零碳革命：动力电池行业的生机与变局
时间:2022-06-05 15:52来源:中国汽车报 作者:赵琼
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我国动力电池产业链正在酝酿一场“零碳革命”，先行者已高举旗帜行动起来。
华友钴业成都巴莫公司通过零碳正极材料工厂认证、宁德时代在四川宜宾建成零碳工厂、远景动力在鄂尔多斯创设零碳产业园……从上游原材料到动力电池生产，“零碳”带来的不仅是热度和呼声，更是由表及里对产业链转型升级的推动。零碳愿景和战略的提出与实施，将推动动力电池产业链从材料端、设备端、到生产制造等各环节的大革新，未来几年会是重要的“窗口期”。
01
市场倒逼发力
产业链兴起“零碳”风
发展新能源汽车是交通运输行业减碳减排的重要途径之一，而对于不同类型的车辆，关键环节各有侧重。纯电动汽车的减碳减排，需重点抓动力电池生产。
经测算，现阶段1kWh三元锂电池和磷酸铁锂电池生产所需能耗分别为82.91kWh和85.78kWh，折算碳排放量分别为5.06万吨/GWh和5.23万吨/GWh，主要集中在正极材料、负极材料和电池生产环节，三者合计占比接近90％。因此，动力电池产业会是碳中和的先锋，同时也将首先直面变革。
“动力电池产业链‘零碳’的兴起，源于全球碳中和趋势下，欧盟要实施的《欧盟电池法规》以及碳边境调节机制（CBAM，碳关税）等政策法规。”TrendForce集邦咨询分析师曾佑鹏在接受《中国汽车报》记者采访时表示，这些政策和法规要求动力电池供应链减排，并规定从2024年7月起，只有申报了碳足迹的动力电池才能投放到欧洲市场。
曾佑鹏强调，欧洲新能源汽车市场约占全球30%以上的份额，发展空间巨大。动力电池企业未来想进入当地市场，需对标欧盟的碳排放法规，否则将被拒之门外或面临高额的碳税。上述种种因素倒逼动力电池产业链上下游企业重视“零碳”制造，并且将对未来的行业格局产生较大影响。
据悉，宝马、奔驰、大众、沃尔沃等欧洲车企已对供应商提出要求，未来进行动力电池全生命周期的碳足迹溯源和申报，倒逼动力电池企业将碳排放管理落实到整个供应链。
中关村新型电池技术创新联盟秘书长、电池百人会理事长于清教认为，基于碳中和的大背景，在头部企业的带动下，动力电池供应商纷纷发力抢占零碳主动权，建设零碳工厂，建立产品碳排放管理体系，同时也必将向上追溯，要求上游材料、设备等供应链协同发展，以实现动力电池全生命周期碳中和，进而推动全产业链的技术创新、工艺革新、材料耗能结构的转变。
有行业人士表示，外部的压力、限制、约束，客观上赋予了中国动力电池产业链转型升级的新机遇。如果能化危为机、在变局中开新局，中国制造将开启一个伟大的新时代。
“对于制造业来讲，实现‘零碳’不是拍脑门。动力电池实现‘零碳’更要经过仔细的研究和规划，不是随便说说。现在很多企业虽已公布实现碳中和的时间表，但问起详细的规划和投入，大部分的回答都很笼统模糊或根本答不上来。”一位不愿透露姓名的动力电池企业工作人员告诉记者，目前该公司正在筹划“零碳”路径，暂时还属于保密项目，或今年晚些时候对外公布。
02
绿电应是源水
产业链上下游需同心协力
事实上，对于当下动力电池行业对外宣称的“零碳”，不少行业人士认为并不准确。原因在于，动力电池生产环节的碳排放基数大，降低能耗后数值依旧较高。全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树向记者直言：“动力电池目前实现零排放完全不可能。”在他看来，动力电池实现“零碳”，需从采矿环节就进行碳足迹的追踪，确保产品生产每个环节的碳排放都可追踪、可溯源、可计算、可量化，这意味着动力电池产业链上下游必须同心协力。
伊维经济研究院研究部总经理吴辉在接受记者采访时也表示，现在我国电力结构中，火电的占比较高，不可能实现“零碳”。再加上动力电池上游的各级供应商也要实现“零碳”，存在极大挑战。在他看来，现在零碳正极材料工厂、零碳工厂、零碳产业园等都是局部或在示范园区内实现了“零碳”，是小范围内的零碳。“‘零碳’的实现是整个动力电池行业的事情，依赖于我国电力结构中绿电占比的提升。”吴辉称。
有鉴于此，发展绿电成为了题中应有之义。赛迪智库安全产业所与世界工业研究所合作编译的研究报告——《开拓进取：零碳汽车的材料脱碳之路》提到，电池减排模型的重点是活性材料（包括阳极和阴极）生产和电池包生产。因此，脱碳有两个切入点：一是使用低碳供电，具体做法是把生产场所转移到低碳电网的所在地。通过转移，预计每辆汽车可减排1.5~1.8吨二氧化碳，降低到只有目前排放量的一半；二是把高排放生产流程变成低碳供电模式。
远景动力执行董事、中国区总裁赵卫军指出：“无论动力电池本身，还是上游产业链，实现‘零碳’的核心都是解决能源端的‘零碳’。”据悉，这也是远景动力在鄂尔多斯建立零碳电池产业园的原因，当地风光综合能源富集，能够实现能源供给侧的“零碳”。
从源头来看，动力电池工厂的选址变得无比重要。比如，宁德时代位于四川宜宾的“零碳工厂”，地处云贵川三省结合部，金沙江、岷江、长江横贯市境北部，自然环境优越，水资源丰富。据宁德时代相关负责人介绍，这样得天独厚的地理位置，使宁德时代宜宾工厂80%以上能源来自于可再生能源水电，每年可减少40万吨碳排放。
而根据远景动力给出的零碳实现路径：一方面是自身的减排，另一方面是帮助供应链减排，整体降低电池的能耗。而在减排手段应用后，还会有一些残余的碳排放，则通过在吉林、辽远等地开发的森林碳汇抵消掉，最后实现电池的零排放。
“考虑到动力电池产业链非常长，需要行业协同发力才能达到最佳效果，这就需要时间。凭一家企业或几家企业的力量不可能实现产业零碳发展。”吴辉说。即使动力电池工厂实现了“零碳”，还需要保证其上游各家供应链也是“零碳”。换言之，动力电池企业不能“自扫门前雪”，还要清除“他人瓦上霜”。记者了解到，很多上游材料供应商向远景动力寻求帮助，想在零碳产业园内实现“零碳”。这对动力电池企业管理上游供应链也提出了严峻挑战。
03
推动技术革新
实现智能化、数字化管理赋能
绿电是实现动力电池零碳的基础，能源成本占上游电池材料制造成本的30%左右。依托低成本的绿电，相关企业将进一步提升成本优势，在市场竞争中拥有更多主动权。不过，整个动力电池生产环节会产生大量的碳排放，要求企业必须从整体上把握工程制造流程。
远景智能副总裁、远景碳管理业务总经理孙捷对零碳产业园特性进行的深度解析，或对行业有借鉴意义。他表示，零碳产业园涉及的几个关键要素指标，除了绿电供应，还包括按照“1.0”、“2.0”、“3.0”循序渐进发展、结合当地产业的特性进行整个产业链和价值链的布局与规划，更要基于人工智能、物联网技术的能碳管理系统进行数字化赋能。
可以看到，无论华友钴业成都巴莫“零碳”正极材料工厂，还是宁德时代宜宾“零碳”工厂，抑或远景动力“零碳产业园”，都将技术革新、数字化工厂、智慧管理系统等环节贯穿于供应链，从根本上助推产业转型升级。未来，这将成为动力电池企业的竞争要素之一。
根据远景集团发布的《2022碳中和行动报告》，远景动力江阴工厂于2021年进行了一系列工艺革新，如导入涂布烘箱的蒸汽冷凝水余热回收、产线湿度控制，优化正极搅拌工艺；采用高效制冷系统，综合COP>6（Coefficient Of Performanc，制冷系数），并选用低GWP（Global Warming Potential全球变暖潜势）的环保型制冷剂；引入远景智慧能效管理软件和方舟能碳管理系统，实时监测能碳数据，及时发现异常消耗，精益管理用能成本等。
华友能源则围绕退役动力蓄电池回收再利用开发了安全管控体系、产品溯源体系和质量管理体系，保障公司产品的安全性与可靠性。为实现产品的良性运营，华友能源开发了云端电池管理平台、智慧能源系统平台、高性能物联网平台和梯次锂电池产品运营平台。
华友钴业成都巴莫公司在产线设计阶段，就研究采用低能耗相关大型装备；在项目建设阶段，采用绿色环保建筑材料；在产线运行阶段，自主开发智能制造系统，实时掌控生产线运行状态和能耗。
宁德时代四川宜宾工厂通过在能源利用、交通和物流、生产制造等环节不断改造和创新，在减少碳排放的同时，用更少的原材料做出更多、更好的产品。该工厂不仅有自主研发的CFMS智慧厂房管理系统，搭建了数字化生产中控管理系统，还采用全局化目视管理大幅降低工序损失，AI视觉检测系统自动学习和提取缺陷特征等。
从全生命周期来看，“零碳”带动了动力电池产业链的技术升级和优化，工艺优化、效率升级等都将对锂电设备企业提出新的要求。
04
体现成本优势
“零碳”或影响未来生死成败
对动力电池行业而言，减碳减排是大势所趋。不过，目前业内还缺少与国际接轨的标准。现阶段，我国正在制定整车的碳足迹管理法规，比如碳排放的计算、上游的追溯等，相关文件一旦公布并实施，将对整个汽车行业产生巨大影响。“现在要等欧洲的法规，以及国内的具体规定细则出台后，才能谈及影响。针对欧洲一些特别重视碳排放的国家，如果企业产品的碳排放指标太高，不利于出口。”崔东树说。
对于整个动力电池供应链来讲，这场“零碳”革命已经开始，先行者正在发挥示范带头作用。于清教指出：“全球性日趋严苛的碳排放法规下，零碳是动力电池企业未来在全球化市场竞争中绕不开的问题，是挑战更是机遇。加快技术与工艺创新升级，掌握零碳转型主动权，是持续保持竞争力的关键。在零碳转型中，跑得快而稳的企业，肯定能获得更多的市场份额，推动行业竞争格局的重塑。”
吴辉认为，零碳或低碳电池目前还没有体现出成本优势。“如果用绿电生产的产品与用火电生产的产品，在成本上没有区别，那么企业还会选址在电费成本低的地方。如果使用绿电的比例成为比较高的加分项，企业肯定会把这个因素考虑在内。”他说。
“到时候，在各方面都做得比较好的动力电池企业，能够跨过减碳这道门槛，而落后的企业就被踢出局了。而且，这也是体现企业社会责任的事情。企业的发展应提前与国际接轨。否则，不仅成本较高，还容易走错路。”崔东树表示。
目前，我国动力电池的产量约占据全球市场的70%，保持较为领先的地位。随着产业链头部企业如宁德时代、远景动力、孚能科技、国轩高科、华友钴业等正在加速“零碳”目标的落地和实践，未来我国动力电池产业仍有较大机会保持优势。
曾佑鹏提出，未来全球主要国家及地区的汽车碳排放或将向欧洲看齐，低碳甚至零碳会成为动力电池企业参与全球竞争的核心要素之一。需要看到，欧洲本土动力电池企业如Northvolt、ACC、Hydrovolt等也在加速崛起，加上车企也在加速推进自建电池厂，如大众计划到2030年在欧洲建立6家电池制造厂，未来国内动力电池企业“出海”将面临更大的挑战。
这场气势如虹的零碳革命，已成为全球动力电池行业未来发展的必答题。能否将既有优势保持下去，甚至形成新的优势，考验着我国动力电池产业链上下游企业。在未来几年的“窗口期”内，积极探索实现零碳的路径，协同供应链升级发展将成为企业制胜的关键。
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