随着“双碳”战略深入实施,新能源汽车、储能等新兴产业蓬勃发展,新能源材料产业迎来重大发展机遇,值此契机,广西自治区行业主管部门、钦州市人民政府以及上海有色网(SMM)共同搭建高端交流合作平台——2023新能源材料产业发展大会于6月26日至28日在广西钦州天骄国际酒店隆重召开!
本次大会以“向海图强 共享‘新’机遇”主题,旨在进一步扩大开放合作,促进产业链供应链价值链深度融合,汇聚行业各方力量,共商产业合作、共享发展机遇、共绘美好蓝图!
本次大会举办地--广西钦州市,作为西部陆海新通道三条主通道的交汇点、中国面向东盟开放合作的最前沿,拥有自贸区钦州港片区、中国—马来西亚钦州产业园区、钦州保税港区等多个国家级对外开放平台,正在依托中伟、格派、雅保等龙头企业大力发展面向东盟的先进新能源材料产业集群,优势突出、潜力巨大、未来可期!
本次大会分为一个主论坛和四个分论坛,四个分论坛分别是新材料专场、钠电专场、储能专场以及回收专场。大会邀请到中国工程院原副院长杜祥琬、俄罗斯工程院院士王振波、中国地质调查局去啊你去矿产资源战略中心研究员高天明等一众业内大咖围绕“碳中和与能源转型”、“中国锂全产业链解析”、“锂电产业链供需新挑战”等热点话题展开了全面深度地探讨。
开幕致辞
中共钦州市委书记、自贸区钦州港片区党工委书记钟畅姿
中国有色金属工业协会原会长 康义
全国工商联新能源商会助理秘书长 储能专委会秘书长 汪洪昌
SMM CEO 范昕
钦州市新能源材料产业联盟启动仪式
广西中伟新能源科技有限公司总经理胡培红、广西格派电池新材料有限公司、广西雅保锂业有限公司、广西埃索凯新材料科技有限公司、广西卓能新能源科技有限公司、广西自贸区量孚新能源科技有限公司,钦州市锰业协会,北部湾大学的领导和代表共同启动成立钦州市新能源材料产业联盟!
嘉宾发言
发言主题:电化学储能技术的发展
发言嘉宾:中南大学化学电源与材料研究所所长唐有根
中南大学化学电源与材料研究所所长唐有根讲述了电化学储能技术的发展历程。他分别从发展背景、电化学储能技术、电化学燃料储能技术、电化学储能技术的应用等方面展开分享。他表示,储能技术作为能源革命的关键支撑技术已经在众多领域示范和商业化应用,未来发展的前景极其广阔。电化学储能技术可实现大规模电力储能,电化学储能技术的发展对于我国未来能源战略发展具有重大意义。
发展背景
能源危机和环境污染是21世纪世界面临的最重大问题。我国早在2020年便提出了二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和的“双碳”目标,“碳中和”战略将撬动中国百万亿级的市场,既是重大挑战也是巨大机遇!
而双碳目标的提出也推动了能源结构转型与调整。减少化石能源的使用,走绿色低碳的可再生能源发展道路,现已成为世界各国的共识。
但是目前可再生资源依旧存在受天气与季节影响很大、发电过程不连续不可控的缺陷,因此,大规模储能系统应运而生。
储能技术的主要类型
在以上储能技术中,目前抽水蓄能规模最大,电化学储能发展最迅速,且电化学储能还拥有极大的发展潜力,到2035年,电化学储能目标是掌握液流电池、铅酸电池、钠基电池、锂离子电池的储能单元、模块、系统集成、装备制造技术,形成储能产业链;全面提升各项技术能量效率、寿命、安全性,降低成本;突破先进液流电池、铅炭电池、钠离子电池、固态锂电池技术。未来战略需求是满足发电侧、输电侧、配电侧及用户侧对不同能量、功率级别以及不同储能时长的规模储能技术的需求。
电化学储能技术
目前,成熟度较高的锂离子电池、全钒液流电池和铅炭电池等电化学储能技术都基本实现市场运营;钠离子电池、锌基液流电池、固态锂电池等新兴电化学储能技术也如雨后新笋般涌现,并以越来越快的速度实现从基础研究到工程应用的跨越。
分别来看:
锂离子电池电池类型分为:纽扣电池、圆柱电池、方形电池和软包锂离子电池。
钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料为正极的商品化电池体系。其中,钴酸锂电池成本高、能量密度高,主要应用领域为消费类电子产品;锰酸锂电池成本低、循环稳定性差,可用于低速电动汽车、小型储能以及电动工具等方面;磷酸铁锂电池、三元锂电池适用于电动工具、电动汽车及大规模储能领域。
经过各类锂离子电池性能指标的对比来看,锰酸锂和磷酸铁锂比功率和安全性能好;镍钴锰酸锂有最高的比能量。
发言主题:磷化工在新能源中的应用
发言嘉宾:广西钦州志诚化工有限公司董事长雷惠宪
广西钦州志诚化工有限公司董事长雷惠宪围绕“磷化工在新能源中的应用”的话题展开阐述。他分别从磷化工和新能源的关系,磷酸铁、磷酸铁锂的磷源,六氟磷酸锂的磷源以及磷化工对新能源产业后市发展的影响等四个方面做出分享。
磷化工和新能源的关系
从磷矿石加工成磷酸铁锂电池的过程中有两种不同的产业链,需要用到的关键磷化工原料为磷矿石和黄磷。因此磷矿石和黄磷价格大涨大跌,供应时而紧张、时而宽松也会对下游产生不同程度的影响。具体影响如下:
下游产品生产成本波动不稳定,采购风控难度增加;原料到厂不稳定增加,产出量受影响;销售价格受影响;供需关系逐步被调整。
磷酸铁、磷酸铁锂的磷源
磷酸铁锂产能扩张,带动磷酸需求大增
磷酸铁锂重回锂电正极材料主流,需求高速增长,需求从终端逆流而上,沿着磷酸铁锂-磷酸铁-高纯磷酸/工业一铵-黄磷/磷肥-磷矿石产业链向上传导,产业链条供需紧张,未来磷酸铁锂需求量有望持续超预期,据华安证券研究所测算,考虑库存因素,预计2025年磷酸铁锂需求量可达400万吨。2030年可能达到2300万吨。初期动力提供主要增量,后期储能为主要增长驱动。
而磷酸铁锂产能扩张,带动对磷酸的需求大增,理论推测:2022年需求(78万吨)对比2020年(12.3万吨)增量达到65.7万吨,预计2025年(292万吨)增量为214万吨(同2022年相比)。
六氟磷酸锂的磷源
六氟磷酸锂电解液主流制备方法
主流制备方法分为固相法和液相法,其中固相法是目前国内应用最为广泛的六氟磷酸锂制备方法,此方法中最重要的中间体是PF5,其上游原料为PCl5。但是这种方法反应中放热剧烈,且前期反应产率低,难以控制,容易生成副产物PF3Cl2,制得的PF5产品存在杂质含量高、分离提纯困难、对设备要求较高、工艺条件苛刻的缺点,造成生产成本较高。
为解决上述问题,天赐材料发明了以多聚磷酸为原料制备PF5的工艺:以聚磷酸和无水氟化氢为起始原料,制得六氟磷酸水溶液;六氟磷酸水溶液与发烟H₂SO₄硫酸反应,得到六氟磷酸与硫酸的混合物;不经分离,直接加热步骤II得到的六氟磷酸与硫酸的混合物,冷凝产生的PF₅蒸气粗品;将粗品PF₅压缩冷凝液化,然后在精馏塔中进行提纯得到高纯度PF₅。该方法得到的最终产品水分低、杂质少,且纯度高——PF₅的纯度到达99.95%以上。
》2025年磷酸铁锂需求或达400万吨 行业内卷背景下企业何去何从?
发言主题:新一代锰酸锂的发展与探索
发言嘉宾:深圳中芯能科技有限公司技术专家钱飞鹏
深圳中芯能科技有限公司技术专家钱飞鹏围绕“ 新一代锰酸锂的发展与探索”的话题做出分享。他分别介绍了单晶型锰酸锂(长循环)以及多元复合型锰酸锂(优存储)的相关性能及应用场景。
单晶型锰酸锂(长循环)
传统的单晶锰酸锂技术路线需要较高的温度及合成时间以及多次烧结,成本大幅增加,而全新的技术路线,优势如下:
单晶锰酸锂(100%)全电循环性能对比
下图是常温和45℃温度下,100%电量的单晶锰酸锂循环性能对比情况,具体如下:
从中可以看到,同样条件下,与日本某厂单晶锰酸锂相比,单晶锰酸锂的循环次数更为出色。
单晶锰酸锂在动力电池中的应用
从自带掺杂元素的硫酸盐→单晶Mn3O4→单晶LMO的过程,只需要一次烧结,不需任何添加剂及包覆,大幅度降低生产成本的同时,提升常/高温循环及搁置性能。
多元复合型锰酸锂(优存储)
目前主流锰酸锂产品包括数码型硫酸锂,小动力型锰酸锂以及乘用车型锰酸锂,分别应用于数码市场、小动力市场以及乘用车市场。
发言主题:生物质钠电硬碳负极规模化量产的难点与痛点
发言嘉宾:中南大学教授周向阳
中南大学教授周向阳深刻剖析了生物质钠电硬碳负极规模化量产的难点与痛点。他表示,钠离子电池负极材料作为钠离子电池的储钠主体,在充放电过程中,实现钠离子的嵌入/脱出。负极材料的选择对钠离子电池的发展有决定性作用。钠电与锂电几乎同时起步,负极瓶颈导致钠电产业化落后。1991年日本索尼率先将锂离子电池投入市场,锂电池商用时代正式开启,钠电研发停滞。
钠电开发背景及市场前景
行业背景
我国锂矿资源稀缺,对外依存度高达80%,面临“卡脖子”风险。锂资源在地壳中丰度低(~0.0065%),且分布不均匀,全球70%锂资源分布在南美,中国仅有6%,且我国锂资源多分布在高海拔地区,开发受环境、成本、技术等因素制约,目前我国80%的锂资源依赖进口。
锂矿紧缺问题加剧。随着便携电子设备及新能源电动汽车的飞速发展,锂离子电池生产制造达到空前规模,各锂电池生产商不断扩大产能,导致锂资源大量消耗、价格上涨,严重影响到了动力电池及储能电池终端价格及渗透速度。
钠离子电池蓄势待发——钠离子电池成本优势
钠离子电池:成本驱动,部分性能占优
相比于锂离子电池,钠离子电池正极材料成本低50%以上,集流体成本低60%以上,电池成本低30%以上。
此外,钠离子电池还拥有安全性能优异、高低温性能佳以及高低温性能佳等优点。
国家政策加持——钠离子电池发展的机遇
为推动钠离子电池商业化,国家发布多项政策。在政策支持下,整个行业进入快速发展期,钠离子电池量产速度进一步加快。
钠离子电池的应用领域
储能、船舶、电动车需求加码,钠电应用场景广阔
两轮电动车领域,钠离子电池成本优势快速替换铅酸电池
新能源配储是未来趋势,钠电池特性与储能场景需求高度贴合
在新能源汽车方面,钠电池有望在低速乘用车、物流车、公交等细分领域实现重大突破。
碳酸锂价格巨大波动下的钠电是否还有前途?
碳酸锂价格下跌,弱化了钠电的价格优势,还有必要研究钠电吗?
钠电在在-20℃到90℃的温度区间均可正常工作,耐高低温性能优良;另外,还具有可快充快放特性,因此,替换铅酸并取代部分锂电市场是完全可能的;
钠电生产原料更低碳环保,也决定了钠电的未来具有一定发展前景。正极生产的碳酸钠价格低廉、且获取容易,负极生产能耗远低于锂电的人造石墨负极。
未来的局面必将是钠电与锂电并存!成本足够低依旧是关键!
发言主题:钠电储能解决方案
发言嘉宾:深圳盘古钠祥新能源有限责任公司董事长胡明祥
数据显示,到2025年,全球储能装机量有望达到290GWh左右,储能系统可以减少弃风弃光,降低新能源发电出力的波动性;调频方面,储能价值体现在电力辅助服务,目前调频已具有经济性,调峰接近临界。家庭用户方面,光储结合,可自发自用, 降低用电费用;工商业用户方面:加装储能系统更可以节省容量电价,并进行峰谷价差套利。
且值得一提的是,全球范围内可再生能源战略地位提高,不断提升储能潜在市场。随着新能源发电占比持续提升,储能发展的迫切性同步提升,此外,钠离子电池的特性与储能场景要求高度贴合,未来在储能领域的发展空间将随着技术进步不断扩大。
而数据显示,储能电池的成本主要与正极相关:普鲁士白相关问题包括结晶水,氰化物以及相转变等导致其难以适用峰谷套利模式。
为解决上述问题,胡明祥提供了以下几个方案:
方案一:层氧降压使用
层氧正极材料作为储能电芯,牺牲容量,降电压,升循环(单体18Ah电芯测试),从测试数据来看,随着电压的降低,循环性能提升非常显著。
且在热冲击测试、过充测试、过放测试、挤压测试、针刺测试和撞击测试之后,均没有出现起火、爆炸的情况,测试合格。
方案二:新型化学体系
经过测验,在55℃的情况下,1C循环电池放电电流维持在100%的状态下,相关表现如下图所示:
方案三:聚阴离子
数据显示,聚阴离子能量密度为90Wh/kg、140Wh/L,电压3V。
》钠电储能三大解决方案:层氧降压使用、新型化学体系、聚阴离子
发言主题:必见未来 ESG引领可持续发展宏图
发言嘉宾:必维国际检验集团ESG负责人陈润
必维国际检验集团ESG负责人陈润围绕“必见未来 ESG引领可持续发展宏图”的话题做出分享。他表示,ESG是环境(Environmental)、社会(Social)、治理(Governance)三个名词的首字母缩写,是一种关注环境、社会、治理绩效的投资理念和企业评价标准。中国ESG则从2022年~2008年进入起步阶段,自2017年到现在进入分化阶段,并逐渐趋于成熟。
ESG 引领全球可持续发展
ESG是环境(Environmental)、社会(Social)、治理(Governance)三个名词的首字母缩写,是一种关注环境、社会、治理绩效的投资理念和企业评价标准。
ESG强调企业不仅要关注财务绩效,也要从环境、社会及治理角度衡量企业价值,使企业履行社会责任的表现可量化、可比较并可持续改善。
全球ESG从萌芽走向成熟,经历了从70年代到21世纪这段不算短暂的路程。而中国ESG则从2022年~2008年进入起步阶段,自2017年到现在进入分化阶段,并逐渐趋于成熟。
ESG成为世界资本市场新规则
根据PRI 法规数据库(PRIRegulation Database)数据显示,本世纪以来,全球范围内颁布的ESG 相关政策和法规的数量持续增长,尤其是2015 年之后增速加快。
有些国家和地区是将ESG 纳入国家总体发展战略规划,例如欧盟委员会于2014 年10 月颁布的《非财务报告指令》正式将ESG 三要素系统纳入法规条例;2019 年12 月提出的《绿色新政》将气候和环境挑战转化为政策机遇,推进实现欧盟经济可持续发展的主要目标,其中核心目标之一是欧洲要于2050 年在全球范围内率先实现“碳中和”。
欧盟 ESG 政策引领全球 ESG 发展
21世纪以来,欧盟在ESG政策法规体系领域中一直占据着全球先行者的地位,目前已自上而下建立起一套较为成熟统一的ESG政策法规体系,从环境保护、公司治理、信息披露等方面立法,推动了ESG的发展。
其中在2023年6月14日,欧洲议会正式通过欧盟电池法规。
《欧洲电池法规》将作为强制性法规取代原先的2006年就发布的《电池一般性指令》。
《欧盟电池法规》:旨在为了欧洲循环经济,和碳中和经济,打造一条富有绿色,有竞争力且可持续的电池产业链。
《欧盟电池法规》的具体实施主要体现在以下三个方面:
(1)投放在欧洲市场的工业领域和汽车动力电池,其碳足迹将作为强制项进行由报。
(2)循环经济对于可持续性电池的需求。
(3)信息透明和可追溯。
发言主题:储能高质量发展助推能源转型
发言嘉宾:阳光电源股份有限公司南方大区总监 刘明超
阳光电源股份有限公司-南方大区总监刘明超表示,全球新型能源体系加速推进,储能在能源转型中发挥重要作用。全球储能装机迎来爆发式增长,预计,未来全球储能装机量将持续攀升,2023年年新增装机预计将达到102GWh,同比增幅约96%;预计2027年新增装机将达到300GWh。中国将成为储能装机最主要市场,新增装机达42GWh,占比约41%。
发展机遇
全球新型能源体系加速推进,助力实现碳中和
近年来,包括中国、欧盟以及美国在内的多个国家均提出了碳中和的目标,目标达成时间从2035年的芬兰到2060年的中国,范围涵盖逾十个国家和地区。
由此可见,目前双碳已经成为全球共识,中国作为碳排放总量高居世界第一的存在,力争在2030~2060年的30年内实现碳中和。
因此,在双碳背景下,构建以新能源为主体的新型电力系统可谓是势在必行。
储能在能源转型中发挥重要作用。具体如下:
全球储能装机迎来爆发式增长
阳光电源预计,未来全球储能装机量将持续攀升,2023年预计年新增装机102GWh,同比增幅约96%,2027年新增装机预计将达到300GWh。
市场分布方面,中国将成为储能装机最主要市场,新增装机达42GWh,占比约41%。
安全性是储能系统最重要的指标
安全是取得收益的前提:安全不仅指人身资产安全,还包括并网安全、运维安全、收益安全。
系统集成质量差是储能安全风险的重要原因
电芯本体存在析锂枝晶及杂质沉淀的风险。
系统集成的风险则包括电芯滥用、短路故障、拉弧故障、绝缘失效、温控效果差、泄压不及时、防护等级低、联动保护滞后等种种风险。
》阳光电源:全球储能装机迎来爆发式增长 预计2023年装机量同比增96%
发言主题:锂电池物理法回收技术及应用
发言嘉宾:天津赛德美新能源科技有限公司副总经理卞志宇
天津赛德美新能源科技有限公司副总经理卞志宇表示,动力电池回收工艺路线主要包括火法冶金、湿法冶金以及物理法回收工艺三种,其中后两种各有优势点和不可或缺性所在,未来,赛德美认为,二者必将优势互补、齐头并进,并且将完全可能通过合作实现回收效益和应用场景的最大化。
动力电池回收工艺发展
动力电池回收工艺发展历程
2000年以前,动力电池回收市场的工艺主要是火法和湿法冶金工艺,该两种工艺成熟且行业内一致认可,但磷酸铁锂电池回收无法实现经济性。
2000年,生物冶金法引入国内,由于其环保、成本优势获得一时研究热,但由于其回收品率、效率、一致性等多重因素产业化落地存疑。
2015年到2017年,赛德美公司正式将工艺技术提炼后提出物理法回收工艺,解决了行业内磷酸铁锂电池回收经济性、环保性难题。
当前,在动力电池回收工艺中,物理法回收工艺市场规模占比将进一步攀升,国内湿法冶金和物理法将并行互补前行。
动力电池回收工艺路线对比分析
火法冶金:属于化学工艺,只回收贵金属,特点是能耗高,回收率不稳定,经济效益低;二次污染风险高,环保成本高;国内目前鲜有企业应用此工艺。
湿法冶金:属于化学工艺,侧重回收贵金属,特点是固定资产投入成本高,折旧成本高;生产流程长,运营成本高;二次污染风险高,落地选址受限,环保投入成本高;全组份回收率低。
物理法回收工艺:属于物理法工艺,侧重全组份回收,特点是环保投入成本低,工艺产线中不存在二次污染风险,可直接落地一二线城市一般工业园区;工艺流程短,生产成本低;固定资产投入成本低,折旧成本低;全组份回收率高,回收经济附加值高。
此外,需要注意的是,生物冶金工艺由于其回收率、回收效率等多重因素目前暂未实现产业化。
我国的退役锂离子电池回收处理以湿法冶金技术为主,主要采用酸/碱、萃取剂、沉淀剂等将金属离子转化为相应的氧化物或硫酸盐。该技术设备产线投入高,工艺流程长、环保处理成本高。
物理法回收工艺对退役锂离子电池的处理方法是梯次利用、资源回收再生。具体来看,梯次利用方面,退役锂离子电池经检测、分选、配组成组后可应用于低速车、电动自行车、电动工具、铁塔基站、家用储能等领域。
此外,俄罗斯工程院院士/教授王振波,中国地质调查局全球矿产资源战略中心研究院高天明,广西锰华新能源科技发展有限公司董事长韦庆锰,星恒电源股份有限公司CTO王正伟、山东丰元锂能科技有限公司常务院长唐志雷、武汉亿纬储能科技有限公司国内销售总经理刘洪光、中科院合肥技术创新工程院主任张洋,湖南云储循环新能源科技有限公司总经理熊伟等一众行业大咖围绕“中国锂全产业链解析”“磷酸锰铁锂材料新进展”以及“独立储能电站对储能系统的挑战”“锂电池正极材料集成式生产及再生利用”等话题展开深入分析探讨。
除了精彩的嘉宾发言环节,SMM还精心准备了圆桌访谈环节,邀请俄罗斯工程院院士王振波、星恒电源股份有限公司 CTO 王正伟、必维国际检验集团中国区定制化解决方案经理Tony以及深圳盘古钠祥新能源有限责任公司董事长胡明祥等诸多行业知名人士围绕“锂电产业链供需新挑战”“市场影响下的行业应对”“锂电材料企业出海策略”以及“能源转型需求发展协同”等热点话题展开头脑风暴,现场干货频出。
至此,本次峰会圆满结束,感谢大家的关注和行业同仁的热情助力!