黃世霖：大力推廣鋰離子電池在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應用
圖為寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司總裁黃世霖在做主題演講
2016年6月20-21日，青海省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )在青海西寧舉辦，“鋰產(chǎn)業(yè)-新生態(tài)”國際高峰論壇。本屆論壇是“第十七屆中國·青海綠色發(fā)展投資貿易洽談會(huì )”的重要活動(dòng)之一，體現了“開(kāi)放合作·綠色發(fā)展”的主題。電池中國網(wǎng)對本屆論壇進(jìn)行了全程直播報道。
本次論壇將圍繞國際上關(guān)注的行業(yè)創(chuàng )新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈合作進(jìn)行深入研討，交流各國情況，探討政策合作。圍繞鋰資源、電動(dòng)汽車(chē)、先進(jìn)電池技術(shù)和鋰資源高效利用等設計專(zhuān)題，深入研討熱點(diǎn)等前沿性問(wèn)題。
論壇上寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司總裁黃世霖做出了講話(huà)，以下為發(fā)言?xún)热荩?/p>
黃世霖：各位朋友，各位領(lǐng)導，下午好！我是來(lái)自青海本地企業(yè)，青海時(shí)代新能源科技有限公司的黃世霖。青海時(shí)代新能源科技有限公司是寧德時(shí)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(gè)領(lǐng)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(zhì)的電池材料，再把這些電池材料變成好的動(dòng)力電池和電池系統，來(lái)助力打造青海千億級鋰產(chǎn)業(yè)鏈。
眾所周知，鋰離子電池新的市場(chǎng)需求正在非?？焖俚匦纬?。鋰離子電池目前分為三大塊。第一塊是消費類(lèi)電子產(chǎn)品?，F在大家在移動(dòng)設備上面，智能手機、筆記本電腦上絕大多數已經(jīng)用鋰離子電池了，這個(gè)市場(chǎng)容量基本上可以以百億作為單位來(lái)計算的。第二塊是現在方興未艾的電動(dòng)汽車(chē)需求，不管是純電動(dòng)汽車(chē)還是插電式混合動(dòng)力汽車(chē)，目前的需求已經(jīng)逐漸形成。第三塊，提醒同仁們注意的就是，將來(lái)鋰電用在儲能領(lǐng)域。它的市場(chǎng)容量將比電動(dòng)汽車(chē)還廣闊，甚至可以用萬(wàn)億的這樣一個(gè)產(chǎn)值來(lái)衡量它的市場(chǎng)。
電動(dòng)汽車(chē)與儲能市場(chǎng)的需求，為鋰離子電池形成了一個(gè)嶄新的市場(chǎng)空間。目前來(lái)看，一批有技術(shù)基礎以及生產(chǎn)能力的企業(yè)在非?？焖俚爻砷L(cháng)，動(dòng)力電池的技術(shù)進(jìn)展也非常的神速。
從目前來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)以及儲能應用的要求需要安全、高能量密度、長(cháng)壽命、低成本，而且具有相當的成熟技術(shù)的產(chǎn)品實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，以匹配這兩個(gè)行業(yè)快速的發(fā)展?，F在來(lái)看，鋰離子動(dòng)力電池是目前最優(yōu)的一個(gè)選擇。廣闊的市場(chǎng)需求也正在吸引非常多的研發(fā)和制造的投入到這個(gè)行業(yè)里面來(lái)，促進(jìn)了鋰離子電池技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，所以這個(gè)行業(yè)最近發(fā)展非?？?。
簡(jiǎn)單介紹一下CATL，我們是專(zhuān)注于做動(dòng)力電池和儲能電池盒系統集成的服務(wù)，具備從電池材料、電芯模組到系統集成的研發(fā)、設計、量產(chǎn)，以及電池回收的能力，提供全產(chǎn)業(yè)鏈的解決方案。目前，整個(gè)CATL定位為高端的產(chǎn)品生產(chǎn)，是很多新能源乘用車(chē)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(hù)提供電池解決方案。
談到動(dòng)力電池，其實(shí)在技術(shù)上面是非常的重要。動(dòng)力電池追求五個(gè)方面的性能，安全是擺在第一位的，另外兩個(gè)追求，一個(gè)是能量密度，一個(gè)是功率密度，然后很重要的就是使用壽命。我們的動(dòng)力電池在市場(chǎng)上面都是保用8年。在將來(lái)的儲能上面希望我們的動(dòng)力電池可以用上20年。最后一個(gè)是成本。五個(gè)方面要平衡的發(fā)展，需要更大的一個(gè)系統來(lái)保障這五個(gè)方面得到均衡的發(fā)展。比如電化學(xué)的設備、工藝、質(zhì)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(jìn)性的話(huà)，就很難保證動(dòng)力電池核心的五個(gè)方面的性能，所以動(dòng)力電池的研發(fā)和生產(chǎn)是一個(gè)技術(shù)密集型和資金密集型需要巨大投入的行業(yè)。
時(shí)代新能源在產(chǎn)品路線(xiàn)上已經(jīng)非常清晰。在儲能、動(dòng)力電池系統里面，選擇磷酸鐵鋰體系，在商用客車(chē)的動(dòng)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(shí)可以滿(mǎn)足這兩個(gè)方面的需求。在乘用車(chē)動(dòng)力電池系統里面，包括純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力，現在的微混系統，選擇三元材料的體系來(lái)開(kāi)拓產(chǎn)品。
這是我們在“十三五”期間動(dòng)力電池發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)。為什么把它擺在這里呢？就是希望大家能夠了解鋰動(dòng)力電芯的技術(shù)進(jìn)步，一定可以在“十三五”期間滿(mǎn)足到絕大部分的市場(chǎng)運行要求。大概分為三大塊。
一塊是純電動(dòng)的需求。國家“十二五”末的要求，一個(gè)是180瓦時(shí)/公斤，插電式125瓦時(shí)/公斤，這兩個(gè)從承接國家“十二五”科技創(chuàng )新項目的時(shí)候，已經(jīng)順利實(shí)現量產(chǎn)。經(jīng)過(guò)后面五年的努力，到2020年，中國動(dòng)力電池的產(chǎn)品在保證原有的五個(gè)性能要求下，能量密度達到300瓦時(shí)/公斤到350瓦時(shí)/公斤的目標，而且實(shí)現量產(chǎn)。另外，將來(lái)會(huì )有很大的應用方面，就是實(shí)現快充用動(dòng)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(mǎn)，10—15分鐘，就是具備4C的充電能力。
還有一塊，將來(lái)量也非常大的，就是關(guān)于12伏或者48伏的起停電池，用于微混應用的。這些技術(shù)實(shí)現的話(huà)，就可以涵蓋到未來(lái)我國電動(dòng)汽車(chē)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(lǐng)導已經(jīng)談了，目前來(lái)看，為了改善環(huán)境，保障能源的發(fā)展，會(huì )出現兩個(gè)非常重要的趨勢。一個(gè)在能源產(chǎn)生端，就是發(fā)電端，清潔能源的比例一定會(huì )開(kāi)始越來(lái)越多、越來(lái)越大，包括核電、光伏、風(fēng)能、生物能這樣會(huì )多起來(lái)。另外一個(gè)，在能源消耗端，可以看得到，化石能源這樣的設備會(huì )逐漸的電氣化，會(huì )被用電設備代替，電動(dòng)汽車(chē)就是一個(gè)非常典型的例子，用油改為用電。這兩個(gè)趨勢一旦形成以后，儲能將會(huì )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(yōu)勢，也是市場(chǎng)的最佳選擇。因為這個(gè)規?；漠a(chǎn)業(yè)鏈逐漸在形成，它是直接純電的，所以效率比較高。同時(shí)，超長(cháng)使用壽命的技術(shù)，現在來(lái)看很快就會(huì )成熟。因為我們現在在追求，單體電芯可以做到15000次循環(huán)，就是說(shuō)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(huán)境的適用性都比其他的要優(yōu)勝，所以?xún)δ芗夹g(shù)以及裝備在未來(lái)世界上具有非常廣闊的市場(chǎng)。
所以從儲能上面來(lái)看，從發(fā)電、輸電到配電、到用電，基本上每一個(gè)環(huán)節都可以用得到。未來(lái)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(diǎn)介紹一下，如果將一個(gè)儲能的體系來(lái)講分四大部分。一是能量?jì)Υ鎲卧?，這個(gè)有很多電池各種各樣的東西；另一個(gè)是能量轉換，就是把直流電、交流電變來(lái)變去的東西；還有一個(gè)是能量接入，如變壓器、開(kāi)關(guān)柜這些；最重要還有一個(gè)能量管理，將來(lái)的智能電網(wǎng)、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(shù)都走向成熟。如果要在青海打造千萬(wàn)鋰產(chǎn)業(yè)鏈的話(huà)，要在原材料、電芯，再把整個(gè)下游產(chǎn)業(yè)鏈鏈接起來(lái)，在青海打造千億的甚至更高的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)講不會(huì )是一個(gè)神話(huà)。
儲能業(yè)務(wù)一個(gè)非常關(guān)鍵的因素，是產(chǎn)品的可靠性以及它的使用壽命?；旧衔磥?lái)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(shí)要進(jìn)行規?；?、標準化的生產(chǎn)，來(lái)降低成本。最最重要的一條，就是梯次利用的產(chǎn)業(yè)要形成。因為如果咱們的動(dòng)力電池能夠做到20年使命壽命的話(huà)，在電動(dòng)汽車(chē)上面用到8年甚至10年以后，這個(gè)電池是可以完全用很低的成本回收，用到電網(wǎng)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(shí)候，要有足夠長(cháng)的壽命、足夠好的性能，在做成模組和電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)候，就要考慮未來(lái)的模組和電動(dòng)汽車(chē)的電池包可以非常容易的應用到儲能系統里面來(lái)。不要拆下什么東西，只要連起來(lái)就可以用了。儲能用完以后再進(jìn)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(gè)非常完整的循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)鏈，這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈一旦形成以后，在每一個(gè)環(huán)節都可以產(chǎn)生非常好的經(jīng)濟效益，所以是可以比較可持續發(fā)展的一個(gè)思路。
還有一個(gè)動(dòng)機，大家現在非常非常重視鋰電的成本。動(dòng)力電池或者儲能電池好像成本非常高，感覺(jué)經(jīng)濟效益不夠。我在這里給大家簡(jiǎn)單地列一個(gè)概念。對儲能系統來(lái)講，應該怎么看它的成本。實(shí)際上我們現在要把很復雜的問(wèn)題作為一個(gè)非常簡(jiǎn)單的看法來(lái)看。儲能的目的是什么？存儲電能。要算它的成本的話(huà)很簡(jiǎn)單，1度電存到這里來(lái)以后，再把這1度電還給你，到底花了多少錢(qián)，大家只要關(guān)心這個(gè)東西就可以了。至于這個(gè)系統的可靠性、安全性由廠(chǎng)家來(lái)做。2010年根據磷酸鐵鋰電池的價(jià)格、性能以及循環(huán)壽命、效率，包括整個(gè)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(zhù)不是剛性需求的話(huà)，這個(gè)完全沒(méi)有經(jīng)濟效益。經(jīng)過(guò)這些年同仁的努力，2015年，我覺(jué)得是改變的一年，同樣的鋰電、同樣的系統，1度電存進(jìn)來(lái)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(lái)算的，實(shí)際上會(huì )更好一點(diǎn)。
7毛3，為什么是一個(gè)轉折點(diǎn)呢？大家都知道，我國東部地區的峰谷電差價(jià)都是大過(guò)8毛錢(qián)的。假如晚上谷電存起來(lái)，白天峰期的時(shí)候放出去，峰谷電價(jià)都差過(guò)8毛。這樣就意味著(zhù)，如果僅僅拿來(lái)做削峰填谷的話(huà)，這套設備裝進(jìn)去以后，已經(jīng)可以有非常低的正效益。如果按照現在的趨勢繼續發(fā)展下去，到2018年，同樣存進(jìn)1度電再放出來(lái)的時(shí)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(gè)電動(dòng)汽車(chē)的電池用很低的成本拿來(lái)做梯次利用的話(huà)，將來(lái)儲能系統的綜合度電成本是非常低的，可以創(chuàng )造非常好的效益的。比如說(shuō)電池循環(huán)壽命做的夠好的話(huà)，一天做兩個(gè)循環(huán)，電的差價(jià)都超過(guò)1塊多錢(qián)，但是成本只要3毛錢(qián)，這樣來(lái)講，未來(lái)儲能的經(jīng)濟效益是非常好的。
儲能既然有這樣好的市場(chǎng)前景，這幾年我們在非常努力的做很多技術(shù)的儲備。未來(lái)的儲能有幾種應用方式呢？簡(jiǎn)單的給大家舉一些我們在做的示范項目。比如說(shuō)，在青海省政府的支持下，我們在格爾木建了一個(gè)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(shí)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(fā)的比例達到20%的話(huà)，配上這樣一個(gè)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(fā)率更高的話(huà)，能夠撿回來(lái)的電會(huì )更多。所以這樣一個(gè)動(dòng)機是未來(lái)解決我們國家光伏和風(fēng)力發(fā)電棄光、棄風(fēng)的一個(gè)非常有效的手段。目前來(lái)看，我們在格爾木的這套光儲電站已經(jīng)并網(wǎng)。歡迎大家到去參觀(guān)，同時(shí)去看它實(shí)際運行的數據。未來(lái)儲能可能是解決我們國家垃圾電，把它變成一個(gè)穩定可靠的優(yōu)質(zhì)電量，同時(shí)可以解決棄光限發(fā)的問(wèn)題。
另外一個(gè)應用，我們在青海西寧的鋰電展館里面也做了一個(gè)以?xún)δ転楹诵牡闹悄茈娋W(wǎng)在應用。光伏沒(méi)有配風(fēng)力發(fā)電，光伏配上常規電網(wǎng)，配一個(gè)儲能就可以在不需要對這個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行任何改造的情況下，給電動(dòng)汽車(chē)提供高功率充電。這樣一套系統，可以實(shí)現分布式光伏發(fā)電的充分消納，參與削峰填谷，替代現在經(jīng)常備用的應急電源、備用電源，無(wú)須改造電網(wǎng)，可以對電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行大功率的充電。同時(shí)，這套系統可以實(shí)現在為電動(dòng)汽車(chē)電池充電的時(shí)候，對電池同時(shí)實(shí)現一次檢測。這樣為未來(lái)我們國家電動(dòng)汽車(chē)數量很大的情況下，確保動(dòng)力電池的安全使用是非常非常重要的一個(gè)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(gè)系統里面，可以設計成固定式的，也可以設計成移動(dòng)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(jīng)運行了。我們在福州也做了這樣一套東西。
這個(gè)技術(shù)實(shí)際上還埋藏著(zhù)另外一個(gè)未來(lái)的應用。有很多同事一直在談V2G，就是電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)際如果中間沒(méi)有這樣一個(gè)存儲單元的話(huà)，電動(dòng)汽車(chē)的電要賣(mài)給電網(wǎng)是非常非常困難的。因為時(shí)間和需求的不對稱(chēng)。但是如果有這套東西以后，現在是給電動(dòng)汽車(chē)充電，將來(lái)只要把它設計成雙向的，電動(dòng)汽車(chē)的電想賣(mài)給電網(wǎng)的時(shí)候，就可以先把它騰到這樣一個(gè)儲能的裝置里面，電網(wǎng)調度的人員可以根據電網(wǎng)的需求從儲能里面去調動(dòng)這樣的電力來(lái)用，這是非常重要的一個(gè)未來(lái)應用的東西。
大家實(shí)際上可以再展開(kāi)去想一想，將來(lái)我們國家電動(dòng)汽車(chē)應該是什么樣的?，F在大家很討厭的一個(gè)是基礎的充電設施不夠，另外一個(gè)是充電時(shí)間還很長(cháng)，所以將來(lái)應該電動(dòng)汽車(chē)主流是會(huì )爭取快速充電、集中充電這樣一個(gè)方式。如果大家設想一下，15分鐘就能充滿(mǎn)電，可以跑300公里，如果在每一個(gè)加油站都配上這么一個(gè)東西的話(huà)，使用電動(dòng)汽車(chē)跟使用傳統的燃油車(chē)完全沒(méi)有這樣一個(gè)苦惱。所以我覺(jué)得這個(gè)是可以在青海生產(chǎn)的高端產(chǎn)品走向全國、走向全世界的一個(gè)新的概念。
時(shí)間的關(guān)系，后面的例子不再多談了?；旧媳热缯f(shuō)像智能電網(wǎng)可以取消某一些地區的局部微網(wǎng)增容、擴容的需求，這都可以實(shí)現，同時(shí)也可以用于電動(dòng)汽車(chē)；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(lái)，這個(gè)是移動(dòng)式的；這個(gè)是商業(yè)樓宇里面，將來(lái)的酒店和商業(yè)樓宇底下一定要配充電樁的，這就要對電網(wǎng)進(jìn)行改造、擴容，其實(shí)是沒(méi)有必要的，像國貿大廈這樣配上儲能，電網(wǎng)都不需要改造的，而且用網(wǎng)上便宜的電給電動(dòng)汽車(chē)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(gè)備用的。
簡(jiǎn)單的跟大家交流這些。謝謝大家！
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