在未来10年内,动力锂电池都将会是电动汽车的不二选择,全球下游应用市场对锂电池的需求总量将会以每年超过50%的高速增长。电动交通工具锂电池需求量从2011年的292.54万kWh飞速增长到2013年的1144.34万kWh,上涨了291.17%。其中,电动汽车是交通工具类锂电池需求的主导力量,需求总量为642.16万kWh,占比56.12%;其次是电动自行车,需求量为270.72万kWh,占比23.66%。
2013年,中国电动汽车用锂电池的需求为64.93万kWh,同比增长54.56%,其中电动乘用车领域和电动客车等其他电动汽车领域分别为28.49万kWh和36.44万kWh,同比增长40.95%和64.37%。而以动力方式来分类,纯电动汽车和插电式混合动力车销量相当,分别占比57.34%和42.66%。
图1:我国锂电电动自行车及其锂电池需求量趋势

与全球市场结构不同,我国的电动交通工具市场中电动自行车用锂离子电池需求约为155.52万kWh,占比超过50%。这主要是因为我国的电动自行车市场规模较大,而且很多原先使用铅酸电池的消费者在电池寿命到期后更换成了锂离子电池,使得电动自行车用锂电池需求量较2012年增长了87.0%,超越市场预期。虽然目前电动自行车使用锂电池的比例仍然较低,但随着《电动自行车用锂离子电池综合标准化技术体系》的制订,我国将建立和完善以电池为核心的标准体系。相信标准化的技术体系将进一步推进电动自行车锂电池的使用比例,如果这一比例提高至30%,其需求量将达到约400万kWh,是2013年全球电动自行车锂电池需求量的1.5倍。
我国电动交通类锂电市场的另一个潜在增速点在电动公共交通车辆。公交车具有若干优势实现电动化:行驶路线固定,车速不要求很快;行程较短,一般为100公里以下,在动力锂电池的续航里程之内;有专用停车位和停车场,可实现定时定点充电。若能在政策指导下,实现全国范围内部分公交车电动化,既能减少相当量的尾气排放,又将引领又一次的锂电需求高速增长。
除此之外,低速电动车也是一个不可忽视的锂电需求发展点。低速电动车一般指最高时速小于100km/h的电动车,不包括电动客车、大型电动货车。目前国内对低速电动汽车的发展还存在争议,一是由于其并不在节能与新能源汽车的鼓励范围内,二是因为低速电动汽车不能进入《车辆生产企业及产品公告》而不能上牌,受到限制。但从我国的具体国情来看,低速电动汽车具有经济性能好、节能环保、使用成本低、充电方便等优势,是二、三线城市及农村最经济、环保、易推广的交通工具。低速电动汽车售价在3-5万元,总使用成本仅为传统汽车的25%不到,车速在50-60km/h,充满电的续航里程在100-150km,完全符合我国大部分城市城区的车速限制和日常行驶里程。
由于低速电动汽车的价廉物美,已在山东、江苏、河南、浙江、河北等地的一些城镇形成一定规模,保有量日益增长。山东省在低速车领域位于全国前列,出台了全国第一个《低速电动车管理办法》,并成立了第一家助推低速电动车的行业组织,发布了首个低速电动车行业自律性标准,在多城市展开试点。河北作为全国汽车配件集散地,全国最大的汽摩生产基地,有极大优势发展低速车,其中邢台启动了低速车挂牌程序,正制订低速电动汽车管理法规。江苏出台了《低速电动汽车通用技术条件》,将低速车作为新能源汽车的重点产品发展。浙江则以欧盟和日本的行业标准为生产标准,产品主要出口欧美、日本及东南亚。2012年锂电版低速电动车全球销量8.75万辆,其中我国1万辆。全球主要车企也已将低速电动车纳入重点发展项目,预计全球增速约为80%,而中国低速电动车的增速将达到175%左右。
表1:低速电动车应用及主要车企

储能即能量储存,并在需要时释放,通常说的储能主要是指对电能的储存。电力储能的发展一方面可以改善能源在使用过程中存在的不均衡现象,使电能的生产、输送、使用在不同时间点完成,削峰填谷,提高利用率;另一方面,风能和太阳能等可再生能源在转化为电能时存在间歇性、不稳定性,需要经过储能系统稳定后才能入网。当前的储能技术主要有物理储能、化学储能、电磁储能和相变储能等几类。从循环寿命、适宜工作温度、能量密度、能量转换效率等角度综合来看,锂离子电池相较于铅酸电池、钠硫电池、全钒液流电池等其他化学储能方式更具可行性、应用领域广泛,多用于风电场、光伏电站及分布式发电和微网领域。
据不完全统计,全球储能项目在电力系统的装机总量已经从2008年的不足100MW发展到2013年的736MW(不包括物理储能),年复合增长率高达193%,其中美国占据领先地位,装机比重占全球的45%。在储能电池领域,虽然铅酸电池仍为占有率最高的产品,约占全球市场规模的80%,但随着锂电池和其他电池品种的研发和规模扩大,到2015年其份额将会降到67%,而锂电池的市场份额将会提升到16%左右。
我国的储能电池市场还主要集中在通讯基站和数据中心,作为UPS不间断电源,防范瞬间断电和事故断电。目前中国移动、中国电信、中国联通新建4G基站已经规模化采购锂电池作为基站储能电池。2013年我国储能产业市场已达到66亿元,预计到2016年将会达到116亿元。
图2:工业储能应用示意图

此外,在能源结构转型的过程中,大量新建风电、光电装机所产生的电能将并入电网,对储能的需求将非常惊人,这将为锂电池带来极广阔的发展机遇。2012年,中国风力发电站并网能力达到60.83GW,太阳能光伏并网能力为8.3GW,这些电站的建设已带来1774.8万kWh锂电池的需求量。
除了大型项目外,为满足偏远地区用电的迫切市场需求,中小型储能项目的规划和建设更是遍地开花,尤以分布式发电及微网型储能项目为重,如东福山岛风光储能项目、南麂岛微网项目、西藏阿里光伏储能项目、青海玉树分布式光水蓄互补系统等。我国各个地区的经济发展不均和能源需求程度不同,更要求对电力的生产和输送进行智能化的调配,储能需求前景广阔。
中国的智能电网规划目前还缺乏明确的发展路线和支持办法,虽然在发输配用各个环节都考虑到了储能,但仅在发电端、用电段、配电网有不多的示范项目实施。2016年到2020年,随着技术的成熟、各种标准的完善,储能会逐步被电网采纳,将从示范走向商用。2021年到2030年,预计储能的应用将走向成熟,成为电力运营的一部分,普遍应用于发电、输配电、用电等,并开始盈利。