北大先行高原：鋰電行業(yè)超高速發(fā)展在原材料方面的可持續(xù)性
圖為北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司總裁、CEO高原發(fā)表主題演講
在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2018）的“優(yōu)化電池產(chǎn)業(yè)鏈 助力電動(dòng)汽車(chē)普及化”主題論壇上，北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司總裁、CEO高原發(fā)表主題演講。
以下是演講實(shí)錄：
謝謝組委會(huì)邀請(qǐng)，給我一個(gè)機(jī)會(huì)跟大家一起來(lái)探討。今天我演講的題目、跟大家分享的 題目就是鋰電行業(yè)超高速發(fā)展在原材料方面的可持續(xù)性。今天討論分三個(gè)部分。
其實(shí)這個(gè)圖大家都看了很多，大家都知道，我們現(xiàn)在動(dòng)力鋰電正在超高速發(fā)展的時(shí)期，從這個(gè)圖表上可以看出來(lái)，比如到2025年，我們要有700萬(wàn)輛的年銷(xiāo)售的新能源汽車(chē)，裝機(jī)量超過(guò)500GWh。當(dāng)然這種高速發(fā)展對(duì)我們行業(yè)來(lái)說(shuō)是非常好的機(jī)遇，我們從業(yè)者都非常喜歡這種超高速發(fā)展，雖然也帶來(lái)很多挑戰(zhàn)。我們的問(wèn)題就是，這種超高速發(fā)展是不是可持續(xù)的？當(dāng)然一個(gè)很明顯的條件就是說(shuō)，在市場(chǎng)成熟之前，當(dāng)然我覺(jué)得這個(gè)大家可能2030年以前不用擔(dān)心這個(gè)事情，因?yàn)槲覀兘裉煲部吹胶芏嘌葜v，2030年新能源汽車(chē)我們能達(dá)到差不多一半，在這之前應(yīng)該還離飽和很遠(yuǎn)。其他的三個(gè)方面，電動(dòng)車(chē)經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠、方便，用戶的良好體驗(yàn)和安全，這是從用戶的角度必須要滿足的。今天我們聽(tīng)到很多演講，我們需要很多技術(shù)上和商務(wù)方面的創(chuàng)新。最后一點(diǎn)，我們可能關(guān)心的不是很夠，上游的原材料能不能支持這么高速的發(fā)展，我管它叫戰(zhàn)略元素的充足率，今天我想從這個(gè)方面也跟大家探討一下。
回到剛才說(shuō)的技術(shù)創(chuàng)新方面，因?yàn)槲沂亲霾牧系模瑥牟牧系慕嵌?。首先，我們從正極的角度來(lái)說(shuō)，雖然正極我們經(jīng)常在各種報(bào)道上聽(tīng)到林林總總的很多正極材料，其實(shí)鋰離子電池的正極材料有一個(gè)最關(guān)鍵的要求，就是他必須提供鋰離子電池中所使用的全部的鋰，除了電解液那一點(diǎn)點(diǎn)鋰，所有的鋰離子來(lái)回做負(fù)載電荷的鋰，都是來(lái)自正極材料。當(dāng)然，作為正極材料還有很多其他的要求，比如說(shuō)電壓得合適、得導(dǎo)電、容量得大，其中還有一個(gè)非常大的約束條件，就是提供所有的鋰，待會(huì)兒我再回到這個(gè)問(wèn)題。因此，所有的正極材料，雖然林林總總其實(shí)就是三大類(lèi)，一類(lèi)是橄欖石一類(lèi)，還有層狀，剛剛說(shuō)有鈷酸鋰、三元、富鋰，其實(shí)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)都是一樣的，只不過(guò)某種變異而已。第三類(lèi)，現(xiàn)在有很多做高電壓的5V的尖晶石。這方面工作我們還是有很多改善的工作可以做，而且我們也正在做，但是這方面的進(jìn)步是一個(gè)低風(fēng)險(xiǎn)的、速度比較慢的、小步的進(jìn)步。我這個(gè)地方畫(huà)了這么一個(gè)尺，從下面是低風(fēng)險(xiǎn)，往上是高風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)越高回報(bào)越高，我們跳出這個(gè)現(xiàn)有的框子，現(xiàn)在我們聽(tīng)的很多的就是全固態(tài)電池，全固態(tài)電池它當(dāng)然好處可以用鋰金屬，用了鋰金屬負(fù)極的能量密度就大大提高了，當(dāng)然好處就是固態(tài)電解液室溫下的電導(dǎo)率，還有大家不談的一個(gè)事情，即便我們用鋰金屬做負(fù)極，雖然算起來(lái)能量密度很高，比如你算出來(lái)需要一公斤的鋰金屬，可能要往里面放三四倍所需要的鋰金屬，因?yàn)槊恳淮武嚱饘傺h(huán)回來(lái)的時(shí)候他都會(huì)形成一個(gè)新的表面，新的表面會(huì)消耗一部分鋰。
風(fēng)險(xiǎn)度更高的，其實(shí)這個(gè)概念我已經(jīng)提過(guò)很多次了，今天再重復(fù)一下，依然利用業(yè)態(tài)的鋰離子電池，但是我們把正極材料的約束拋除掉，怎么達(dá)到這一點(diǎn)呢？我們就是在負(fù)極方面，我在美國(guó)工作的時(shí)候曾經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，我們?cè)?jīng)做了這方面工作的嘗試，就是用鈍化的鋰金屬粉末把它摻到負(fù)極，制作過(guò)程中使它在負(fù)極中能夠引用。當(dāng)壓實(shí)以后，再加上電解液的時(shí)候，大家做過(guò)電池設(shè)計(jì)工作的都知道，這個(gè)鋰金屬就不再存在，就變成鋰離子，進(jìn)到了負(fù)極材料之中，這時(shí)候我們負(fù)極就變成了一個(gè)充滿電的鋰離子的負(fù)極，不是鋰金屬的負(fù)極。這個(gè)時(shí)候我們正極就可以用各種各樣的不含鋰的材料，我們只考慮它是不是安全、是不是低成本、使用量是不是高、是不是導(dǎo)電等等，其他的條件依然可以滿足。我們當(dāng)時(shí)還曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)鋰離子電池正極材料是二氧化錳，想在這里拋磚引玉，并不是說(shuō)這個(gè)技術(shù)路線是最好的技術(shù)路線，當(dāng)然今天這種技術(shù)已經(jīng)在一些特殊電池上開(kāi)始有一些應(yīng)用，因?yàn)樗€要解決很多工程方面的這些問(wèn)題。拋磚引玉就是希望達(dá)到不光在電池設(shè)計(jì)方面，還有工程設(shè)計(jì)上，比如說(shuō)我們今天制作鋰離子電極的方法，沒(méi)有跟20年前差太多，很多地方我們都應(yīng)該有一些跳躍式的發(fā)展，當(dāng)然每個(gè)公司和每個(gè)公司的情況不一樣，風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)不一樣，我們總有一些人做低風(fēng)險(xiǎn)有保證有回報(bào)的工作，同時(shí)也有少部分人致力于一些高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)長(zhǎng)期的跨越式發(fā)展。
以上是技術(shù)方面，再回到資源方面。剛才我們看到了一個(gè)超高速發(fā)展對(duì)電動(dòng)車(chē)。把它翻譯成關(guān)鍵原材料的需求，我的同事做了一個(gè)非常保守的估計(jì)，比如說(shuō)鈷，按最好情況推測(cè)下，我們假設(shè)以后都用高鎳的三元，鈷的需求量是非常小的，因此我們得出2025年依然會(huì)需要10幾萬(wàn)噸的金屬鈷，鋰不管用什么材料，當(dāng)然用磷酸鐵鋰，鋰的用量小一些、三元鋰的用量高一些，為了達(dá)到我們2025年電動(dòng)車(chē)的目標(biāo)，我們碳酸鋰的當(dāng)量要將近40萬(wàn)噸，現(xiàn)在我們還不到20萬(wàn)噸，這是全球的鋰，用在電池上的鋰，當(dāng)然僅僅是一半。
總而言之，未來(lái)如果要達(dá)到能支持這么高速的發(fā)展，我們未來(lái)的幾年，不到10年，七八年的工夫，我們要多出來(lái)30萬(wàn)噸的碳酸鋰的需求量，這些鋰從哪里來(lái)，我想在這里跟大家分享一下過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)。舉一個(gè)例子，在全球礦業(yè)市場(chǎng)分析方面做的比較好的一個(gè)英國(guó)公司Roskill，我知道預(yù)測(cè)未來(lái)是很難的一件事情，尤其是預(yù)測(cè)10年以后，我這里2013年預(yù)測(cè)2017年的報(bào)告，今天2018年回過(guò)頭來(lái)看看準(zhǔn)確度，它把新增的碳酸鋰預(yù)測(cè)分成兩大類(lèi)，一類(lèi)就是現(xiàn)有的當(dāng)時(shí)2013年老牌的碳酸鋰的制造商，當(dāng)時(shí)2013年他把所有比如說(shuō)智利的SKM，還有阿根廷的我原來(lái)的老東家，還有國(guó)內(nèi)的一些，4年他們擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)出將近9萬(wàn)噸的碳酸鋰?；剡^(guò)頭看，大概擴(kuò)產(chǎn)出來(lái)只有他說(shuō)的不到一半。這個(gè)地方圈紅圈的就是那些擴(kuò)產(chǎn)接近成功的，因?yàn)橛械牟皇峭耆晒?，沒(méi)有圈的離擴(kuò)產(chǎn)差遠(yuǎn)了，這還是老牌的，這些是有經(jīng)驗(yàn)、有資本，成功率是一半左右，還有更多的全新的，新的項(xiàng)目、新的礦產(chǎn)公司4年以后會(huì)林林總總大約有十幾萬(wàn)噸的產(chǎn)量，所有這些有智利、阿根廷的、美國(guó)的，炒的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的，最后所有的項(xiàng)目4年以后只有豐田做到，阿根廷勉強(qiáng)其實(shí)也沒(méi)有達(dá)到他的目標(biāo)，我給他圈的紅的，只要超過(guò)50%就算成功，而且今天碳酸鋰也沒(méi)有達(dá)到我們電池級(jí)的水平，只是鋰出來(lái)了，還有拿到我們四川做精加工等等。即便如此，就算給他A吧，得了滿分了，也僅僅是回過(guò)頭來(lái)看成功率10%，老牌的成功率50%，新興的礦業(yè)公司10%，為什么呢？因?yàn)殚_(kāi)礦需要很長(zhǎng)的周期、需要很多的資本、需要很多的經(jīng)驗(yàn)，尤其當(dāng)時(shí)有一個(gè)公司做的不是太好，也使得現(xiàn)在很多新興的礦業(yè)公司融資變得非常困難。我舉這兩個(gè)例子，有時(shí)候各種市場(chǎng)分析公司會(huì)說(shuō)，大家不用擔(dān)心，所有加起來(lái)的有幾百個(gè)項(xiàng)目，未來(lái)會(huì)得出40萬(wàn)噸、50萬(wàn)噸的碳酸鋰足夠用，其實(shí)開(kāi)礦的周期很長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)很大。因此，我們必須利用一切可以利用的資源，包括回收，剛剛中南大學(xué)李教授談到了這一點(diǎn)，主要從環(huán)保方面，但是從我的方面，我做了一些計(jì)算，如果不這樣做，這些關(guān)鍵的戰(zhàn)略資源是不夠支撐我們高速的發(fā)展的。最后即便我們的車(chē)做的非常智能化、性能非常好，但是鋰不夠照樣達(dá)不到500GWh。
這張圖是US Geologica Survey全球鋰資源的分布，我們看到中國(guó)尤其青藏高原占的比例非常高，昨天像青海的王省長(zhǎng)專門(mén)做了介紹，我覺(jué)得我們青海在全球的出行電動(dòng)化方面能夠起到一個(gè)很大的作用，因?yàn)槲覀兦嗪Ｓ泻芏嗟柠}湖鋰資源，必須利用起來(lái)，現(xiàn)在利用的還比較少，剛才李教授說(shuō)了，我們超過(guò)70%的鋰是進(jìn)口的。
下面介紹一下北大先行集團(tuán)。我們剛剛提到了青海，青海有我們的正極材料最大的一個(gè)生產(chǎn)基地，同時(shí)，在青海西寧還有一個(gè)隔膜生產(chǎn)基地，在海西東臺(tái)吉乃爾有鋰鹽湖的開(kāi)發(fā)，東海岸有山東泰安的正極材料工廠，江蘇北星馬上要投產(chǎn)的電池隔膜的生產(chǎn)基地，我們?cè)谌A南還有一個(gè)營(yíng)銷(xiāo)中心，東北還有一個(gè)雞西石墨礦。我們就是立足中國(guó)但是要放眼世界，剛剛說(shuō)我們?cè)诒本┯锌偛俊⑦€有研發(fā)中心，同時(shí)我們現(xiàn)在正在規(guī)劃硅谷歐洲和日本的研發(fā)中心，因?yàn)檫@個(gè)出行電動(dòng)化、智能化相當(dāng)于一個(gè)工業(yè)革命級(jí)別史詩(shī)般大的變化，對(duì)全球人類(lèi)社會(huì)的影響是非常大的。因此，我們僅用一地之力、一國(guó)之人才肯定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一方面我們需要技術(shù)的創(chuàng)新，一方面我們也需要全球的資源來(lái)支持高速發(fā)展。我在這里呼吁，我們國(guó)內(nèi)的企業(yè)應(yīng)該具有一個(gè)全球的視野。今天上午北汽的鄭總特別提到一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，如果不是一個(gè)全球交流的情況下，我們很難達(dá)到創(chuàng)新需求的目標(biāo)。同時(shí)原材料的角度來(lái)說(shuō)，我們也不可能僅用一國(guó)的原材料來(lái)滿足全球出行革命的需求。因此，我們說(shuō)既需要人才，還需要材料，當(dāng)然我們也需要資本。
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