电池的差异性逐渐扩大,最终导致其中一个电芯在使用过程比其它电芯衰减快甚至首先损坏而使整组电池组失去放电功能,整组锂电池就不能达到正常寿命期了。所以锂电池组必须要求同组的13个电芯的一致性非常高才能使电池组的寿命接近单个电芯的寿命。由于电芯的特性差异太大不能配组的电芯称为B级电芯,只能用于单个使用,价格相对便宜很多。有些商家就采用B级电芯串联成低价位的电池组,寿命很难有保证。
3.知识产权缺失
目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权问题上,还不知如何应对。
4.原材料国际认证极少
现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要还是取自国内,但是国内的原材料要通过国际认证,生产出的锂电池才能被国际认可,所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。
5.资源战略缺乏缺乏资源战略研究,影响锂电池产业的可持续发展。比如天然石墨就属于不可再生的战略资源,过度开发低价出口。
四、我国铅蓄电池现状
随着我国经济的持续快速发展,中国汽车、摩托车、电动助力车、通信、信息、电力等基础产业发展十分迅速,这些行业在我国处于一个高速成长期,对铅蓄电池的需求日益增长,铅酸蓄电池工业呈持续、快速增长趋势。目前,我国蓄电池消费主要集中在汽车启动用市场和电动助力车市场,两者占据大部分比重,消费份额为66.41%;固定用市场占18.60%;摩托车用占5.84%,其他用量占1.75%(见图三)。
图三:我国铅酸蓄电池产量结构图
数据来源:我的有色网
随着我国汽车、电动助力车保有量进一步扩大,铅酸蓄电池更换频率非常高。因此,市场还表现出一种循环的需求模式,这将进一步刺激铅酸蓄电池产品在该领域的消费。我国铅酸蓄电池的市场需求以每年15%-40%的速度增长,产量连续多年超过3000万千伏安时(kVAh)。铅酸蓄电池由于具有成本低、技术成熟等优势,在近期国家产业发展中仍将占主流地位。
目前,国内大多数蓄电池生产厂的设备利用率已经超过90%,有的甚至达到100%。以风帆、骆驼、统一为代表的汽车蓄电池企业产量稳步增长,启动用蓄电池产量分别达到544万、196万、230万和52万kVAh,其中风帆的产量占行业总额的27.2%。为满足不断增长的市场需求,风帆公司已将年产能提高了15%,还对生产技术进行升级换代,并引进先进技术和先进测试设备来提高生产效率,技术改进主要集中在功率更高免维护的高端SLA(密封铅酸电池)产品上。扬州华富实业有限公司在扩大产能的同时,研发重点是具有更快放电速度和更长寿命的轻量和高容量SLA电等。
近年来,通过兼并重组,蓄电池企业生产规模不断扩大,一些大型企业发展迅速,产业集中度在40%以上。
欧盟、美国等发达国家和地区出于保护本国环境的考虑,早已限制铅酸电池制造业在本国发展,转而向中国等发展中国家采购。目前,我国已成为最大的铅酸蓄电池出口国。
铅蓄电池的特点
价格低廉铅蓄电池怕价格比锂电池的价格要低很多。其主要原因是:原料料容易得到而且价格便宜;技术成熟,生产方便;产品一致性好;我国范围内均可实现大规模生产,这是锂电池无法取代铅蓄电池的主要原因之一。
比功率记铅蓄电池电势高,大电流放电性能优良,可以满足车辆起动和加速的功率要求,因此可以减少大功率电子控制器件的使用,从而提高车辆能量的利用效率。
使用安全铅蓄电池易于识别电池荷电状态,可在较宽的温度内使用,而且电性能稳定可靠。
再生率高铅蓄电池回收再生率是锂电池的5倍。
铅蓄电池VS锂电池
1.铅蓄电池VS锂电池之性能
目前,就整个铅蓄电池行业来说,比功率真和成本指标已经远远超过锂电池的功能和指标。虽然铅蓄电池的比能量、快速充电时间还落后于锂电池,但是相对于锂电池来说,价格的优势在中国这样对电池需求的发展中国家来说,已经创造超出其本身的价值(见表三)。
表三:铅蓄电池VS锂电池之性能
性能 设为100%的值 铅蓄电池% 锂电池% 比能量/(W·h·kgˉ¹) 150 22 84 比能量/(W·h·Lˉ¹) 300 24 100 循环寿命 1200cycles 80 84 浮充寿命 20years 100 40 比功率/(W·kgˉ¹) 400 100 75 价格/(W·h·($1.00)ˉ¹) 5 92 27 再生率 5 100 20 能量效率/% 100 80 85 自放电/month 36 87 75 安全率 15 55 20
数据来源:我的有色网
2.铅蓄电池VS锂电池之购置费用
鉴于当前锂离子电池市场价格相差较大,笔者列出了当前各种典型价格的150Ah/24V电池组价格与铅蓄电池相对比值(表四)。表三可见,当前磷酸亚铁锂动力电池与国产阀控铅酸蓄电池比,价格高出4-5倍;价格最高的锰酸锂动力电池比国产阀控缽蓄电池贵8倍。
表四:1150Ah/24V电池组购置费用对比(黄色格为当前可能价格)
电池类型 阀控铅蓄电池 水平铅蓄电池 锰酸锂动力电池 磷酸亚铁锂动力电池 6.50元/Ah 1960元(国产)100% 5294元/270%~10588元/540% 6825/348% 7800/398% 7.00元/Ah 7350/375% 8400/429% 8.00元/Ah 8400/429% 9600/490% 10.00元/Ah 10500/536% 1200/612% 12.00元/Ah 12600/643% 14400/735% 14.00元/Ah 14700/750% 16800/857% 15.00元/Ah 15750/801% 18000/918%
数据来源:我的有色网
3.铅蓄电池VS锂电池市场占有率
随着铅酸蓄电池的技术进步,铅酸蓄电池被广泛应用于国防、航空、通信、交通等众多领域,促进了信息、通信、汽车等相关产业的快速发展。在我国,铅酸蓄电池在汽车、电动自行车、通信、储能等领域获得了广泛的应用,仍然是化学与物理电源行业产值规模最大的产品系列,2013年铅酸蓄电池产量同比增长13%,达到18210万KVAh,销售收入增长9%,达到1177亿元。
相关数据显示,目前锂电池的主要应用领域在笔记本电脑和手机两大领域,约占到整个市场份额70%。在电动自行车行业,由于技术成熟,铅蓄电池一直占据主流。今年年初,锂电池在这一领域的占有率还只有4%左右。
“锂电池成本较高电动自行车竞争激烈,所以在这一领域以以与成本优势的铅蓄电池形成抗衡。”2014年铅蓄电池国际技术研讨会上上海海宝特种电源有限公司相关负责人发表讲话表示。
4.铅蓄电池VS锂电池发展历程
1881年特鲁夫(GustaveTrouvé)制造出世界上第一辆电动三轮车时,使用的是铅蓄电池。目前仍有不少混合动力车和纯电动汽车采用新一代铅蓄电池。
20世纪90年代,日本索尼公司首先研制成功电动汽车用锂电池,当时使用的是钴酸锂材料,存在着易燃易爆的缺点。
结论
目前国内铅酸蓄电池回收管理存在最大的挑战就是,对整个系统中的生产者、销售者、使用者、回收者的责任没有规范性要求,正规体系很难建立。另外,具有危险废物综合经营许可证的单位才可以从事废铅酸蓄电池收集、贮存和处置等经营活动。由于申请的门槛高,很多企业或个人难以达到要求。据了解,现在国内拥有专业回收废铅酸蓄电池资质的企业不超过5家。
如果能建立起一个完善的废铅酸蓄电池的回收体系,这样就为推广电动车出行解决了后顾之忧。对此,有专家提出这样的建议,多建一些便民充电站,并在每个公交站牌上标出最近的充电站地址;专门开设电动车道,在大型活动区域开辟电动车停车场地,并设立专人看管;建立完善的废旧电池处理流程并透明化,为激发市民环保积极性,可派专人上门回收废旧电池,甚至可以有偿回收。
综合上述行业现状来看,虽然众多企业仍然非常看好锂电行业未来的发展,但由于目前受到投资过热、需求滞后以及核心技术等方面的制约,锂电要实现对电动车行业的拉动作用还需要经受住市场进一步的考验。包括电动自行车企业和电池企业在内,对锂电市场的热度也有必要降一降温,更加理性的看待这一新兴市场未来的发展。科学、合理、可持续的进入这一行业,保持良性竞争,切实推动整个产业层面的转型升级。
【备注】:
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