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“十二五”期间我国化学电源产业发展分析

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国化学与物理电源行业协会 发布时间:2017-02-08 浏览:

1、“十二五”我国化学电源产业统计数据表明,“十二五”计划规定的目标大部分可以完成,部分更超额完成。

从对化学与物理电源市场分析已经看出,该行业的市场是欣欣向荣、呈持续发展态势,特别是在再生能源与新能源汽车与储能系统市场的需求推动,我国化学电源行业发展规划实施顺利。虽然离年底还有一定时间,但是2014年统计数据显示,“十二五”计划规定的目标大部分可以完成,甚至超额完成。

表1至表4列出我国化学与物理电源行业主要产品自2010-2014间的产量、销售额以及出口数据统计。表5和表6则比较了2014年与2009年同类数据的比较,并对照了“十二五”行业发展规划规定的相应目标。

由表1至表6所列的数据不难看出,2009年化学电池总销售额约 1724 亿元,而2014年化学电池总销售额已经超过2000亿,为 2281亿元,比上个五年计划同期增长32%,年均增长率超过6%。这表明,我国化学电源行业整体上依然是一个处于持续发展、欣欣向荣的行业。其中,2014年铅酸蓄电池继续保持第一的位置基础上,较2009年增长了1.69倍(169%);而我国锂离子电池产量达到36亿只(以单体电池数计),销售额达到715亿元。锂离子电池不仅巩固了第二位置,还显示出持续高速增长态势,这乃是近年来我国锂离子电池作为动力电池和储能电池的新能源市场迅速发展之初步结果,更加诱人的市场发展前景受到期待。

由表3还可以看出,锂离子电池已经成为所有电池类型中出口创汇最多的产品,2014年出口创汇达到54亿美元,高于铅酸的29亿多美元和传统原电池(锌锰+碱锰+锂一次电池)总和的约21亿美元。

2、“十二五”化学电源行业发展呈现五大突出亮点(进步点)

1)化学电源产业中的电池企业规模有了显著扩大与壮大

“十二五”的五年期间,化学电源行业中已经形成了一批世界前3至前10位的大、中型电池企业。其中销售额100亿元的电池企业3家,50亿元以上的电池企业近5家,超10亿的50余家。涵盖了铅酸蓄电池、锂离子电池、碱性锌锰电池和锂一次电池以及相关产业链企业(正负极材料企业等)。

大型铅酸蓄电池企业的成长是在首先通过“十二五”国家实施铅酸蓄电池生产许可证办法审查合格的基础上持续发展起来的,他们一般都拥有良好的生产环境和控制污染物达标的措施,满足清洁生产的各项要求。这部分企业占据了轻型电动车动力电池、汽车起动电池、通信备用电池市场的50-80%市场份额,成为我国铅酸蓄电池的领航者,也将是“十三五”从铅酸蓄电池制造大国迈向铅酸蓄电池制造强国的主力军。

还要特别提及的是近年来我国电动车需求快速发展,进一步推动了我国大型锂离子电池企业的成长,2014年具有10亿Wh产能的锂离子电池企业超过5家,其中最高的产能将达到100亿Wh。这将极大支持我国政府推进的新能源汽车产业与市场应用2020年目标的实现以及我国储能应用发展提供重要支撑。

同样,我国原电池产业领域的数个大型企业和中型企业,已经处于国际顶级行列,更容易实现向制造强国的转化(包括按照国际惯例,将国际大型公司并入中国企业中)。

2)化学电源产业中产业链建设基本完成,产品材料与装备国产化率显著提升

在“十一五”化学与物理电源产业门类已基本齐全,形成了材料、零配件、机械装备、电池与组件、系统以及应用消费的完整体系的基础上,“十二五”得到进一步完善与扩充,在锂离子电池产业领域尤为突出。以锂离子电池为例,“十二五”我国锂离子电池产品中的关键正、负极材料厂商产品质量与数量显著增长,促使我国锂离子电池关键材料国产化率进一步提升。同时,不少大型电极材料企业的正负极材料已经向国际大型企业(三星、LG化学、索尼等)提供产品。与此同时,我国多家企业自主开发了六氟磷酸锂(LIPF6)产业化技术实现了规模生产。产品各项指标,特别是纯度及杂质控制均满足要求,由此大大降低了进口价格昂贵问题。此外,“十二五”我国电池隔膜技术与产业如雨后春笋一样发展起来、大大降低了锂离子电池成本,特别是持续支撑动力电池与储能电池成本的降低。此外,我国的锂离子电池生产装备在“十二五”也有了显著发展,虽然高端设备还需要从日韩或其它国家进口,但是许多完整、先进的生产线已经可以在国产设备为主的基础上,适当引进关键设备或部件组成。由此,我国锂离子电池规模化与自动化化水平逐渐与国际先进水平差距缩小。再有,随着电池作为动力进入电动汽车,电池模块与系统设计与制造成为重要的产业化内容,显著带动了电池管理系统等关键技术的研究、评价和应用。储能电池系统也雷同,因此造就了一个更大的电池应用的产业群或产业链。

3)产业自主创新体系逐步完善,自主创新能力显著提升

“十二五”期间,各个中、大型电池企业都建立了研制与中试条件完备的研究中心(或工程中心)与博士后工作站,建立了涵盖高级工程师、千人计划引进人才、博士、硕士及技术人员等构成的科技与产业技术发展以及质量控制人才队伍,极大提升了新技术与新产品自主创新能力,申请专利数显著增加、并在此基础上不断推出新产品与新技术,创建了我国企业独有的一批知名品牌产品(数量超过20项)等。其中,标准圆柱形碱性锌锰电池、智能仪表锂亚硫酰氯一次电池、智能手机聚合物锂离子电池等产品已经跻身世界顶级产品系列,后者大批量进入国际知名用户如苹果、三星、华为等配套应用(OEM)。

“十二五”电池的技术进步也非常突出,表现为不仅各类电池产品的性能显著提升,还开发出一批市场需求的新产品或系列产品。其中,智能手机锂离子电池体积比能量由400-450Wh/L提升到650以上;锂亚硫酰氯一次电池比能量达到400-500Wh/kg,而新一代锂氟化碳一次电池比能量也突破了400Wh/kg;大容量LFP正极锂离子电池比能量达到140Wh/kg,技术趋于成熟,正大批量应用于我国各类纯电动车上(包括插电式电动车)和规模储能系统上。在此基础上,三元正极材料动力锂离子电池比能量更达到180-200Wh/kg。此外,功率与能量混合型超级电容器/锂离子电池比能量达到40-60Wh/kg、铅碳电池(超级铅酸蓄电池)深循环寿命超过数千次等。

4)产业自动化水平显著提升、确保产品质量稳定和创立知名品牌

“十二五”期间电池行业的整体装备水平普遍得到提高,大型及基础较好的中小企业已基本实现自动化生产。典型的有碱性锌锰电池自动化生产线;小型锂二氧化锰及锂亚硫酰氯电池装配线;扣式锂离子电池自动生产线;电动车锂离子动力电池生产线以及高度自动化的起动铅酸蓄电池生产线等。这里特别指出一下两点:

(1)圆柱形18650电池自动化生产线和大容量方形(含壳体式与铝塑包装)锂离子电池自动化生产线不仅解决了电池产能(依赖速度)、而且对于提高单体电池产品制造一致性和组装后使用的安全性起了极为重要的作用,同时也推进产品制造成本的降低。我国大型锂离子电池制造企业不惜花大代价,实现这一自动化生产进程,为2020年新能源汽车发展提供了重要支撑。

(2)许多企业(如我国的典型锂一次电池和碱性锌锰电池企业)的自动化生产线更是通过自主实践、自主设计、自己加工组装(或配合机械制造企业共同完成)、自己调试与改进完成的。其中部分关键部件依然需要进口,但是大部分已经可以国内自行配套。

化学与物理电源行业通过产学研相结合和引进消化吸收再创新相结合,科技进步加快,自主创新能力得到加强,技术水平与世界先进水平差距已经显著缩小,为将我国电池制造大国转变为电池制造强国创造了良好的基础。

5)新型市场与新型电池技术发展推进了新型电池产业的逐步形成与稳步成长

“十二五”期间,我国若干种新型电池产业化开始形成和稳步成长。其中包括超级电容器、液流电池、钠硫电池和燃料电池。其它一些新提出的电池体系,诸如水溶液锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、锂空气电池、全固态电池等尚在研究中,走向应用或产业化尚需时日。

“十二五”期间正值我国发展再生能源发电和智能电网呼声高涨时刻,国家级与地区级大型储能演示项目接踵而至,其中包括张北国家级储能中心、南方电网储能演示项目等。其中张北储能演示一期工程含有锂离子电池14MWh、液体流动氧化还原电池2MWh。上海也在世博会期间启动了一座自行研制的钠硫电池演示。浙江南都则参与了一系列海岛再生能源铅酸蓄电池储能项目等。这些演示正在推动我国除锂离子电池产业外的储能电池技术发展与产业的形成,其中我国也已经诞生了若干家技术发展型液流电池企业和钠硫电池企业。而几家大型铅酸蓄电池企业自主发展了新型铅碳(或超级铅酸蓄电池)电池产品,若干研究单位从事了其它新型储能电池体系的研究与技术开发等。其中我国液流电池技术(包括关键材料技术)与产业发展走在国际前列,并且是以全钒液流电池为主。2014年,国内全钒液流电池生产与装机量约为5.8MW。考虑其它液流电池,总装机量约为6MW/12MWh(多为储能时长为2h的系统)。

“十二五”期间,国内研发和生产的超级电容器已经初步得到应用,如各种电动交通工具的辅助电源、UPS系统、电磁开关、安全气囊、电站峰谷电力平衡、电动起重机的吊件位能回收等高功率用电场合。如上海11路公交定为超级电容电动车的示范线,开始了商业化运营。但一般行驶几站后有一次短暂快速充电,以维持全线正常运行。

受到我国科技部的大力支持,我国“十二五”燃料电池的研究工作依然方兴未艾。国内也形成了几家小型燃料电池企业,基本上是在技术发展的同时,提供市场需求的特殊电源产品,包括汽车动力电源。

3、协会地位与作用显著提升、协会工作得到重视、为企业服务与推进产业发展得到加强

“十二五”计划实施以来,我国电池行业不仅在我国国民经济建设和国防现代化建设中发挥着越来越重要的作用(电池产业总销售额已达到4000亿元,其中化学电源2000亿、太阳电池2000亿),而且也确立了其世界电池生产大国的地位,其中太阳电池、铅酸蓄电池与原电池产量皆系世界首位。由此,我国电池行业已经成为国民经济中的重要产业,并在工业经济中的分类由过去小类行业发展为中类行业,电池行业地位得到显著提升。

“十二五”期间在工业和信息化部主管部门领导下,中国化学与物理电源行业协会也加强了自身建设与主动向企业提供服务。其中,为应对激烈的国际市场竞争,组织企业研究应对“国际游戏规则”,积极主动参与应对国际贸易中的各种非关税贸易壁垒,重视自主知识产权的建立和维护,并取得了初步成绩。此外,积极协助或组织行业与国家相关标准制定与实施。如组织了锂离子电池移动电源标准的制定与实施,在市场上收集不同厂家产品进行了对比测试,将结果反馈厂家,推进产品升级或改进后达标工作等。此外组织了一系列国内外电池技术与市场分析的交流活动,推进了产业技术升级与发展。

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关键字:化学电源 储能电池

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