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          終結石油霸權!一場能源革命已在中國爆發,世界格局或將“大洗牌”
          時間:2021-08-04 22:01:13 來源:財訊網

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          人類的元素周期表戰爭,已經進入了新的周期。

          中國在這場橫跨全球的戰役中能做到什么程度,將直接決定未來30年的發展格局。

          上周四,寧德時代發布新一代的鈉離子電池技術。漆黑的會場,巨幅精美的PPT, 不知道的人還以為又是哪一家“性感”的消費科技公司。

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          會場上沒有精神領袖喬布斯,沒有馬斯克跳熱舞、賈老板為夢想窒息的一幕幕,但全球的目光還是被緊緊牽引。

          所有人,都盯著新品發布會上的一舉一動。

          為什么?

          因為放到全人類的能源發展的歷史長河里里,這一天都會占有一席之地。

          過去,人類的文明史是能源史,本質上是元素的開發史:

          在漫長的農業時代,銅、鐵元素的冶煉技術,曾主導了不同文明的興衰。

          過去一個世紀的工業文明時代,則是碳和硅大放異彩。

          碳隨著工業革命和化石能源而興起,占據了人類經濟活動的前端,供應最基礎的能源;

          硅隨著信息革命、電子技術而壯大,處于人類經濟活動的后端,通過各類終端產品深刻影響整臺社會大機器的方方面面。

          可以說,對碳和硅這兩種元素的認知時間與利用程度,決定了過去一百年國與國之間的實力格局。

          不可否認的是,中國在這一百年中是追趕者,在兩方面都有軟肋。

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          中國石油對外依存度

          碳氫化合物就不用說了,西方最早大規模地運用煤炭和石油,率先完成了工業革命。中國不僅遲到了,還是現在全球最大的石油進口國和煤炭消費國。幾代人的聰明才智和心血都耗在了保衛能源安全上。

          硅元素更是如此。

          數字時代到來之前,唯有小小的U盤,是二十年來極少屬于中國人的原創性發明專利成果。幾乎所有底層技術都是歐美日的發明。

          雖然二氧化硅是這個世界上最廉價的原料。一粒大米的成本,可以買好幾百個晶體管。

          但經過科技的加工,卻是今天這個星球上最硬的通貨。

          像華為明明是5G規則的引領者,其發布的P50手機,因為芯片仍然受限,暫時只能主要供貨4G版本,被硬生生壓制在4G時代。

          盡管我們非常努力,上海微電子的28納米工藝的沉浸式光刻機,馬上就能交付了。中芯國際的14納米芯片良品率已經達到95%……但未來還有遠路要走。

          兩輪元素戰爭中,中國一直處于比較被動的局面。

          現在進入新能源革命、碳中和進程的時代,中國這樣的制造大國終于有了突破困局的新賽道。

          就像這次寧德時代推出的新一代鈉離子電池,讓中國少有的站在了全球領先的位置,把元素周期表引到了另一個新的戰場。

          全球的爭奪點都將隨之發生改變。

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          在鈉離子電池之前,人類為了開發新能源,尋找過各類載體,氫、核能等。后來鎖定了最輕的金屬元素——鋰,由鋰離子電池作為全球新能源事業的核心。

          與碳、硅一樣,鋰元素最初的開發也是由西方主導的。

          在二戰時期,鋰被添加在戰斗機的潤滑油里;在冷戰時期,鋰作為核武器制造要用到的材料被美蘇大量生產。

          冷戰結束后,鋰才由軍轉民,進入尋常百姓家。1991年,日本索尼公司接棒歐洲人,率先將鋰電池技術商業化,并應用到其錄像機等電子產品上。

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          隨著鋰在工業上的重要性越發顯著,有越來越多的人將它稱為“白石油”。

          2019年的諾貝爾化學獎,頒給了美國科學家約翰·古德納夫、斯坦利·惠廷厄姆,以及日本科學家吉野彰,認可他們在上世紀70、80年代共同完成了鋰離子電池的研發。

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          諾貝爾獎評選委員會稱,正是鋰離子電池在手機、電腦、汽車、儲能等領域的使用,證明了無化石燃料社會的可能性。

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          很多人擔心,圍繞稀有金屬的新元素戰爭,會不會演變成一次新的“石油戰爭”?

          不會的。

          鋰取代碳,是清潔能源對化石能源的取代,也是一種更高級的能源利用方式,是對粗放能源利用方式的取代。

          因此,鋰仍然是今后的時代主題,不可替代。不過,由鈉所開辟出的新戰場,仍然具有極其重大的意義。未來鈉鋰技術很可能會共存互補,共同支撐起龐大的電池市場:

          鋰電池通常會添加鈷、鎳、錳、鐵等其他元素改善性能,比如說三元鋰電池,只有加入鈷后才能發揮電池的最大效用。

          但是作為動力電池中最貴的材料,鈷資源極度稀缺,全球已探明的鈷資源儲量只有約700萬噸。

          其主要產出國是剛果(金),一國占到約70%的產量。而非洲國家最大的特點,就是政治容易不穩定。

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          1978年,蘇聯支持的安哥拉反抗者奪取了剛果(金)的鈷儲量重地加丹加省,接下來的戰爭遲滯了全球的鈷工業。

          全球的武器制造商和航空業經營者坐立不安,因為鈷合金對于噴氣式飛機引擎和其他軍用器械來說必不可少,但是他們又找不到替代品。

          全球制造商為了原料手忙腳亂,陷入了一片慌亂。

          這也是為什么,直到今天馬斯克就算搶到了鈷訂單,還是會一手推動特斯拉的“含鈷量”下降。就是不想被卡脖子?,F在,一輛Model3所需要的鈷已經從11kg降到了4.5kg。

          而相比起鈷等稀有金屬,地球上的鈉原料實在太豐富了,像我們隨處可見的鹽,其實就是氯化鈉。

          所以,寧德時代推出的新一代鈉離子電池,其實就是一條全新的技術路線,可以為不同的客戶提供多功能、多元化的選擇,進而維護產業鏈的安全。

          在新能源革命的大樹上,需要多元化賽道的根系,不可能只依賴單一路徑,而大樹的樹干,永遠是科技的創新。

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          7月30日的政治局會議,首次明確指出了“支持新能源汽車加快發展”。毫無疑問,如今全球的技術焦點就是新能源汽車。

          據乘聯會數據,2021年上半年,新能源汽車零售量突破100萬輛,同比增長了218.9%。

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          2020年,中國新能源汽車在銷量占比達到了5.8%,這被業內視作走向質變、拐點信號,也是這5-10年新能源技術集中爆發的結果。

          不管是國民神車五菱宏光,馬斯克和他的特斯拉,蔚來、小鵬、理想,對電池的需求只會越來越大。

          2021年1-5月,動力電池的裝車量達到88.4GWh(百萬千瓦時),同比上升了223.9%。行業前10的龍頭中,中國占到5家,韓國3家,日本2家。

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          這是一個令無數人垂涎三尺的市場,而單一技術路徑是不可能支撐起這么龐大的市場規模的,它一定會要求多元化發展,需要不同層次的產品來一起托住。

          寧德時代推出的鈉離子電池能量密度為160Wh/kg,正在研發的下一代鈉電池能量密度為200Wh/kg,而現在的三元鋰電池能量密度在200-300Wh/kg,頂尖公司在往350-400這個能級探索。

          鈉離子稍顯落后。

          但是這個水平,已經超越了鉛酸電池,并且與磷酸鐵鋰電池180Wh/kg的水準相差無幾。因此,鈉離子電池的應用前景仍然非常廣闊。

          像國內最熱銷的電動車五菱宏光Mini EV,用到的電池能量密度只有110Wh/kg左右,鈉離子電池完全能夠滿足。

          換句話說,未來它將全面滲透入低速新能源車、微型電動車、電瓶車領域。

          而從這一刻開始,作為鋰離子制造研發公司的寧德時代也就不存在了,它變成了一個能提供不同解決方案的新能源創新科技公司。

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          縱觀人類每一次的能源革命,最重要的兩個環節,就是能源轉化與存儲。

          相比鋰元素,鈉元素在儲能方面有一個非常大的優勢——價格便宜。

          地殼中含量最豐富的元素,鈉可以排到前八位。由于儲量豐富,其價格遠低于稀有金屬,能夠滿足人類不斷膨脹的需求。

          這一點,至關重要。

          大家想想看,如果電子信息產業的原材料不是最最便宜的沙子,會怎么樣?

          興許,現在集成電路還只能投入到衛星、航空母艦等軍事領域,以及只有富人階層才玩得起,普通家庭很少機會消遣。

          那么,晶體管就不會像今天這樣改變全世界,成為繼“車輪之后最重要的發明”了。

          寧德時代的鈉離子電池在量產之后,理論上價格會更具優勢,加之能夠實現15分鐘快充80%,在零下20°C低溫的環境下,仍然有90%以上的放電保持率,未來在很多方面都能大展身手。

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          比方說,當今最令人頭疼的儲能領域。

          當前,我們建設的儲能站運用的都是鋰電池,但截至2020年底累計裝機規模只有區區的290萬KW。

          290萬KW是什么概念?

          廣州一年的用電量996.72億KW。全國的鋰電池儲能站全部放電,只夠廣州用十天半,更不用說供應給其他大城市了。

          而在光能、風能豐富的偏遠地區,比如青海,全年日照時間在2500-3650小時,理論上每年可轉化的太陽能發電超30萬億千瓦。但這類“日光城”因為儲能、輸送、并網等配套的不便,每年都會造成大量電能空耗和資源未開發,十分可惜。

          所以,一種性價比更高的儲能方式有多重要你知道了吧?

          只有把價格降下來,電池儲能站才能遍地開花。

          廣東這樣的經濟大省,一年用電接近7000億千瓦時,且存在明顯的用電波峰。如果儲能可以跟上,就能在關鍵節點進行充放電調解,維持經濟正常運轉。

          當然,這還只是小試牛刀。

          第一,風、水、光伏發電后,會并入國家級電網輸送。但過去由于調度的問題,并網不暢,各地棄光限電,阻礙了新能源發電事業。甘肅、新疆、寧夏等地的新能源電站,每天都在拼命發電,但當地根本消耗不掉,急需便宜的儲能方式。

          第二,現在的大城市動不動就一兩千萬人口的規模。能源多靠外地供給,一旦某個鏈條中斷就會陷入混亂。像2008年的南方雪災,2021年的鄭州洪水,都反映了獨立儲能、安全儲能的重要性。

          第三,在寒冷地區,尤其是邊疆地帶,有許多涉及國防安全的重地,能源保障至關重要,穩定的儲能模式成為支撐長城鐵哨的一種剛需。

          鈉離子電池儲能站能夠滿足上述要求。一旦大規模投入使用,無疑會改變很多地方的生態,甚至影響地緣政治。

          強大的應用前景,可能會誘導更多的國內外巨頭下場,去進一步開發和挖掘鈉元素的應用。

          因此,寧德時代實際上已推倒了第一張多米諾骨牌,把元素周期表戰爭引到了另一個新的戰場。

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          之前有人曾議論,電池的化學體系已經很難創新了,只能在物理結構上做些改進。但實際上, “電化學的世界就像能量魔方未知遠遠大于已知”。

          人類歷史上,有很多最聰明的大腦都因為“不敢做夢”而做出過于謹慎的判斷。

          像計算機之父馮諾依曼就曾預測,全世界只要有4臺計算機就足夠全世界使用。結果,在電子管時代切換成晶體管時代后,全世界每個角落都在發出0和1.

          同樣的道理,我們也不能過早地斷言電池技術的極限。

          它對人類社會的顛覆性作用,可能遠比我們想象中還要高。就如前文所述,鋰、鈉元素的終極使命,是對作為能源的碳元素的替代。

          過去,煤炭、石油都是遠古植物/生物死亡后埋藏在地下,經過千百萬年的反應形成,這些化石能源都是不可再生的。我們想要獲取,基本上只能通過開采的手段(煤制油只是一種補充,而且也要先采煤)。

          如今,隨著鋰/鈉離子電池的大規模商業運用,一幅嶄新的畫卷展現在中國面前:能源制造開始慢慢取代能源開采。

          通過在戈壁灘上鋪設太陽能牧場,在近海岸建設潮汐電站,在丘陵山坡鋪排大片風機,能源已不再像以前那樣靠天吃飯了,而是可以如同流水一般被生產和轉化出來。

          去年7月,新能源成為國家電網第二大電源,預計到2030年煤炭在能源消費比例會降到44%。這些能源注入電池而不是內燃機,驅動著汽車行駛,工廠運轉,電視直播,手機通信……

          與石油燒完就沒了不同,鋰/鈉在電池里面僅起到充放電作用,本身不會消失可以重復使用,成為能量轉化、儲存的關鍵中介物質。正是鋰/鈉電池技術的商業化,才讓能源制造時代的來臨成為可能。

          這種切換對于中國而言絕對是福音。

          因為在能源開采時代,中國900多萬平方公里疆域上,有啥就只能開采啥,其余的依靠進口,相當被動。但是在能源制造方面,我們作為全球產業鏈最全的制造業大國,就極具優勢。

          以光伏為例。從上游的硅片、銀漿、PET基膜,到中下游的電池片、光伏玻璃、背板,產業鏈上每一個環節都有無數中國玩家涌入。

          上下游的緊密配套,以及規模集群效益,讓中國牢牢占據全球光伏產業鏈龍頭地位。早在2019 年,中國硅料、硅片、電池片、組件就分別占全球產量 67%、98%、83%和 77%。生產成本的下滑,讓光伏發電經濟性愈發凸顯。

          在今天這個新能源革命即將爆發的時代,對中國這樣的制造大國來說,突破資源困局的契機已經走到面前。

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          縱觀全球,絕大部分資源型國家都深陷“資源詛咒”。就是因為他們開發元素的技術還停留在“上古時期”。

          可見,真正決定一國命運興衰的,并不是資源礦產的多寡,而是利用元素的效率。

          利用資源的能力,比資源本身更重要。

          我們絕不能形成路徑依賴,否則就很容易在單一賽道上被鎖死。多元化賽道的布局比什么都有價值。

          人類的未來是軍事之爭,是財力之戰,是科技競賽,但歸根結底是元素周期表的戰爭。

          誰先找到那個支點,誰就能用科技撬動地球。

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