鋰電化學(xué)品 石化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方向
鋰電及其化學(xué)品的發(fā)展與創(chuàng)新是石化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要領(lǐng)域和方向，是為新能源汽車、高端制造、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)等配套的重要產(chǎn)品。我們最早接觸鋰電的概念是通過手機(jī)。鋰電是第一代手機(jī)用電池鎳氫電池的換代產(chǎn)品，因?yàn)殇囯姳孺嚉潆姵爻浞烹姼憬荩绕涫侨萘扛蟆⒋龣C(jī)時(shí)間更長、充放電沒有記憶，安全性也更好，因此很快就取代了原來的鎳氫電池。
今天談鋰電更多是與新能源汽車有關(guān)，更是與純電動(dòng)車密切相關(guān)，新能源汽車是當(dāng)前和未來一段時(shí)期國內(nèi)外高度關(guān)注的焦點(diǎn)和發(fā)展的重點(diǎn)。一方面是因?yàn)閼?yīng)對大氣污染，燃油車行駛過程中會(huì)有大量尾氣排放，大氣中溫室氣體含量不斷增加，導(dǎo)致地球氣溫上升、氣候變化，而新能源汽車不存在大量尾氣排放的問題；另一方面是為應(yīng)對人類對化石資源的依賴和過度消耗，石油天然氣煤炭等化石資源的有限論，尤其是石油枯竭論始終伴隨著大規(guī)模工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，而新能源汽車行駛過程中不消耗傳統(tǒng)的汽油或柴油，即新能源汽車行駛過程中不消耗化石燃料及化石資源。因此，發(fā)達(dá)國家都制定了傳統(tǒng)燃油車退出市場和禁售的時(shí)間表，在德國、法國等成員國已宣布禁售燃油車時(shí)間表的基礎(chǔ)上，6月8日歐盟議會(huì)正式通過歐盟委員會(huì)2021年7月提出“從2035年開始在歐盟境內(nèi)停止銷售新的燃油車、包含混合動(dòng)力汽車”的立法建議，隨后大眾、奔馳等先后表態(tài)支持這一新的法規(guī)，奧迪決定2026年不再推出燃油車的新車型、2033年起停止生產(chǎn)傳統(tǒng)的燃油車；奔馳表示2025年起在歐洲市場只銷售電動(dòng)車，全球市場的燃油車退出不晚于2039年；寶馬計(jì)劃2030年至少一半銷量屬于純電動(dòng)車；梅賽德斯—奔馳表示“公司已準(zhǔn)備好2030年之前銷售100%的電動(dòng)汽車”。因此，今天談鋰電更多的是與電動(dòng)汽車密切相關(guān)。
中國近年來一直是新能源汽車年產(chǎn)量最大、增速最快，新能源汽車行駛數(shù)量最多、發(fā)展最快的國家。自2008年底啟動(dòng)“十城千輛”新能源汽車示范工程以來，據(jù)中國汽車工程學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)2015年上半年中國新能源汽車總銷量已超過7.27萬輛，比美國同時(shí)的銷量多2萬輛，中國已成為全球最大的新能源汽車市場。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021年底我國新能源汽車的保有量約784萬輛，比上年度增加了約292萬輛，同比增長約59.3%；去年我國新能源汽車的產(chǎn)量367.7萬輛，今年前5個(gè)月我國新能源汽車的產(chǎn)銷量雙雙超過200萬輛，產(chǎn)銷同比均增長1.1倍。其中，純電動(dòng)汽車的產(chǎn)量164.2萬輛、銷量158.6萬輛，同比均增長1倍。新能源汽車、電動(dòng)車正在成為我國新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)、增長極，更是我國轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的重點(diǎn)領(lǐng)域，今天在座的很多從事鋰電化學(xué)品的企業(yè)未來都應(yīng)當(dāng)擁有廣闊的發(fā)展前景，已經(jīng)從事鋰電化學(xué)品及其與鋰電化學(xué)品產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)近幾年的效益都不錯(cuò)，這些企業(yè)家都是獨(dú)具慧眼和前瞻性的。當(dāng)然，希望大家在目前賺大錢的同時(shí)，要看到還存在一些挑戰(zhàn)和瓶頸制約，這實(shí)際上就是我們未來創(chuàng)新的方向。
鋰電性能 還存在明顯短板
跟現(xiàn)有的燃油車相比，鋰電車主要表現(xiàn)在充電時(shí)間長、行駛里程短，充電時(shí)間比加一箱油要長很多，這一問題正在通過換電池組來解決。行駛里程短一直是電動(dòng)汽車最大的制約，低溫環(huán)境中行駛里程更是大幅縮水，我跟很多開電動(dòng)車的師傅和朋友都做過交流，一次充滿電也就是200～300公里。
為什么特別講充電的問題和行駛里程的問題呢?因?yàn)槲矣X得這跟我們的鋰電化學(xué)品有關(guān)，會(huì)不會(huì)跟化學(xué)組分有關(guān)?跟化學(xué)品的純度也有關(guān)?
2017年10月，我曾帶隊(duì)到LG化學(xué)和SK創(chuàng)新中心訪問和交流，這兩家的創(chuàng)新總部都在首爾附近的大田市，稱為“韓國的硅谷”。LG化學(xué)給我最深的兩點(diǎn)印象是電動(dòng)汽車的電池和液晶顯示材料，現(xiàn)場向我們展示了電動(dòng)汽車的電池，是一輛電動(dòng)汽車底盤上的電池組，還特意播放了一段視頻：是這組電池的電動(dòng)汽車參加新能源汽車?yán)惖囊曨l，這輛車當(dāng)年獲得了冠軍。因此對方跟我們訪問團(tuán)講，“LG化學(xué)的新能源電池性能是世界最好的，正負(fù)極材料都是自己配套的，現(xiàn)代、沃爾沃、通用、福特、奧迪等都用他們的電池，當(dāng)時(shí)全球有60萬輛車用LG的電池”，我估算了一下約占當(dāng)時(shí)世界行駛電動(dòng)汽車的一半，他們認(rèn)可。對方還告訴我們：下一年將開始生產(chǎn)第三代鋰電池，我問第三代一次充電行駛里程，他們說將達(dá)到500公里。我還跟他們探討：國內(nèi)都在研究納米材料用于新能源電池，他們的電池性能這么好，是否使用了納米材料?他們說：納米材料的應(yīng)用正在試驗(yàn)，但他們當(dāng)時(shí)的電池組是用了碳納米管。
當(dāng)天下午我們又到了隔壁的SK創(chuàng)新中心，SK也向我們介紹了很重視電動(dòng)汽車用鋰離子電池及其材料的研發(fā)，是韓國第一家、世界第三家開發(fā)成功鋰離子電池核心材料——分離膜的企業(yè)，2005年底第一條生產(chǎn)線投產(chǎn)，我們交流時(shí)有9條生產(chǎn)線正在生產(chǎn)專用分離膜和電動(dòng)汽車電池專用的耐熱分離膜，SK還講他們是首家高能量密度三元系材料鋰離子電池制造企業(yè)，與現(xiàn)代汽車、北汽、戴姆勒等汽車企業(yè)都有合作。
當(dāng)前鋰電化學(xué)品 產(chǎn)能擴(kuò)張勢頭強(qiáng)勁
近年來因?yàn)樾履茉雌嚨目焖侔l(fā)展，又加上去年下半年以來產(chǎn)品價(jià)格大幅上漲。看一組與鋰電化學(xué)品相關(guān)的產(chǎn)品價(jià)格變化：碳酸鋰去年12月份的高點(diǎn)23.26萬元/噸、全年均價(jià)上漲157.3%，今年二三月份沖高到52萬元/噸。磷酸鐵鋰去年1月份均價(jià)3.775萬元/噸，然后一路走高、12月份到了9.26萬元/噸，今年4月份再次升到了15.9萬元/噸。六氟磷酸鋰去年1月份均價(jià)11.325萬元/噸，也是一路走高、4月份過20萬元/噸、6月份高于33.5萬元/噸、8月份高于42.3萬元/噸、10月份過51萬元/噸、12月份達(dá)到56.5萬元/噸，今年2月份沖高到59萬元/噸，5月份回落到27.2萬元/噸。跟鋰電化學(xué)品密切相關(guān)的有色金屬鎳、鋰、銅等也是價(jià)格一直走高，去年鎳的均價(jià)是13.756萬元/噸，今年1月16.4萬元/噸起步、3月份過20萬元/噸、4月份接近22.5萬元/噸、5月份回調(diào)到20.6萬元/噸。鋰去年均價(jià)12萬元/噸，今年1月份32萬元/噸起步、3月份達(dá)到49萬元/噸、5月和6月份都在47萬元/噸。
正是這種價(jià)格的大幅提升，很多企業(yè)似乎看到了新的商機(jī)，鋰電化學(xué)品的新建產(chǎn)能量大、增速快，以磷酸鐵鋰為例，有一份統(tǒng)計(jì)去年以來已宣布的磷酸鐵新建產(chǎn)能就有500萬噸/年、磷酸鐵鋰新建產(chǎn)能超過300萬噸/年(有的統(tǒng)計(jì)更高達(dá)490萬噸/年)，更讓人擔(dān)心的是有的企業(yè)屬于新進(jìn)入這一領(lǐng)域。有以鋰電正極材料磷酸鐵鋰為主導(dǎo)產(chǎn)品并主導(dǎo)市場的企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)。還有像我們熟悉的原來主導(dǎo)產(chǎn)品是磷酸鹽、磷肥的企業(yè)，如云天化、興發(fā)、宜化、新洋豐等磷化工企業(yè)，或者像多氟多這樣多年做氟化工的企業(yè)、或者像魯北化工這樣既是磷肥老企業(yè)、又有硫酸法鈦白生產(chǎn)，產(chǎn)品鏈已經(jīng)延伸到了磷酸鐵鋰等這樣的鋰電化學(xué)品，有既有產(chǎn)品的基礎(chǔ)，又可以使鈦白粉生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品硫酸亞鐵增值利用，同時(shí)還解決了環(huán)保難題，這樣的企業(yè)做產(chǎn)品鏈延伸還是有基礎(chǔ)、有優(yōu)勢的。在市場和價(jià)格的驅(qū)動(dòng)下，有一批原來不是做磷化工、氟化工的企業(yè)也要跨界進(jìn)入這個(gè)產(chǎn)業(yè)，甚至有的已經(jīng)宣布擬建和新建規(guī)模很是宏偉。這種新建、產(chǎn)能還如此之大，過幾年產(chǎn)能是否過熱先不說、存不存在沖動(dòng)?
建議新建或擬建的企業(yè)還是要很好地科學(xué)論證，不僅要論證未來的市場，還要論證原料的來源和供應(yīng)鏈安全，我們的鋰資源、磷資源以及鐵礦石資源的保供問題不容回避；不僅要論證現(xiàn)有的技術(shù)、產(chǎn)品的品質(zhì)，還要論證如果電動(dòng)汽車現(xiàn)在表現(xiàn)出的致命短板不能解決的話?目前大量使用的鋰電會(huì)不會(huì)被性能更加優(yōu)越的新的電池材料、新的新能源電池用化學(xué)品取代?更為致命的是會(huì)不會(huì)發(fā)生顛覆性的取代?比如更先進(jìn)的氫能汽車：如果綠氫的制備技術(shù)和成本都過了關(guān)，如果氫燃料電池的技術(shù)、膜材料及其電堆技術(shù)和成本都過了關(guān)?這不是危言聳聽，光伏和風(fēng)電等綠電電解水制氫寶豐能源第一套1萬立方米/時(shí)已運(yùn)行了一年多，第二套2萬立方米/時(shí)的裝置即將投產(chǎn)。去年我在寧東煤化工基地現(xiàn)場看了投用的加氫站，是用一家煤焦油加氫工廠的副產(chǎn)氫氣，正在為一輛大客車加氫，價(jià)格是16.8元/千克，幾分鐘就加好了。
自然光催化分解水制氫三菱化學(xué)和東京大學(xué)不僅實(shí)驗(yàn)室結(jié)果在不斷提升，而且東京大學(xué)100平方米的模型試驗(yàn)也取得了階段性成果。在三菱化學(xué)已經(jīng)展示給我們看了碳纖維復(fù)合材料制作的氫能汽車的氫氣瓶，我們國際石化大會(huì)期間豐田專門交流了他們已經(jīng)試運(yùn)行的氫燃料汽車，商品牌號(hào)：Mirai，有迷你款，也有外觀和乘用空間與現(xiàn)在路面跑的雷克薩斯L型車相似，3分鐘加滿一箱氫氣、最高續(xù)航里程850公里。講這么多，就是想與鋰電化學(xué)品的朋友們分享一些信息，尤其是與目前集中規(guī)劃、集中建設(shè)和大規(guī)劃、大建設(shè)的企業(yè)朋友們交流一些信息，僅供同志們新建和擴(kuò)建新產(chǎn)能、新項(xiàng)目時(shí)參考，尤其是在項(xiàng)目論證時(shí)參考。
創(chuàng)新 對鋰電及其化學(xué)品至關(guān)重要
上面談到現(xiàn)在鋰電的使用性能還存在致命的短板，只有通過創(chuàng)新來解決。創(chuàng)新也是做強(qiáng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)、做強(qiáng)主導(dǎo)產(chǎn)品、做強(qiáng)企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵要素，更是鋰電化學(xué)品健康發(fā)展關(guān)鍵中的關(guān)鍵、核心中的核心。
鋰電當(dāng)前存在的致命短板，能不能通過鋰電正極、負(fù)極材料這些基礎(chǔ)材料的純度、質(zhì)量的創(chuàng)新、提純、純凈來實(shí)現(xiàn)呢?當(dāng)然還可以通過組成鋰電的多元組分、納米材料、或者稀有元素等的創(chuàng)新和應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。
創(chuàng)新是無止境的，6月19日，我看到一個(gè)最新的消息：美國有一個(gè)公司ONE(Our Next Energy)，已經(jīng)并掌握了一種“雙化學(xué)電池技術(shù)”，其續(xù)航里程600英里即966公里。為什么叫“雙化學(xué)電池技術(shù)(Dual-Chemistry Battery)是因?yàn)檫@款電池中包含兩種類型的電池組，一邊是磷酸鐵鋰電池、一邊是采用能量密度更高的化學(xué)成分，能夠儲(chǔ)存更多的能量，因此續(xù)航里程更長。ONE還同時(shí)宣布已與寶馬集團(tuán)簽署協(xié)議，將應(yīng)用于純電動(dòng)寶馬iX車上，這款續(xù)航近千公里的純電動(dòng)車今年底前將完成測試。ONE還宣布：這一長續(xù)航技術(shù)鋰的使用量將減少20%、石墨的使用量減少60%，并最大限度減少了鎳和鈷的使用量。
顛覆性的技術(shù)出現(xiàn)也許并不遙遠(yuǎn)，6月22日又看到一位多年耕耘創(chuàng)新的老先生轉(zhuǎn)的消息：以色列已經(jīng)研發(fā)成功稱為“閃充”的汽車專用蓄電池，每次充電只需5分鐘，續(xù)航可達(dá)460公里，是一種新型固體復(fù)合材料，其重量比鋰電池還輕，已經(jīng)試驗(yàn)成功，并有汽車行駛的圖像資料。因此以色列政府宣布：2025年前停止所有燃油車，全部使用電動(dòng)汽車。
我們現(xiàn)在很多企業(yè)都在新建和擴(kuò)建新的產(chǎn)能、新的裝置，一定不能低水平重復(fù)，新投產(chǎn)的裝置一定要收率更高、單耗更低、排放更低，新裝置生產(chǎn)出來的產(chǎn)品一定要品質(zhì)更好、純度更高，電池的性能更好。我們生產(chǎn)鋰電化學(xué)品的企業(yè)創(chuàng)新的思路上也要開闊一些，不能局限于我們的工廠或裝置生產(chǎn)出了符合標(biāo)準(zhǔn)、符合企業(yè)需要的產(chǎn)品就行了，這是基本要求、是最基礎(chǔ)的，我們還要研究我們的產(chǎn)品用于鋰電以后、組裝出的鋰電的性能如何?是比別的廠家好還是差?好與差的原因是什么?怎么造成的?是我們的產(chǎn)品質(zhì)量的原因、還是鋰電生產(chǎn)企業(yè)組裝過程的問題?并且找出解決問題的辦法，與鋰電企業(yè)共同改進(jìn)提升，這就是全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新、也是協(xié)同創(chuàng)新的具體做法，這樣的創(chuàng)新要是做好了何愁沒有客戶?何愁沒有穩(wěn)定的客戶?我發(fā)現(xiàn)很多跨國公司在與客戶攜手創(chuàng)新、為客戶提供一攬子解決方案的做法值得我們借鑒。
當(dāng)然，鋰電化學(xué)品領(lǐng)域創(chuàng)新的內(nèi)容還有很多，尤其是通過創(chuàng)新推動(dòng)鋰電化學(xué)品的高端化、差異化、超純化與低碳化等都還有很多內(nèi)容等著我們?nèi)?chuàng)新。鋰電化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)的智能化與數(shù)字化也需要不斷創(chuàng)新。鋰電化學(xué)品作為高性能化學(xué)品的重要部分，其新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備的應(yīng)用與創(chuàng)新也很重要，如微反應(yīng)器及其技術(shù)、超重力和超臨界等反應(yīng)與提純技術(shù)等，對鋰電化學(xué)品的反應(yīng)收率、超純超凈、節(jié)能降碳都將是明顯的。
鋰電化學(xué)品是為新能源電池行業(yè)配套的重要材料和產(chǎn)品，產(chǎn)品的高端化、差異化和高性能化，不僅對新能源汽車行業(yè)重要，對儲(chǔ)能領(lǐng)域、高端制造業(yè)以及航天航空、甚至是國防軍工都是不可或缺的。隨著新能源汽車的快速發(fā)展及其擁有量的持續(xù)增加，鋰電報(bào)廢以后的問題將日益凸顯，為了解決生態(tài)環(huán)境問題、為了解決鎳鈷錳等貴金屬短缺問題，更是為了新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從事鋰電化學(xué)品的企業(yè)、企業(yè)家和創(chuàng)新人員，能不能也把報(bào)廢鋰電的材料回收和貴金屬的循環(huán)利用作為一個(gè)重點(diǎn)研發(fā)課題?為了新能源電池行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展、為了我國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展作出我們新的、更大的貢獻(xiàn)。
