電動汽車 (EV) 和垂直起降空中出租車的前途都取決於一樣東西：電池。
這是一場經濟和技術雙線作戰的戰鬥，最大的挑戰是如何實現最高的能量密度、最快的充電速度、最長的循環壽命、最佳的安全性能和最低的成本。此外，還要最低的地球環境影響。
然而，在商業環境中，價格始終是一個發展的促進動力，也是一個無情的殺手。在激烈的電池價格戰中，這場高風險的競賽是一場複雜的、長達數十年的平衡行為，涉及多種技術和全球參與者。據估計，從2022 年至 2027 年，全球電池產量將大幅增加800%。
鋰電池是整個電池行業的主力軍。根據研究機構EVTank聯合伊維經濟研究院共同發布的白皮書數據顯示，2023年全球鋰離子電池設備市場規模達到1868.7億元，同比增長24.2%，其中中國市場規模達到1370.5億元。中國的鋰電池市場規模從634.3億元增長到1370.5億元，隻僅僅用了2年的時間。
中國的主導地位
據彭博新能源財經報道，目前，全球十大電池製造公司中有六家的總部設在中國。
電池霸主地位的爭奪並不局限於一個地區。世界各地的公司和政府都在大力投資電池研發。除了中國，美國、日本和韓國也是該領域的領先者。
然而，報告補充說，就生產能力而言，中國基於現有技術（鋰離子、磷酸鐵鋰、鎳氫）的主導地位在2030年後仍將無可撼動。
全球的競爭
業界預計，從 2022 年起的今後5年裏，美國電池生產能力將增長10倍以上。
到 2027 年，全球電池產量將從 2022 年的 1,163 GWh 躍升至 8,945 GWh，增幅接近 800%。財經媒體彭博社預計，在可預見的未來，中國將進一步鞏固其主導地位。
2027 年全球電池產量（來源：彭博社）
8,945千兆瓦時
到 2027 年，中國大陸將占全球電池產量的 69%（或 6,197 吉瓦時）。
盡管預計到那時美國電池產能將增長 10 倍，但美國（預計到 2027 年電池產能將達到 908 GWh）僅占全球產量的 10%。
在中美兩地扮演主要角色的各大電池企業
德國，曾經的汽車大國，將僅獲得 6% 的份額，即 502 吉瓦時。匈牙利（195 吉瓦時）、瑞典（135 吉瓦時）和波蘭（112 吉瓦時）將各占 1% 至 2%；世界其他國家將分享剩餘份額。
這是怎麽發生的？
中國的優勢部分歸功於國內有眾多企業參與這場激烈的超級競爭，優勝劣汰，最終催生了一些優秀的企業。在這方麵，勤勞是最重要的。
我們不敢說我們中國人比西方人更聰明，畢竟世界近代的偉大科學家牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋、伽利略、特斯拉、居裏夫人、達爾文，以及音樂天才巴赫、莫紮特、貝多芬等都是外國人。
然而，隨著上世紀西方科技水平和經濟的的高度發展，優裕的生活使追求享受的人們變得懶得、也變得貪婪，不少最聰明的人離開艱難的科學研究和實體產業，把投機的目光投注在“快速發財”的金融業、服務業。普通工人則希望有更高的薪酬和更少的勞動付出。高福利造就了大量的懶惰者。兢兢業業不再是這一代西方人的“主旋律”。這一切，最終導致整個西方在各方麵的競爭力逐漸落後於勤勞的亞洲人，特別是人口龐大的中國人。
我曾經在周末節日參訪過一個世界頂級的大學實驗室，能看到的那些仍在假期參加實驗研究的研究人員，幾乎隻有中國人（或華人）。世界著名化學科學家、全球碳納米研究的領軍人物、澳大利亞科學院院士、歐洲科學院院士戴黎明教授告訴我，在他的澳大利亞國家碳納米研究中心堅持假期科研的，隻有中國人或中國血統的華人（還有一個隻有半天工作的韓國人）。勤勞對發展是至關重要的，隻有勤勞，才能將人類的智慧發揮最大化。當然，其中政策是關鍵。
比如導致中國在正極、負極和精煉電池材料生產方麵占據主導地位，其中很大一部分是政策的有效推動。
根據 Benchmark Mineral Intelligence 的估計，到 2030 年，中國仍將在電池領域保持領先地位。得益於 CATL 和比亞迪，截至 2024 年 9 月 13 日星期五，兩家公司的總市值達2140 億美元，占全球電池產量的近 70%。
能源存儲是與人工智能、區塊鏈、DNA 測序和機器人技術並駕齊驅的重大變革。市場力量可以改變一切，就像它們改變手機和電力一樣。
電池市場競爭非常激烈
美國政府最近報告稱，電動汽車電池價格在短短15年內已大幅下降 90%。
過去西方國家對這一戰略產業的自滿情緒是否正在緩慢但肯定地侵蝕其地位，使其在全球競爭中，被不斷崛起的對手遠遠超過。
政府支持的重要性
單純的市場力量已無法解決所有的問題。政策舉措通過研究資金和激勵措施在推動可再生生活方式方麵發揮著至關重要的作用。
原因何在？因為每一項新技術的出現，都會帶來新的規則和標準。
預計2030年全球前6個國家的電池的生產容量
預計2030年全球前6個國家的電池的生產規模分別是：中國以6268GW、70%據世界之冠，美國則以1216GW居次，接下來是德國、韓國、匈牙利、加拿大和法國。
對於電動汽車而言，為了減少“裏程焦慮”，就需要更快的充電站和更密集的充電網絡。正如汽車的發明，尤其是卡爾·本茨 1886 年的汽車，標誌著內燃機技術開始取代馬車一樣，更好的電池將不可避免地在未來顛覆內燃機。電池產業的發展也需要社會環境的適應與配合，這一切是離不開正確政策的支持。
當前電池麵臨的主要障礙
能量密度與安全性：
高能量密度使電動汽車電池能夠在更小的空間內存儲更多能量，使車輛一次充電即可行駛更遠。
然而，這也引發了安全問題，因為高密度電池（尤其是鋰離子電池）在發生故障時會變得不穩定。隨著使用量的增加，與鋰離子相關的火災風險也引起了越來越多的關注。
鋰離子電池通常使用易燃的液體電解質。盡管具有現代安全功能，但代價是重量或尺寸增加。
替代品：
磷酸鐵鋰（LiFePO4 或 LFP）和固態電池等替代品有望通過不易燃的電解質提高安全性。研究人員正在探索鋰硫、固態電池、石墨烯等新型電池化學成分，這些成分有可能提高安全性和能量密度。
電池化學
鈉離子和鋰硫電池具有一定的前景。它們的出現可以打開更便宜的電動汽車的大門，同時減少對稀缺、昂貴和不可持續開采的原材料的依賴。
許多初創公司都押注於廣泛可用的原材料——氯化鈉和硫——來降低電池成本。但這兩種材料都不太可能在 2025 年之前實現量產。而石墨烯則處於早期開發階段。
美國阿貢國家實驗室儲能科學協作中心首席科學家孟雪莉等專家表示，電池材料多樣化對於“保持低成本和保障供應”至關重要。
鈉離子電池能成為鋰電池的替代品嗎？
鈉離子電池不需要鋰、鈷或鎳——這三種最昂貴的電池成分——但需要更多的研究和測試來提高其能量密度。它有許多優點：供應充足，成本極低，環境影響良性，可回收性高。穩定性高，比鋰離子更不易燃，易於精煉，可以使用與鋰離子相同的製造設備。典型陽極材料：硬碳。
缺點：比鋰離子重，能量密度低，循環壽命短。
鋰硫電池
鋰硫電池仍然依賴少量鋰，但不需要鎳或鈷。硫具有巨大的潛力，因為它能夠容納大量能量，但初創公司必須克服硫也具有高度腐蝕性的事實。它可以替代鎳、鈷等貴金屬，而且供應充足、成本極低、環境影響低於使用鎳和鈷的電池，可回收性高。典型陽極材料是鋰金屬。其優點是：能量密度高、續航裏程長、重量比鋰離子更輕，可用於電動飛機。缺點：循環壽命有限、潛在的能量損失、電極腐蝕。
西方企業：為時已晚
西方公司在能源存儲領域的業績好壞參半。
在美國，自 2022 年初以來，至少有 1380 億美元被投資於新的電池和電動汽車製造設施。根據 Fastmarkets 的報告，其中近 100 億美元投入了由前特斯拉員工創立的公司。這表明美國強烈希望擴大電池生產規模，並發揮其在全球清潔能源領域的整體作用。
歐盟正在推動旨在促進電池創新、可持續性和全球競爭力的重大舉措。其中一項重要舉措是戰略研究與創新議程 (SRIA)，它是 BATT4EU 夥伴關係的一部分，其中概述了電池行業發展的關鍵領域。
該議程的重點是創建“循環、有競爭力的電池價值鏈”，確保電池的價格合理，減少對進口原材料的依賴，並促進安全和可持續的設計。
例如，2023 年，歐盟委員會宣布通過創新基金投資 30 億歐元（33.2 億美元），以促進電池製造業，特別是針對電池生產，幫助歐洲成為下一代電池技術的領導者，支持電動汽車和電池。
這些基金是對“地平線歐洲”等現有歐盟項目的補充，旨在促進電池領域的長期研究和創新。
這可能為時已晚
大眾汽車工廠關閉是否預示著更多事情即將發生？
在激烈的競爭中，中國製造商如 CATL（市值：1150 億美元）和比亞迪（市值：998.6 億美元）正在大舉擴張。他們的規模和經驗讓他們占據優勢，而其他製造商則在縮減規模。
在加拿大，由於多倫多對中國製造的電動汽車征收 100% 的關稅壁壘，優美科推遲了價值 28 億加元的陰極工廠的建設。相比之下，寧德時代報告稱 2024 年第二季度利潤仍然在增長。
電池產業未來的重點
- 先進電池技術的開發對於電動飛機和電動垂直起降飛機的廣泛應用至關重要。
- 隨著大學和製造商不斷突破電池性能的界限，我們可以期待未來看到更加令人印象深刻的電動汽車。
- 引領電池創新的國家和公司將保持領先地位。電池技術的進步將成為地球未來發展的關鍵驅動力。
- 促進創新、降低成本和確保供應鏈的戰略政策將是加速電池革命的關鍵。
- 不可否認的是，電池技術主導地位的競爭將決定電動汽車行業的未來，並影響未來幾十年的發展軌跡。 （撰稿: 黃文心）
