《欧盟投重金扶持电池产业》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2018-10-22
  • 日前,有消息称欧盟计划允许各成员国资助动力电池研发项目,并打算为建设大型动力电池工厂的企业提供较高的补贴。

      欧盟的动力电池困境

      由于历史因素,与中日韩三国相比,欧美诸国并没有崛起一批动力电池巨头企业。在当前的动力电池市场竞争中,欧美各国的动力电池企业在规模、市场份额等方面都相对较小。

      相关统计数据显示,2017年全球动力电池企业销量中,中国企业在前十名中占据七席,其中宁德时代排名第一,年动力电池销量达12GWh;松下排名第二,年动力电池销量达10GWh;比亚迪排名第三,年动力电池销量为7.2GWh。

      随着电动汽车产业的发展,动力电池越发让各国政府、各大车企重视。来自券商的一份研究报告显示,当前平均每辆电动汽车中,“三电”(即电池、电机、电控)的成本占比为50%左右,其中电池占“三电”成本的70%。尽管动力电池的制造成本还在下降,但在可预见的未来,动力电池在电动汽车的成本比例中仍占据最大份额。

      据金属咨询公司CRU估计,到2030年电动汽车和混合动力汽车预计将占全球汽车市场总销量的30%,届时汽车制造商对动力电池的需求量将是一个异常庞大的数字。

      在这种情况下,欧盟开始担心作为欧盟经济支柱之一的汽车产业,随着电动汽车的发展会被亚洲车企甩在身后,并且依赖亚洲动力电池产业存活。欧洲汽车零部件供应商协会(CLEPA)也曾公开表示:“欧洲厂商每制造一台电动汽车就需要支付4000美元至7000美元的电池成本给中国厂商。”

      为此,欧盟在2017年成立了一个由当地企业组成的联盟,目标是建设10至20家大型电池工厂,欧盟预计到2025年,欧洲汽车电池产业链规模估计将达到2500亿欧元(约合2900亿美元)。

      但是,欧盟的“雄心”并没有得到本土企业有力支持,目前只有瑞典的Northvolt计划在欧洲建立大型锂离子电池工厂。至于车企,面对正在蓬勃发展的电动汽车市场,欧洲主要车企没有时间等待欧洲本土动力电池企业崛起,反而主动与亚洲电池企业洽谈合作,譬如,欧洲豪华汽车制造商宝马集团与戴姆勒集团已与宁德时代达成合作,大众汽车集团则计划从LG在波兰的工厂获得动力电池。

      欧盟的一线机会

      与其他产业相比,在电池产业的价值链中,钴、锂等原材料生产商占据了很大一部分利润,另一大部分则属于电池制造商,而在电池研发端则具有资金投入大、技术进步难、收益相对较低等特点。Northvolt创始人兼首席执行官彼得·卡尔松(Peter Carlsson)表示:“这条价值链有点失衡,这是欧洲涉足的企业数量有限的原因之一。”

      相对中日韩三国,欧盟在发展动力电池上依然有自身独特的优势,譬如,欧洲具有非常强大的汽车工业和化工工业,在研发创新能力方面甚至强于中日韩三国。

      在中日韩企业主导动力电池市场的情况下,欧盟很难在当前电池技术路线上对中日韩三国实现“超车”,但是欧洲一些企业可以通过研发新一代电池来与中日韩企业竞争。业内人士向《国际金融报》记者表示,固态电池具有安全性高、能量密度高、适用范围广的特性,当前车企使用的锂离子电池在未来几年有可能被固态电池技术取代。

      此外,伴随欧洲车企向电动化转型,对动力电池的需求量也将成倍增长,欧盟可以通过政策鼓励本土车企使用本土企业生产的电池,刺激本土动力电池制造商成长。

      当前,欧盟计划允许各成员国对相关动力电池项目进行补贴。譬如,法兰克福的TerraE控股公司计划建立一座超越特斯拉的超级电池工厂,最大产能预计将达到34GWh,这座工厂的建设项目已经获得德国研究部门520万欧元的资助。

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    • 6月14日,欧洲议会议员以587票赞成、9票反对和20票弃权通过了与理事会达成的一项协议,以全面改革欧盟关于电池和废电池的规定。 这个规定也被称为“欧盟新电池法”。按照立法流程的规定,理事会现在须正式批准该文本,并在欧盟官方公告上发布,法规将在其后的20天生效。 报告员Achille Variati表示:“我们首次制定了涵盖产品整个生命周期的循环经济立法,这种方法对环境和经济都有好处。我们的总体目标是建立一个更强大的欧盟回收行业,特别是锂,以及一个具有竞争力的整个工业部门,这在未来几十年对我们大陆的能源转型和战略自主至关重要。这些措施可能成为整个全球电池市场的基准。” 欧盟新电池法通过,并不是结束,而是代表着一个新的开始。这将会有更多的二级立法和一系列配套的执行措施在路上。 01 电池法的前世今生 电池是向气候低碳化和更清洁用能过渡的关键技术。全球对电池的需求正在迅速增长,到 2030 年将增长14倍。欧盟可能占该需求的 17%。 早在2019年,欧盟委员会于发布了对前电池指令的评估。评估得出的结论是,尽管电池指令在改善环境、回收等方面取得了积极成果,然而也无法完全实现其目标,特别是与收集废电池或材料回收效率有关的目标。评估指出,由于缺乏整合技术创新和新用途的机制,该指令很难跟上技术发展的步伐。 2020年12月,欧盟委员会提出了一项关于电池和废电池监管的提案,也就是《新电池法》的雏形,以替代旧有的电池指令。新电池法提案考虑了该行业的技术发展和未来挑战,并将涵盖电池从设计到报废的整个生命周期。 该提案旨在加强内部市场的运作,促进循环经济,减少电池生命周期各个阶段对环境和社会的影响。该倡议与欧洲绿色协议、循环经济行动计划和新工业战略密切相关。 2022年12月,欧盟委员会同意欧洲议会和欧洲理事会达成临时政治协议(详见环球零碳文章),法案具体内容已经敲定。 此次通过的《新电池法》,尽管细节文件还未出台,从披露的一些指标来看,和去年12月那版没有明显变化。 一是提供电池碳足迹声明和标签,要求企业根据相关标准,收集并计算向欧盟出售的电池在每一个生命周期阶段的碳排放数据,包括上游原材料、产品生产、运输、报废和回收。 二是设定最低回收率及材料回收目标,就是关于废弃电池最终有多少可以进行回收的百分比。 三是提供电池护照,其中动力电池被明确要求具有电子记录。只有拥有电池护照的动力电池,才能进入欧洲市场。 02 高比例的回收要求能否实现? 根据电池法的规定,未来几年的回收率目标如下: 到2027年,锂的回收率应达到50%,钴、铜、铅和镍的回收率应达到90%;到2031年,锂的回收率应达到80%,钴、铜、铅和镍的回收率应达到95%。 博萃循环碳咨询部门国际业务负责人吴彬告诉《环球零碳》,国内目前采用的回收方式主要是物理法预处理和湿法回收。目前预处理黑粉的收集率已经能达到95%,而湿法部分,锂的回收率可以达到85%至90%,镍和钴的回收率超过98%。但是,以电芯为衡量标准的话,需要将这两个指标相乘。 由于具体的计算细节尚未确定,还不能判断达到这些高回收率目标是否存在困难。 03 不仅仅要核算电池碳足迹 新电池法要求覆盖产品整个生命周期,将迫使企业在产品设计和生产阶段考虑电池的可持续性和回收性。企业需要寻求使用更环保的材料和生产方法,以减少电池对环境的影响,并确保电池能够被有效回收和再利用。 对于企业而言,电池材料的来源、技术规格、化学成分、制造过程、碳足迹等都在电池护照披露信息中显示,能够让企业清晰供应链,深度掌控原材料供应,并可将成本、产能、风险和机会透明化。 吴彬表示,出口电池做好碳足迹只是一部分,电池法规对电池的监管是全生命周期的,包括如前段的供应链尽职调查要求,以及最终的回收处置等。法规中提到的数字电池护照,会在更广的ESG范畴对电池进行要求。 “对于出口电池的碳足迹具体怎么算,欧盟还会出具体的计算规则。” 针对电池的碳足迹,欧盟JRC(欧盟联合研究中心)牵头制定了相应的计算规则。这些规则将针对不同类型的电池,如汽车动力电池、储能电池和轻型交通工具电池等,制定相应的碳足迹计算规则。最近,动力电池的计算规则的最终初稿已经发布。 具体的计算细节和细则尚未最终确定,需要企业密切关注相关规定的发布,并遵循细则进行数据核算和计算方法的核证。 企业可以选择第三方去进行数据和计算方法的核证,从而只需要披露最终结果,而不需要披露计算细节,从而规避敏感数据的外泄。 04 应对绿色贸易壁垒的破局之道 我国不仅是全球最大的锂离子电池生产国,同时也是全球最大的电池材料生产国,是全球锂离子电池产业链最完整的国家,我国锂离子电池用正极、负极、电解液、隔膜的产量均占到全球的70%以上。 据中国海关总署统计,2022年中国锂离子蓄电池出口数额接近3426.56亿元,相较于2021年的1835.26亿元增长86.7%,创历史新高。今年一季度,我国锂电池出口1097.9亿元,同比增长94.3%。 据 SNE Research 数据,中国生产的动力电池在欧盟市场份额已经从 2020 年的 14.9% 上升至 2023 年的 34%。 近两年,欧盟及世界多国相继推出电池相关法律法规,提高了中国产品进入欧美市场的门槛。 6月11日,在“上海国际碳中和技术、产品与成果展览会”举办期间,中国化学与物理电源行业协会举办了国际首个电池行业环境声明(EPD)平台发布仪式。 《动力和储能电池产品类别规则(PCR)》由SGS主笔,包括宁德时代、弗迪电池、远景等60多家电池行业企业共同制定。旨在深入贯彻国家碳达峰碳中和发展战略,推动电池行业绿色高质量发展,助力国内企业在全球能源结构加速转型的宏观背景下顺利出海。 平台为电池产品开展EPD工作建立了详细的流程和规则,并严格按照国际标准规定的流程和要求制定了电池产品的类别规则(PCR)。EPD对产品整个生命周期的环境数据和信息进行报告,并经由独立第三方验证,更具科学性、可比性,更容易获得外界认可。 将来与国外开展EPD互认工作,有助于增强我国在全球电池行业的影响力和产业安全。
  • 《欧盟电池新规对CTP电池组发展的影响》

    • 来源专题:工业强基
    • 编译者:张欣
    • 发布时间:2024-07-05
    • 由于欧盟管理电池市场的新法规获得批准,电动汽车电池的可持续性、设计和回收将进行彻底改革。2023年6月,议会批准了制定电池要求的新规定,包括“电池护照”和某些材料的回收。近年来,电动汽车市场一直趋向于更大的系统集成,电池到车身和电池到底盘设计等技术可能更难从车辆上拆卸和/或拆除。这种情况会随着这些新规定的通过而改变吗? 新的欧盟法规涵盖了电池的整个生命周期,从开采材料到使用寿命结束时的回收。为了减少初始制造的影响,要求电池中有更多的回收成分,但也要求必须从废电池中回收多少锂(到2027年回收50%,到2031年回收80%)和钴、铜、铅和镍(到2023年回收90%,到2033年回收95%)。IDTechEx的锂离子电池回收市场研究发现,2043年将回收2380万吨锂离子电池。从长远来看,让使电池易于从车辆上拆卸下来并拆成零件可以帮助回收商。 CTP(Cell to Pack)电池组的设计使得电芯不再被分割成几个模块。相反,所有电池都直接堆叠在一起,以减少不必要的材料和重量,提高能量密度,简化制造,并降低成本。根据IDTechEx的研究,电池与电池组的重量比(电池占电池组重量的比例)平均增加了20%。电池到车身(Cell-to-body,CTB)或电池到底盘(cell-to-chassis,CTC)更进一步,使电池组成为车辆结构的结构部件,再次实现更大的集成并降低车辆的整体重量。市场一直朝着这个方向发展,比亚迪等制造商已经大量部署了CTP系统,而特斯拉4680的CTC设计也变得越来越普遍。 最初,考虑到电池组中的整体零件较少,人们可能会期望电池组到电池组的设计更容易拆卸到电池组级别。然而,CTP的设计通常会更多地使用结构粘合剂或封装泡沫,这通常会使拆卸电池组变得非常困难,并且在发生故障时的标准方法是完全更换电池组。如果所用的粘合剂或密封剂可以用溶剂溶解,而不会对电池造成太大损伤,那么这可以使回收更加简单,并成为材料供应商的一个可行的分化点。从电池到底盘,移除CTC电池组可能会成为一项更艰巨的任务,使回收商的工作更加困难。 对于电池设计者来说至关重要的是,欧盟法规没有对电池组的内部结构(模块结构、电池隔膜、粘合剂等)做出任何规定。一种回收方法是压碎/研磨电池。然后对其进行筛分,将较大颗粒与较小颗粒分离,后者含有有价值的电极材料。然后使用湿法冶金对黑色物质进行进一步处理,以回收电池级金属盐形式的锂、钴、镍等。理想情况下,这一过程将仅从电池开始,这样产生的黑色物质中的临界金属比例会更高。一些人将整个模块放入研磨机中;人们也可以处理整个电池组,在这种情况下,电池的设计在寿命结束时意义不大,设计者可以从较低的成本和更容易制造的电池组中获得短期利益。然而,这将使提取的后期阶段更加困难。 除了回收,电动汽车电池还有机会用于第二生命应用,例如作为固定储能器。IDTechEx关于第二生命电动汽车电池的报告发现,到2033年,其市场将达到70亿美元。这在短期内绕过了回收电池的需要,大多数二次电池制造商目前都选择在电池组级别集成电池,以避免复杂的拆卸程序。如果电池组构成车辆的结构部分,那么这将增加拆卸时间,使二次生命的重新利用成为一个更昂贵的过程。然而,如果再制造商假设拆解到电池水平,以利用其二次寿命电池中性能最好的电池,则电池到电池组的设计(不是电池到底盘的设计)可以减少拆解时间并降低再制造成本,从而有利于性能更好的二次寿命系统。 总之,CTP设计不太可能消失。由于制造成本的降低和能源密度的提高,汽车一体化的趋势可能会继续下去。电动汽车电池组的使用寿命通常比许多人最初预期的要长,但在未来,一旦更多的电动汽车电池的使用寿命结束,回收大量高度集成的电池组很困难,设计师必须在未来更加仔细地考虑这一点,尤其是在关键材料的回收目标变得更加严格的情况下。