行駛一公里,減排幾十克,電動汽車開15萬公里才能實現碳中和

三年前就宣佈要打造電動汽車的保時捷和奧迪幾個月前拆解了特斯拉Model 3發現,自己的成本仍比特斯拉高出3000歐元,其中電池就佔了2000歐元。

電池是製造電動汽車最大的成本,佔整體成本的40%。動力電池供應商的電池技術也決定著車廠們在電動汽車產業的梯隊和位置。儘管LG化學、三星SDI、寧德時代等第二梯隊的電池廠商已經投入巨資研發,但與第一梯隊的松下、東芝相比仍有很大差距。

汽車與電池廠商一榮俱榮,一損俱損。電動汽車與動力電池產業在特斯拉帶來的恐慌中愈燃愈熱,以至於忙著追趕第一梯隊的廠商們似乎忘了,人們為什麼要有一輛電動汽車?而馬斯克想做的,可從來不是一家電動汽車公司。


在福特T型車出現之前的1915年,美國近38%的汽車是電動的。當時,電動汽車製造商奧利弗·弗裡希爾(Oliver Frichtle)曾駕駛一輛電動汽車行駛了1800英里(約合2900公里),用時29天。他在沿途的充電站為電池充電,平均每次充電能跑90英里(約合145公里)。

一個世紀之後的2015年,特斯拉發佈了Model S 90D型電動汽車,這輛車採用了松下提供的電池,最短4.5小時就可充滿電,續航里程則達到559公里。同年7月,特斯拉宣佈將與松下在內華達州合資建造電池超級工廠,到2020年總共將投資50億美元。在特斯拉的影響下,傳統汽車廠商保時捷、奧迪也在這一年先後宣佈開發續航500公里的純電動汽車,保時捷承諾為此投資10億歐元。

行駛一公里,減排幾十克,電動汽車開15萬公里才能實現碳中和

20世紀30年代的電動汽車

三年後,這兩家汽車大廠卻陷入了略顯滑稽的尷尬。特斯拉廉價版汽車Model 3於今年2月初獲得在歐洲銷售許可的消息令它們感到恐慌,它們趕緊找來一輛Model 3進行了逆向工程拆解。結果令他們非常驚訝:自己的成本仍比特斯拉高出近3000歐元。於是它們決定繼續修改各自的電動汽車平臺。

去年,投資銀行瑞銀(UBS)也對Model 3做了拆解。分析發現,電池包占據了整車製造成本的40%。與LG化學、三星SDI、寧德時代等其他排名靠前的動力電池廠商生產的電池相比,特斯拉的電池成本優勢明顯,比LG化學的電池低20%左右。特斯拉與LG化學每千瓦時的電池成本分別為111美元和148美元。奧迪、保時捷等進軍電動汽車的歐美傳統車企都選擇了LG化學或三星SDI作為電池供應商,按特斯拉披露的2.8萬美元的Model 3成本計算,這些車企僅電池包部分的成本就高出特斯拉至少近2000歐元。

卡內基梅隆大學能源創新研究所所長傑伊·惠塔克(Jay Whitacre)稱,特斯拉與其說是一輛汽車,不如說是一個偽裝成汽車的電池組。作為電動汽車產業的“命門”,電池決定了電動汽車產業的分化,卻也因為電動汽車的熱鬧而變得“過熱”。

行駛一公里,減排幾十克,電動汽車開15萬公里才能實現碳中和

電池組是電動汽車的核心

電動汽車產業分化

電動汽車產業近幾年迎來爆發。據數據分析機構EV Sales Blog統計, 2015年全球電動汽車銷量達到54.9萬輛,2018年的全年銷量則超過200萬輛。受政府補貼的刺激,中國從2015年起,就成為新能源車的最大消費國。

不過,銷量繁榮只是表象。諮詢公司羅蘭貝格去年8月發佈的《2018年全球電動汽車發展指數》報告顯示,中國的電動汽車發展指數排名第一,但技術層面卻排在倒數第二。在技術水平尤其是電池技術水平上,中國大量電動汽車廠商仍然處在這個產業的底端。

動力電池產業按技術水平分為三個梯隊,這也決定了汽車產業的分化路徑。松下生產的鋰電池是由特斯拉參與設計的,整個供應鏈也是由特斯拉掌握,而松下僅負責生產。不過,這並不妨礙松下成為動力電池產業的第一梯隊,在電池成本上遠超對手。另一家日本企業東芝也憑藉6分鐘滿充續航達320公里的超充能離子電池“SCiB”進入第一梯隊。雖然沒有量產,但去年10月東芝宣佈將斥資162億日元在日本建設鋰電池工廠。

LG化學、三星SID、寧德時代、比亞迪、天津力神等企業位於第二梯隊,在鋰電池的研發與設計上,並不遜於松下,但卻成為進軍電動汽車的跨國車企不可或缺的籌碼。大眾、福特、奧迪、戴姆勒、寶馬、保時捷,包括中國的蔚來汽車等車企都選擇了韓國供應商。不過,寧德時代也獲得了寶馬和蔚來汽車的訂單,並在德國加註近20億歐元建設動力電池工廠。而天津力神最近曾對特斯拉提出報價,但尚未簽署協議。

位於第三梯隊的是為奇瑞、康迪等車企的電池供應商。這兩家車企都靠共享模式來回避電池技術的競爭。近期,康迪科技集團宣佈旗下的兩款汽車獲得了進口到美國的批准。查閱康迪官網發現,這家企業是康迪汽車和吉利創辦的合資企業,目前正在杭州等地區開展換電模式的電動汽車分時租賃業務。同樣做分時租賃業務的還有首汽集團推出新能源共享租車產品Gofun。該平臺於2015年成立,2017年11月曾獲得大眾和奇瑞2.14億元的聯合投資,採用的是奇瑞提供的電動汽車。康迪與奇瑞的早期車型都是採用了低端的鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池,這類電池充電慢、續航與耐用性都較差,而更換電池的成本甚至比整輛車還要貴。新款車型採用了寧德時代等供應商提供的三元鋰電池,不過租賃價格也更高。

與特斯拉相比,進軍電動汽車的歐美傳統車廠及中國的蔚來汽車等“造車新勢力”們還有很長的路要走。儘管它們擁有眾多經驗豐富的工程師,但在電動汽車的生產流程、供應鏈把控,以及電池設計等方面卻仍然顯得陌生。特斯拉走過的路、遇到的坑它們也必然要走一遍。特斯拉的優勢離不開“暴君”馬斯克近乎變態的的苛刻要求。

馬斯克對於工作的態度近乎瘋狂,事無鉅細,親力親為。去年,面對Model 3低下的產能,馬斯克在Twitter說:“我又回到工廠睡覺了,汽車行業就是地獄。” 2015年Model 3立項時,在有12人蔘加的頂級工程師會議上,馬斯克給這款車定了3.5萬美金的售價。但這需要拋棄之前的18650電池,而研發保證續航的同時成本更低的電池。但馬斯克給工程師們的時間只有兩年半。2017年初,這款新型21700電池就已經開始小批量生產。特斯拉稱,與松下在內華達州合資建設的超級電池工廠Gigafactory將在2018-2020年間實現滿負荷運轉,屆時能將電池的成本再壓縮30%。

今年1月,特斯拉位於上海的超級工廠開建,預計在今年9月完成四大車間建設,於2020年投產,計劃年產50萬輛Model 3。最近,特斯拉還正在收購儲能公司麥克斯韋(Maxwell Technologies),該公司採用一種成本遠低於業內常用方法的工藝,為電動汽車電池生產部件。照此看來,特斯拉的製造成本將更低,而傳統車企們將面臨更嚴峻的考驗。但它們別無選擇。

一個世紀前,燃油車伴隨著加油站的普及讓電動汽車銷聲匿跡。一個世紀後,電動汽車又隨著動力電池的狂熱對燃油車釜底抽薪。然而,歷史上的每一次狂熱都給世界留下了不可磨滅的印記,比如區塊鏈挖礦機帶來的電能恐慌。2018年8月,據普林斯頓大學估算,比特幣挖礦每天耗電接近全球總耗電量的1%。

動力電池投資過熱

最近,特斯拉舉行了Model 3中國市場交付儀式。不過,高興沒兩天,美國的一起事故又引發了人們對特斯拉電池安全的關注。一名男子駕車高速轉彎失控撞樹後起火燃燒,而車被拖走之後又自燃了三次。

行駛一公里,減排幾十克,電動汽車開15萬公里才能實現碳中和

燃燒後的特斯拉電動汽車

動力電池產業仍處在發展初期,卻已經像著火的特斯拉一樣“熱得冒火”。羅蘭貝格的報告顯示,動力電池的需求預計將從2017年的74GWh增長到2030年的近1600GWh。另一數據顯示,從2010年到2018年前10個月,中國鋰電子電池產量從26.87億隻增長到了113.90億隻。據《福布斯》報道,中國鋰電池產量佔全球市場將近70%。

資本瘋狂地湧向動力電池產業。LG化學、三星SDI、SKI和中國寧德時代、孚能科技等廠商均宣佈在歐洲建設動力電池工廠。據數據統計,2017年中國動力電池投資總額超1600億,而2018年前個月的總投資就達到574.47億元。彭博能源發佈的《長期能源儲存展望報告》則顯示,到2040間將有1.2萬億美元投向儲能市場。

每個火熱的市場都會有人出來喊“降溫”。據報道,政府計劃於2020年完全取消對電動汽車的補貼。這或將帶來動力電池產業的洗牌。動力電池廠商是國家對電動汽車補貼政策的直接受益者之一,並且自2016年6月以來,國外不少動力電池產品被排除在補貼項目之外。而中國廠商們雖然在電池出貨量上穩居世界首位,但在成本上卻是該產業最高的。中國製造向來以低成本的大規模生產為優勢,然而,在該產業的大規模生產卻是基於高成本的。如果電池廠商們不能夠幫助客戶降低整體成本,必將一損俱損。

電動汽車在環保性上也備受質疑,這涉及到電動汽車的整個生命週期,包括電池的生產和電動汽車的駕駛。根據電動汽車廠商的官方數據計算得出,現代的電動汽車Ioniq實際排放量為每千米60克二氧化碳,歐寶Ampera-e為76克,雪鐵龍的電動版Berlingo為93克,福特的福克斯Electric為81克,而特斯拉的Model S更是達到125克。而根據IVL瑞典環境科學研究院的綜述報告中的計算,每生產1千瓦時儲存容量的電池,就會額外帶來150~200千克的二氧化碳排放當量(度量溫室氣體排放量的單位,其他溫室氣體會根據其作用效果換算成二氧化碳的量)。

目前,很多電池產自中國。而中國仍有大量電力是源於效率低下的燃煤發電廠,這等於加重了電動汽車的排放量。電動汽車行駛1公里只能減少區區幾十克的二氧化碳排放,為了彌補電池生產過程中額外增加的5噸二氧化碳排放量,普通電動汽車必須要能行駛15萬公里以上。一般的汽車用戶大概要花上10-12年才能行駛這麼多里程。彭博在報告中稱,2018至2030年間,鋰離子電池的價格將下降52%。隨著電池價格的下降,越來越多二氧化碳會隨著電池的生產被釋放出來。

“人們為什麼需要一輛電動汽車?”當更多的人瞭解到電動汽車的真實排放量,就會有更多的人提出這個問題。一個世紀之前,這個問題容易回答,名媛們更喜歡開一輛容易駕駛、安靜的電動汽車,而不是需要手搖啟動、冒著臭氣的燃油車。但現在,回答這個問題變得複雜而又矛盾。

進軍電動汽車的傳統車廠們可能並不會多想這個問題。對它們來說,在特斯拉的競爭中生存下來才是首要問題。但是,傳統車廠們似乎追錯了方向。馬斯克想做的,不是一家電動汽車公司,而是一家能源創新公司。在特斯拉的中國官網上寫著:“Tesla,電動車、太陽能面板和清潔能源存儲。”最近,特斯拉就在歐洲發佈了一款名為Powerwall 2的硬件,包含一套家用電池組和能源管理系統。

電動汽車與動力電池已然“過熱”。在資本、技術、環保、成本與生存的漩渦中,這兩個產業將以何種方式迴歸理性?

文 | 從林

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