我在2014年開始研究能源時(shí)判斷“能源將從資源時(shí)代到科技時(shí)代"，后來我們發(fā)現(xiàn)，從化石能源到可再生能源，本質(zhì)上是“能源從資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)"，但顯然可再生能源不是簡單的制造業(yè)，而是科技制造業(yè)。當(dāng)能源進(jìn)入多元化，一個(gè)無法回避的問題就是各種能源之間一定存在競爭，不僅僅是能源本身，各種動力電池也一定存在競爭。但有時(shí)，一種能源對另一種能源、一種動力對另一種動力預(yù)期的“稀釋"更有利于能源產(chǎn)業(yè)的安全。
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“稀釋預(yù)期"提出的背景
我在一次與基金交流時(shí)企圖比較一下燃料電池和鋰電的優(yōu)劣勢，認(rèn)為鋰電沒有擺脫資源約束和環(huán)境約束，一個(gè)基金經(jīng)理對我大發(fā)脾氣：“你說燃料電池就說燃料電池，你又不了解鋰電，說它干什么？"尷尬不言而喻，但好在我知道如何處事不驚，用沉默和對視回敬了他。研究員不是科學(xué)家，但我們可以在公開信息下做客觀、理性的分析，并主張自己的見解。我在2021年8月3日發(fā)表的文章《從一個(gè)資源約束到另一個(gè)資源約束，鋰電的市場預(yù)期需要被稀釋》提到，鋰離子電池沒有擺脫資源約束，市場需求上漲的預(yù)期需要被稀釋，否則鋰離子動力電池將面臨比石油更加緊張的局面，所以，需要增加對燃料電池的投入來對沖對鋰電資源供給的風(fēng)險(xiǎn)，平抑鋰礦價(jià)格，減少地緣政治和國際間沖突。關(guān)于“稀釋預(yù)期"這個(gè)詞來自我2014年以來對石油的研究，我當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)在2004年到2014年間布倫特原油價(jià)格從40美元/桶以下上升到147美元/桶，中間的波動超過100美元，其間金融危機(jī)下跌后又回到100美元以上，直到2014年下半年，油價(jià)才因?yàn)槊绹搸r氣革命和全球新能源革命開始下跌。
但2004年-2014年十年間，全球能源消費(fèi)增長25.49%，其中石油增長8.79%，天然氣增長27.83%，煤炭增長33.19%，核電下降了8.12%，水電增長38.37%，太陽能和風(fēng)能分別增長了70.29倍和7.25倍。也就是說，實(shí)際上除了因?yàn)?011年福島核電站爆炸導(dǎo)致核電消費(fèi)下降以外，其余所有能源中石油增長是最慢的，十年不到10%。我們分解一下世界各地石油消費(fèi)，發(fā)現(xiàn)從2004年-2014年間世界四大經(jīng)濟(jì)體中美國、歐洲和日本的石油消費(fèi)分別下降了8.18%、9.08%和18.44%，只有中國增長了64.05%。十年間，在全球石油消費(fèi)898萬桶/天的增量中中國占了48.07%，也就是說從消費(fèi)端，中國是石油價(jià)格大的驅(qū)動國，人口國家對石油需求的高速增長拉動了石油需求的預(yù)期和價(jià)格。
2004年-2014年主要經(jīng)濟(jì)體石油消費(fèi)量（單位：千桶/天）
顯然，石油期貨價(jià)格是由石油供給和需求的預(yù)期來決定的，這十年間石油企業(yè)的資本開支也在持續(xù)增加，但歐佩克國家的一致行動使得石油的定價(jià)權(quán)幾乎是賣方市場。唯有打破原有的能源格局才可能重建供求關(guān)系，于是有了美國的頁巖油氣革命也有了中國在海外的油氣資源投資，更有了可再生能源和電動車的產(chǎn)業(yè)化預(yù)期，2014年7月，油價(jià)開始下跌。我算了一筆賬，如果中國投資新能源能夠影響石油價(jià)格的預(yù)期10美元，以2014年為例，進(jìn)口石油的成本就可以節(jié)省22.58億美元，以當(dāng)年的平均匯率相當(dāng)于138.704億人民幣（以2021年的進(jìn)口量和匯率10美元的差價(jià)計(jì)算則是242.58億元）。如果每年拿10美元/桶進(jìn)口石油的差價(jià)來補(bǔ)貼新能源，不出幾年足以帶動新能源產(chǎn)業(yè)來影響石油價(jià)格的預(yù)期，增加就業(yè)和科研能力，而且還提升了能源自給的安全感，這筆賬很合算。
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比擺脫環(huán)境約束更大的驅(qū)動力是擺脫資源約束
對全球來說，可再生能源發(fā)展一個(gè)重要的驅(qū)動力是巴黎協(xié)定提出的氣候目標(biāo)，大部分國家都提出了2050年-2060年碳中和的目標(biāo)。但顯而易見的是資源輸出國家肯定沒有資源輸入國家來得積極，美國前總統(tǒng)甚至主張退出《巴黎協(xié)定》。
一般生產(chǎn)資料和必須消費(fèi)品的價(jià)格是由生產(chǎn)成本和供求關(guān)系來決定的，所以，無論是農(nóng)產(chǎn)品還是工業(yè)品總是在供過于求和供不應(yīng)求的動態(tài)中尋找價(jià)格中樞。之所以說可再生能源具有很強(qiáng)的制造業(yè)屬性，是因?yàn)闊o論光伏、風(fēng)電都可以通過規(guī)?；l(fā)展來降低成本。但如果資源的供需不平衡，商品的價(jià)格就會偏離價(jià)值，并衍生出政治、金融等多重屬性。
2020年全球石油供給與消費(fèi)結(jié)構(gòu)（BP世界能源統(tǒng)計(jì)報(bào)告）
基辛歌曾說：“誰控制了石油，誰就控制了所有國家。"這句話深刻地影響著世界能源產(chǎn)業(yè)和國際政治，或者說這句話回到十年前，根本就是一個(gè)精辟的總結(jié)。石油資源被少數(shù)地區(qū)所掌控，石油價(jià)格也被資源國所操控，而自1974年以來，“石油美元"的機(jī)制使得美國在過去近50年的時(shí)間里控制了石油，并可以稱霸全球。
應(yīng)對氣候變化、擺脫環(huán)境約束固然是能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要的驅(qū)動力，但我們發(fā)現(xiàn)發(fā)展可再生能源最積極的是歐洲和亞洲國家，德國、法國、日本、韓國等國家能源自給率都非常低，中國雖然能源自給率較高，但煤炭比例太高，而美國的能源革命則是以頁巖氣革命為主。所以，擺脫資源約束是歐洲國家推動可再生能源更大的驅(qū)動力。
各國能源自給率（2010年） 數(shù)據(jù)來源：IEA當(dāng)今世界，國際間局勢更加復(fù)雜，疫情、戰(zhàn)爭、逆全球化，能源安全和糧食安全成為各國最現(xiàn)實(shí)的問題。
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鋰電的資源屬性將過渡到政治屬性
前一段時(shí)間跟一個(gè)地級市的市領(lǐng)導(dǎo)交流氫能產(chǎn)業(yè)的一些觀點(diǎn)，領(lǐng)導(dǎo)跟我說，鋰電已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)，而且鋰電的成本越來越低，燃料電池做不過鋰電。我提到鋰電的資源屬性，認(rèn)為不能走單一的鋰電路線，領(lǐng)導(dǎo)說，鋰資源足夠鋰離子電池汽車發(fā)展的需求。
"但是"，我說：“全球鋰資源分布不均會回到石油戰(zhàn)爭時(shí)代。"中東地區(qū)超過九個(gè)國家的石油儲量占全球儲量48.3%，南美三國占全球鋰資源儲量57%！從石油能源的經(jīng)驗(yàn)來看，分布不均的能源資源將導(dǎo)致商品屬性以外的多重屬性：資源屬性、政治屬性和金融屬性。
全球鋰資源分布比石油更加集中
過去兩年，鋰在新能源汽車爆發(fā)性增長下，價(jià)格出現(xiàn)飆升，2021年碳酸莉（LCE）價(jià)格從1月5萬元/噸的價(jià)格飆升至年末50萬元/噸，到2022年達(dá)到60萬元/噸，一塊60kWh電池包，電池成本上漲超過16000元。
電池級碳酸莉平均價(jià) 數(shù)據(jù)來源：萬得資訊
這個(gè)商業(yè)模型并沒有破壞鋰電的商品屬性，因?yàn)殇嚨V的開采周期需要6年，過去兩年電動汽車需求增長高于原材料供給增長。不過，鋰離子電池汽車的趨勢確定后，問題就變得不那么簡單了，除了美國的制造業(yè)回歸計(jì)劃正在布局新能源汽車以外，各資源國控制鋰資源的行動正在接踵而至：2021年12月，加夫列爾·博里奇當(dāng)選新一任智利總統(tǒng)，并主張成立國有鋰礦企業(yè)，2022年11月9日，智利駐成都總領(lǐng)館領(lǐng)事迪亞茲在2022中國國際鋰電大會上表示智利政府正籌劃在國內(nèi)建立規(guī)范和整頓鋰礦開采的新制度；2022年11月3日，加拿大工業(yè)部以“國家安全"為由，要求中礦(香港)稀有金屬資源有限公司、盛澤鋰業(yè)國際有限公司以及Zangge Mining Investment (Chengdu) Co Ltd等三家中國公司剝離其在加拿大關(guān)鍵礦產(chǎn)公司的投資；11月25日，澳大利亞財(cái)長查爾默斯在悉尼表示，澳大利亞加強(qiáng)審查國外在澳大利亞鋰礦等清潔能源相關(guān)的大宗商品的投資，尤其是對鋰和稀土等領(lǐng)域的外國投資進(jìn)行審查；墨西哥總統(tǒng)則表示，在墨西哥開采的鋰必須在索諾拉加工，并用于該州生產(chǎn)的汽車；同時(shí)，吉爾吉斯坦總統(tǒng)薩得爾·賈帕羅夫表示吉爾吉斯坦將獨(dú)立開采其礦產(chǎn)資源；韓國與加拿大舉行工業(yè)部長會談，提出重塑關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈，LG已與澳大利亞礦山簽署了鋰礦供應(yīng)的戰(zhàn)略合作協(xié)議。此外，2022年9月，阿根廷、智利和玻利維亞三國討論要成立聯(lián)盟，共同限制鋰礦產(chǎn)量以控制鋰價(jià)格，并預(yù)備拉澳大利亞“入伙"。2021年，全球鋰資源總量超過8600萬噸，其中南美地區(qū)的智利、玻利維亞、阿根廷已探明的總體資源量達(dá)4990萬噸，在全球資源總量中的占比超過50%。另外，澳大利亞鋰礦資源達(dá)到了640萬噸。這一行動被看作是“鋰歐佩克“。和石油一樣，能源安全最重要的還不是價(jià)格波動，而是資源不均衡帶來的地緣政治、經(jīng)濟(jì)制材甚至是人類戰(zhàn)爭。固然，金屬電池與一次性消費(fèi)的化石能源比較具有可以回收利用的優(yōu)勢，但當(dāng)一種有限的、不均衡能源資源需求長期存在的時(shí)候，就很難避免新的區(qū)域經(jīng)濟(jì)失衡和新的地緣政治。此外，到目前為止鋰離子電池全生命周期對人類的環(huán)境貢獻(xiàn)是否好于石油天然氣還有待驗(yàn)證。所以，如果把所有的新能源汽車都賭在鋰離子電池上肯定不是一個(gè)能源安全的選擇，也可能不是一個(gè)環(huán)境安全的選擇。
我在《從一個(gè)資源約束到另一個(gè)資源約束，鋰電的市場預(yù)期需要被稀釋》一文建議，在我國鋰資源進(jìn)口依賴度高于石油的情況下同樣可以用鼓勵(lì)燃料電池汽車方的式來“稀釋"市場對鋰電的預(yù)期，從而讓鋰離子電池汽車保持供應(yīng)鏈相對松緩的生態(tài)。
中國目前是全球大的鋰資源進(jìn)口國，進(jìn)口依賴度達(dá)到85%。以2022年8月進(jìn)口量11296噸為基數(shù)計(jì)算，每年進(jìn)口碳酸莉135552噸，而且每年以30%上的速度增長，如果有可以對沖鋰電需求預(yù)期的替代產(chǎn)品，并可以影響碳酸莉10萬元/噸的價(jià)格的話，按照這個(gè)戰(zhàn)略可以給予燃料電池汽車增加135.55億元/年的補(bǔ)貼，遠(yuǎn)超我國“以獎(jiǎng)代補(bǔ)"的補(bǔ)貼金額，不僅培育了燃料電池產(chǎn)業(yè)，也使得鋰電產(chǎn)業(yè)更加安全。
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鈉離子電池閃亮登場
然而，市場似乎并沒有因?yàn)殇囐Y源受約束的勢頭而給予燃料電池更多的關(guān)注，而是將注意力集中到了同樣可以化解資源約束的鈉離子電池。疫情管控還沒有結(jié)束，現(xiàn)階段還不敢見太多的人，但近期有限的兩次行業(yè)交流我就被告知“鈉離子電池已經(jīng)成熟，燃料電池沒有機(jī)會了"。
他們說，鈉離子電池幾乎能夠解決鋰離子電池所有的短板：首先鈉資源儲量為鋰儲量的420倍，沒有資源約束；其次就是價(jià)格，跟碳酸莉近期高昂的價(jià)格比，碳酸鈉就跟不要錢似的；其三鈉離子電池更安全，鋰離子電池電流密度越大枝晶鋰生長越快，刺穿電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成短路自燃。而鈉離子產(chǎn)生枝晶的概率很低，自燃的概率很低；其四是充電時(shí)間短，在常溫下15分鐘鈉離子充電量可達(dá)80%；其五是耐低溫性能也更好，-20℃環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率。
碳酸莉與碳酸鈉價(jià)格比較
近期，二級市場涉及鈉離子電池概念的上市公司古票逆勢大漲，如傳藝科技本來是一家筆記本電腦零部件企業(yè)，因?yàn)橐?guī)劃2023年鈉離子電池一期項(xiàng)目投產(chǎn)4.5GWh，6月份以來股價(jià)上漲了5倍多。
傳藝科技股價(jià)走勢
再看某證券機(jī)構(gòu)的預(yù)測，就他們研究的涉鈉上市公司而言，2022年僅一家公司預(yù)計(jì)鈉離子電池相關(guān)業(yè)務(wù)約1.5億元，到2023年就是上億、上10億，到2023年，單個(gè)上市公司的鈉離子電池收入更是達(dá)到40-50億。
某券商對鈉離子相關(guān)企業(yè)產(chǎn)能和收入預(yù)測本來聽到對鈉離子電池的描述就覺得新能源汽車真是柳暗花明，看了這張預(yù)測表，這不僅讓奮斗了20多年的燃料電池陡生嫉妒，國內(nèi)燃料電池汽車龍頭尚且不到10億的收入，這鈉離子電池這么好弄呀？
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鈉離子電池?zé)o法達(dá)到車規(guī)級應(yīng)用
鈉離子對電池行業(yè)的人來說并不新鮮，上世紀(jì)70年代末與鋰離子電池同時(shí)起步，其最早的研究方向集中在用于儲能領(lǐng)域的鈉硫電池。1990年以后，伴隨鋰離子電池材料實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，鋰離子電池先開始商業(yè)化。鈉離子電池則因沒有研發(fā)出合適的負(fù)極材料一度停滯。直到2000年后，鈉離子電池在負(fù)極材料技術(shù)上取得突破，并于十年后開始了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2011 年全球鈉離子電池公司英國 Faradion成立；2017 年，中國鈉離子電池公司中科海鈉成立，技術(shù)來源于中科院物理所。目前，中科海鈉與英國Faradion、法國Tiamat同為世界林先的鈉離子電池廠商。
鈉離子發(fā)展歷程
鈉離子電池和鋰離子電池的工作原理相似，生產(chǎn)工藝與鋰離子相似度達(dá)到90%，都是通過研磨使其納米化、通風(fēng)干燥、燒結(jié)、粉碎，造粒……所以，鋰離子企業(yè)并不懼怕被替代，他們在理解電池的原理和制造工藝上更有優(yōu)勢。除寧德時(shí)代以外，華陽股份（中科海納股東）、多氟多、傳藝科技、維科技術(shù)等上市公司也規(guī)劃了2023年GW級產(chǎn)能。不過，現(xiàn)階段擴(kuò)產(chǎn)能似乎有一點(diǎn)過度超前，而上述的券商預(yù)測更有點(diǎn)異想天開，到目前為止，鈉離子電池尚處于0到1的發(fā)展階段，鈉電池的裝機(jī)、測試、試用都還沒有經(jīng)歷過，產(chǎn)品并沒有得到實(shí)際驗(yàn)證。工藝和技術(shù)是一方面，但材料自身往往也規(guī)定了其基礎(chǔ)性能，由于鈉離子的體積大于鋰離子，驅(qū)動鈉離子的移動需要更大的能量，因此，鈉離子能量密度低于鋰離子電池。鈉離子電池的能量密度145Wh/kg，而三元電池單體能量密度普遍在200Wh/kg以上，主流產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到250Wh/kg，頭部企業(yè)的磷酸鐵鋰電池單體能量密度則在180Wh/kg附近。另外，主流鈉離子電池循環(huán)壽命在1000-4000次之間，而磷酸鐵鋰電池壽命則在3000-10000次之間。原本燃料電池比較鋰電池的優(yōu)勢就是能量密度高，續(xù)航里程更長，既然鈉離子在這方面的性能尚不及鋰電，就更加不能與燃料電池相提并論了。壓縮氫能的能量密度接近每公斤40kWh，比汽油還高出三倍，燃料電池能量密度是鋰電的120倍，跟鈉比就更不是一個(gè)量級了。也就是說，鈉離子彌補(bǔ)了鋰電在資源、成本、充電時(shí)間和低溫方面的劣勢，卻達(dá)不到電動汽車基本的性能要求。所以，鈉離子電池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循環(huán)壽命短等相對劣勢，但能量密度高于鉛酸電池。因此，鈉離子電池單獨(dú)使用更適應(yīng)于儲能、兩輪車、A00級車等沒有空間要求或里程要求的應(yīng)用場景，但技術(shù)上暫時(shí)還不成熟。
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彼此合作豈不更有利對沖風(fēng)險(xiǎn)
目前，鈉離子電池的意義在于對沖鋰資源需求預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。下面是一個(gè)鈉電專家對目前鈉離子電池的幾點(diǎn)判斷：
1-鈉鋰混搭，不但在動力電池包上會應(yīng)用，在儲能電池包上也會應(yīng)用，但會晚一些，儲能的要求更苛刻更嚴(yán)格。
2-鈉鋰混搭，可以減輕電池廠對上游鋰資源的依賴程度，可以在某種程度上反制上游鋰礦、電池原材料企業(yè)“打劫"電池廠。
3-鈉電池目前的存在和發(fā)展，是為了反制“鋰電池發(fā)展的負(fù)面力量"，而不是為了取代鋰電池。
4-鈉電池的使命，在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，是幫助鋰電池發(fā)展地更好，而不是取代鋰電池。
5-“鈉電池可以在5-10年取代鋰電池"之類的判斷，大概率是錯(cuò)誤的。
6-關(guān)于鋰電池：鋰電池處于蒸蒸日上的快速發(fā)展通道，而且是先進(jìn)的理論指導(dǎo)實(shí)踐下的快速發(fā)展通道。這是一種基于較為完善的理論，是建立在長時(shí)間的摸索和掌握大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的理論。任何其他電化學(xué)技術(shù)，都不具備鋰電池目前擁有的迭代基礎(chǔ)和迭代速度。
7-沒有大量生產(chǎn)過優(yōu)質(zhì)鋰離子電芯的企業(yè)，也不要太指望能做出來優(yōu)質(zhì)的鈉離子電芯。
有人說，鋰電是過渡產(chǎn)品，氫能是終急能源，但目前這個(gè)判斷還為時(shí)過早。目前從幾個(gè)維度比較鋰電、鈉電、燃料電池和燃油發(fā)動機(jī)，我們會發(fā)現(xiàn)沒有一個(gè)產(chǎn)品可以做到晚美。
鋰電、鈉電和燃料電池的比較（以乘用車為例）
從資源約束的角度來看，鈉最幽，其次是燃料電池，再次是燃油，鋰最差。燃油資源的約束影響消費(fèi)，而鋰電資源的約束將影響供應(yīng)鏈，產(chǎn)業(yè)生態(tài)更不安全。從環(huán)境約束的角度來看，鋰電、鈉電不直接排放，取決于電力結(jié)構(gòu)；燃料電池則取決于氫的來源；燃油車因?yàn)榕欧哦惶娲?。但在即將到來的碳足跡和循環(huán)經(jīng)濟(jì)來看，四種動力對空氣、水土的污染尚未詳細(xì)測算和比較，還需要更多的科學(xué)論證。
從動力的性能來看，理論上燃料電池是發(fā)電機(jī)，而不是儲電的“電池"，中和了鋰電和燃油車的優(yōu)點(diǎn)，能量密度和補(bǔ)能時(shí)間都最幽，但工程和工藝上不如鋰電成熟，工程也包括基礎(chǔ)建設(shè)。鈉電的性能雖然能彌補(bǔ)鋰電充電時(shí)間和低溫性能，但能量密度過低，整體劣勢最顯。畢竟解決資源短缺只是供應(yīng)商關(guān)心的問題，用戶關(guān)心的是產(chǎn)品性能。
從成本上看鈉電如果成熟低于鋰電30%，在我們比較的所有動力中最幽；鋰電的購置成本和使用成本取決于鋰資源價(jià)格和電價(jià)；燃料電池成本，需要規(guī)模化化解難題。從產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度上來看，鈉離子甚至不需要基礎(chǔ)建設(shè)和產(chǎn)線的重新設(shè)計(jì)，其工程主要是驗(yàn)證從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品穩(wěn)定性和供應(yīng)鏈體系建設(shè)；燃料電池的核心則是加氫站基礎(chǔ)建設(shè)和終端用戶的批量化應(yīng)用，特別是要解決氫氣儲運(yùn)的成本問題。
競爭是在所難免的，畢竟每一條技術(shù)路線都不可能保持靜態(tài)，鋰離子電池的資源約束對其他動力電池來說都是機(jī)會，但除了鈉離子電池和燃料電池，還有固態(tài)電池，這將是一場科技和產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)建設(shè)的時(shí)間競賽。不過，從產(chǎn)業(yè)安全的角度來看，目前每一條技術(shù)路線都需要保留適度的空間，合作則可能有更好的前景，燃油與鋰電、鋰電與鈉電、燃料電池和鋰電的混搭可能對對沖資源風(fēng)險(xiǎn)、提高終端產(chǎn)品性能會有不錯(cuò)的效果。
文章來源：產(chǎn)業(yè)觀察者
注：本文已經(jīng)獲得轉(zhuǎn)載權(quán)
朱穎
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