低碳經(jīng)濟下鋰電行業(yè)發(fā)展問題研究

劉春堯 張文欣 婁鈺

摘要：近年來，我國提出供給側(cè)改革，大力提倡走以創(chuàng)新為驅(qū)動力的低碳經(jīng)濟發(fā)展道路。其中被譽為可能推動下一個工業(yè)革命的鋰電行業(yè)更是低碳經(jīng)濟中的核心。自2000年以來我國鋰電行業(yè)不斷開拓進取，如今已經(jīng)有了一定的規(guī)模。即便如此，在其發(fā)展的道路上仍然存在一定的問題，本文針對鋰電行業(yè)的發(fā)展進行研究，望有助于改進鋰電行業(yè)發(fā)展路程。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展；電動汽車；鋰電池

一、鋰電行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

鋰電池最早是在日本提出的，后續(xù)引進中國后經(jīng)過我國的大力發(fā)展，已經(jīng)具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模。尤其是近年來，大容量鋰離子電池的開發(fā)已經(jīng)在電動汽車領(lǐng)域得到應(yīng)用，是我國鋰電行業(yè)得到進一步的快速發(fā)展。隨著能源的緊缺和國際在環(huán)保方面的壓力以及技術(shù)發(fā)展的不斷革新，未來我國鋰電池的發(fā)展前景非常廣闊。

（1）我國鋰電池產(chǎn)量穩(wěn)步增長。隨著新能源汽車的持續(xù)放量，產(chǎn)銷量大增，市場需求持續(xù)擴大，鋰電子電池的市場需求量大幅提升，動力電池逐漸成為行業(yè)的主要增長點。據(jù)國家統(tǒng)計局最新公布數(shù)據(jù)顯示，2017年4月，中國鋰離子電池產(chǎn)量為73510.7萬只，而去年同期產(chǎn)量僅為49771.9萬只，同比增長47.70%；1-4月累計產(chǎn)量為2265094.8萬只，同比增長50.27%。鋰電池需求的高速增長主要依賴其三大應(yīng)用領(lǐng)域：3C數(shù)碼類、動力電池及儲能電池。3C數(shù)碼類2016年占整個鋰電池市場比重過半，但其產(chǎn)品需求日趨飽和，增速漸緩；儲能領(lǐng)域雖然增速相對較快，但占整個市場比重比較??；鋰電池行業(yè)的迅速增長主要受益于我國電動汽車的爆發(fā)式發(fā)展，動力電池的需求未來發(fā)展空間和市場潛力都非常巨大。根統(tǒng)計，2016年3C數(shù)碼類占鋰電行業(yè)總產(chǎn)量52%，2017上半年只占到了總產(chǎn)量的41%，發(fā)展前景不足，而動力類從2016年43%提高至2017年的55%。預(yù)計到2020年，中國鋰電池行業(yè)的總需求會達到143GWh，其中動力電池的需求量有望達到95.6GWh，預(yù)計占比將達68%，新能源汽車將成為驅(qū)動鋰電池需求增長的最強動力。

（2）2017年中國鋰電池市場總規(guī)模將達到85GWh。近幾年新能源汽車市場迅猛發(fā)展，但我國仍以政策導(dǎo)向型的市場為主，核心技術(shù)和共性技術(shù)與發(fā)達國家和地區(qū)相比存在短板，急需調(diào)整有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和消費政策，新能源汽車市場的進一步發(fā)展迫切需要依靠“政策+市場”的雙輪政策。目前，主要的下游產(chǎn)品如手機和電動汽車等均呈現(xiàn)了較為明顯的快速增長，大大拉動了鋰電行業(yè)的需求，鋰電池產(chǎn)量也一改頹敗之勢，呈現(xiàn)了快速的發(fā)展趨勢，動力電池也逐步成為鋰電池產(chǎn)業(yè)增長的主導(dǎo)力量。數(shù)據(jù)顯示，2017年預(yù)估我國鋰離子電池的市場規(guī)模將達到82.36GWh，此后3年復(fù)合成長率將達到25%。

（3）鋰電池下游應(yīng)用市場在不斷延伸和擴大。如果把鋰電子電池的下游應(yīng)用市場分為消費類電子產(chǎn)品、電動交通工具、工業(yè)&儲能這三大板塊，可以發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池的需求中心正處于由消費類電子產(chǎn)品的小電池市場想電動交通工具、工業(yè)儲能等動力電池市場轉(zhuǎn)移的發(fā)展階段。其中，電動交通工具及工業(yè)儲能的市場需求占比出現(xiàn)快速提升。從鋰電池的應(yīng)用范圍來看，3C、動力和儲能等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展已成為鋰電池行業(yè)發(fā)展的主要推動力，并且動力和儲能這兩大領(lǐng)域?qū)︿囯姵氐男枨笤鏊傺该汀?/p>

二、鋰電行業(yè)發(fā)展過程中存在的問題

（1）由于鋰電行業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)比較廣且具有很強的污染，因此，許多鋰電池在開采鋰的時候就已經(jīng)造成了巨大的污染和資源浪費。我國的鋰資源儲存量最多的在鹽湖中，然而，鹽湖采鋰的成本高且效率低下，因此大多數(shù)開采商仍然選擇礦石采鋰，這就造成了大量的污染以及亂踩亂挖的現(xiàn)象，違反了低碳經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展理念。鋰電池在回收過程中會產(chǎn)生的污染物主要有廢氣、重金屬廢水和氨氮廢水等，這些都可以通過實現(xiàn)技術(shù)上的進步從而用化學(xué)方法和生物方法來實現(xiàn)零污染。盡管鋰電池跟傳統(tǒng)的能源相比污染較輕，不含鉛、鎘等重金屬，但從工藝上來說，鋰的電解液中，仍然存在著含氟有機物和鎳、鉆、錳等重金屬，這些都會或多或少的對環(huán)境造成污染。除此此外，鋰電池在報廢之后，還會產(chǎn)生500V以上的高壓，在拆解回收過程中如果操作不當(dāng)，還會有起火爆炸的危險。

（2）電動汽車推廣過程中，由于存在價格高、續(xù)航里程短、充電不便利等問題，導(dǎo)致私人不愿意購買。美國權(quán)威消費者調(diào)查機構(gòu)CRNRC調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，高額的價格，充電基礎(chǔ)不足和單次充電里程有限是影響消費者購買新能源汽車積極性的前三大顧慮，比例分別達到了66%、60%、58%。電動汽車安全事故頻發(fā)，影響電動汽車產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。動力電池的技術(shù)水平與電動汽車安全性息息相關(guān)，但目前我國動力電池還存在一些問題。一是我動力電池的關(guān)鍵技術(shù)與國外產(chǎn)品存在差距，比如在電芯故障率這一關(guān)鍵指標上，國外電芯要好于國內(nèi)電芯。調(diào)研得知，國外兩家典型電池企業(yè)的電芯故障分別是0.071ppm和0.017ppm；國內(nèi)兩家比較先進的電池企業(yè)提供數(shù)據(jù)顯示，電芯故障率是10ppm和150ppm。二是對電池系統(tǒng)集成和管理系統(tǒng)重視程度不夠。很多企業(yè)單體電池符合安全和性能標準，而一旦成組，在安全、壽命、放電能力等方面就難以保證合格。在儲能方面，鋰電池儲能綜合成本也相對較高。

（3）電動汽車上的鋰電池壽命終結(jié)后，仍具有約70%-80%的容量，因此動力電池的梯次利用具有很大的可行性和潛在的市場空間。退役電池較為復(fù)雜，拆借成本比較高。尤其是動力電池，復(fù)雜性很高，不同的設(shè)計以及不同的型號有著不一樣的設(shè)計，拆解起來具有很大的難度包括串并聯(lián)成組各種各樣的形式等。應(yīng)用車型和使用工況的多樣性。許多退役電池并不具有拆解的意義。同時，那些在使用過程中沒有完整數(shù)據(jù)記錄的廢棄電池，進行再利用時電池的準確度和壽命都會下降，一致性就無法得到保證，各種測試成本，分析、建模的成本都會增加。

三、解決方案

（1）打造電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展生態(tài)模式。在鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，一定要堅持可持續(xù)發(fā)展理念，打造綠色產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。在開愛環(huán)節(jié)，通過現(xiàn)金開采，提取工藝和設(shè)備，集約、高效利用鋰資源，實現(xiàn)綠色開采；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過智能化生產(chǎn)手段和節(jié)能減排技術(shù)，保證生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能減排；在應(yīng)用環(huán)節(jié)，充分利用新能源汽車這一移動儲能終端以及電池儲能裝置與電網(wǎng)間的關(guān)系，充分消納可再生能源；車用電池報廢后，通過梯次利用延長電池價值鏈，并將最終報廢的電池拆解回收，實現(xiàn)資源的再次利用。鋰電池回收的任務(wù)是艱巨的，需要政府和相關(guān)部門以及社會各界力量極作為，深入研究和解決鋰電池行業(yè)回收與再利用發(fā)展中的難點，推動鋰電池的綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展，為我國新能源事業(yè)的發(fā)展、節(jié)能環(huán)保和生態(tài)文明建設(shè)添磚加瓦，不斷地做出重大貢獻。

（2）加強管理體系建設(shè)。鋰電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，不僅需要提高技術(shù)水平，通過一套行之有效的管理體系來保障也是必不可少的。同時，應(yīng)加快《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》準入目錄的發(fā)布，圈定那些企業(yè)可以合法從事廢舊動力電池回收業(yè)務(wù)，并突出第三方回收企業(yè)資質(zhì)要求，通過引入第三方企業(yè)，幫助整車和動力電池生產(chǎn)企業(yè)回收業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。政府應(yīng)鼓勵企業(yè)建立適合該企業(yè)發(fā)展的一整套相適應(yīng)的管理體系，質(zhì)量分為產(chǎn)品質(zhì)量、工作質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量，企業(yè)需要細化每一步驟的具體環(huán)節(jié)，切實的提升產(chǎn)品質(zhì)量，杜絕安全隱患，同時提高員工的工作效率和服務(wù)質(zhì)量，質(zhì)量意識是通過企業(yè)管理水平的提升、質(zhì)量教育和責(zé)任的不斷強化來建立，通過高層管理人員對員工的長期培訓(xùn)潛移默化的影響。

（3）推廣綠證和碳交易制度。綠證是國家頒發(fā)的消費綠色電力的唯一憑證。企業(yè)、個人及各級機構(gòu)都可自愿購買或出售綠色證書來獲得電力或收益。碳交易是一種二氧化碳排放交易，形成了一種商品化即二氧化碳排放權(quán)交易的制度。為了加快新能源汽車的推廣，尤其是在后期沒有財政補貼情況下，需要通過一定的機制來保障企業(yè)和個體的經(jīng)濟性。給予新能源汽車消費者一定的綠電使用額，或在消費者購買綠證時給予一定的補貼，保障新能源汽車在使用過程中電力的清潔。與此同時，建立新能源汽車使用者的碳交易平臺，設(shè)計積分規(guī)則以及交易機制。比如，根據(jù)車輛續(xù)駛里程和綜合數(shù)據(jù)，計算車輛的減排量，從而給予一定的碳積分，碳積分可以用于特定商城兌換商品、繳納停車費和罰款、電動汽車充電費用減免等，或者在交易平臺上出售以獲取貨幣。

（4）建立大數(shù)據(jù)綜合平臺。建立鋰電池行業(yè)的大數(shù)據(jù)平臺，是保障電動汽車安全，分析電池數(shù)據(jù)以用于回收再利用以及建設(shè)電池金融產(chǎn)品的重要保障。利用數(shù)據(jù)平臺，可以為車輛安全做保障。比如通過監(jiān)控點擊、電池和充電式的溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)，分析車輛在使用過程中的安全情況，并及時告知車主以保障新能源汽車的安全。其次，還可以為動力電池梯次利用和回收做服務(wù)，比如通過分析電芯生產(chǎn)工藝、電池類型、成組集成工藝、服役信息、循環(huán)壽命、安全特性（如內(nèi)阻特性，電化學(xué)特性，熱特性）等數(shù)據(jù)，預(yù)測電池在梯次利用是的價值、壽命、安全性及一致性，同時可以為梯次利用和回收拆解提供便利。同時，還可以挖掘電池及整車數(shù)據(jù)的價值。比如基于車主駕駛行為以及車輛使用數(shù)據(jù)相，推出個性化保險產(chǎn)品，也可通過分析電池在服役過程中的數(shù)據(jù)和電池存在的問題，為電池設(shè)計和生產(chǎn)提供支撐，從而提高電池綜合技術(shù)水平。