欧盟电池报告（2024年）-技术发展、趋势、价值链和市场状况
文摘
2025-01-30 07:57
湖北
卡车技术前线消息，2024年11月清洁能源技术观察站完成了《欧盟电池技术发展、趋势、价值链和市场状况》报告，对整体电池格局进行了循证分析，以支持欧盟的政策制定过程。
报告涉及技术开发、欧盟研究和创新活动、全球和欧盟市场以及市场参与者，并评估欧盟电池行业的竞争力及其在全球电池市场中的定位。特别关注固态和钠离子电池。报告还对锂离子电池领域的市场发展、生产、贸易、专利和可持续性进行了评估。电动汽车仍在推动电池市场；锂离子电池将占据主导地位，至少到2030年，但其他技术也将同步发展。到2030年，欧盟预计将有5500万辆电动汽车（>2 TWh的电池）和200 GWh的固定电池。到2050年，欧盟2.7亿辆汽车的整个车队应实现零排放。 该报告主要关注固态（SSB）、钠离子（Na离子）电池以及整体电池技术的最新指标。在应用方面，重点在于电动汽车电池和固定式电池储能系统（BESS）。
主导的电池技术是锂离子电池（磷酸铁锂（LFP）、镍锰钴氧化物（NMC）和镍钴铝氧化物（NCA））。未来锂离子仍将占主导地位，但将转向低钴或零钴化学（LFP、磷酸锰铁锂（LMFP）、NMC811+）。钠离子电池和其他先进技术的作用将显著增强。钠离子电池已经上市（TRL 9）。领先者是中国，它迅速推进了整个供应链的建设，扩大了生产规模，并在实际应用中测试了首批商用产品。该技术可以不使用关键原材料，其比能量与LFP相当，同时功率密度、低温性能和安全性更优越。它针对固定和要求较低的移动用途。钠离子电池正在商业化，其生产规模正在迅速扩大。该技术正处于关键时刻，第一代商业生产的钠离子电池正在其第一个大规模应用领域进行测试。这些应用程序的积极反馈将导致非常快速的扩展和广泛的部署，而不太积极的结果可能会将其应用限制在特定的细分市场。中国企业在钠离子电池的生产和现场测试方面最为活跃。欧盟的地位相当薄弱，只有两家公司打算开始生产钠离子电池。钠离子电池具有与LFP相当的比能量、相似或更好的电气性能、更高的安全性和更低的价格，很可能会进入电动汽车市场的低端，特别是对于城市移动电动汽车、微型汽车和轻型交通工具，就像LFP化学已经做的那样。此外，在固定式储能市场中，由于潜在的较低投资成本和耐用性，钠离子电池也很可能发挥重要作用。 钠离子电池在很大程度上受到地缘政治风险的影响，并可能显著降低欧盟在电池原材料和能源载体领域对第三国的依赖（间接地，通过加强可再生能源的内部发电和消费以及稳定电网）。钠离子技术不需要CRM，通常使用成本较低的材料。对钠离子技术指标的分析得出的结论是，欧盟没有做出足够的努力来继续参与钠离子电池的竞争，中国主导这项技术的风险很高。 固态电池正在为电动汽车应用的商业化做准备，其生产技术是为了扩大规模和满足汽车行业的要求而开发的。该技术已经在小型电子设备领域商业化，由于电池尺寸小，每千瓦时的高生产成本并不那么关键。预计SSB的成本将在10年内大幅下降，接近目前锂离子电池的平均成本。由于不含挥发性有机溶剂，该技术也比传统的锂离子化学更安全，并且可以快速充电。该技术被认为与汽车行业，特别是高端/高性能汽车领域高度相关，因此欧盟参与者正在积极参与其开发。这项技术的全球竞争正在全面展开。固态电池面临着与传统锂离子化学类似的地缘政治风险。
移动应用约占所有使用电池的86%，主要用于个人、轻型商用车和公共汽车。重型卡车和其他运输方式的电动化程度很低。2023年，全球汽车安装的锂离子电池容量达到750 GWh，比2022年增加36%。大部分需求来自持续快速增长的中国和增长较慢的欧洲。预计到2030年，未来全球需求将达到4-6TWh/y。 2023年，全球电动汽车销量超过1400万辆（同比增长35%），占汽车总销量的16%（2022年为14%）。中国占830万辆，欧盟占240万辆，美国占160万辆。中国电动汽车在国内市场的份额为34%，而欧盟为22%。电动公交车在中国的销量达到3万辆，在世界其他地区为1.3万辆，欧盟为8000辆。中国的重型电动汽车注册量达到3.8万辆，欧洲为1.1万辆，美国和世界其他地区合计为4000辆。2023年，全球新电池能量固定存储（BESS）系统的安装量超过130 GWh（+115%），累计安装量接近300 GWh。市场预计到2030年将增长至约490 GWh。市场领导者是中国，拥有70 GWh和60%的全球市场份额。美国以28 GWh（20%）位居第二，领先于欧盟的16 GWh（12%）。2023年，全球平均每千瓦时电池价格下降了14%，恢复了价格下降的长期趋势，预计未来这一趋势将继续下去。预计2026-27年，平均包装价格应降至100美元/千瓦时以下，具体取决于原材料成本、竞争和替代技术的压力，例如钠离子电池，当生产规模扩大时，钠离子电池可能比LFP便宜约30%。2023年，固态电池的成本为300-500美元/千瓦时，而到2034年，未来的预期将缩小到100-150美元/千瓦小时。从长远来看，固定系统和卡车电池的成本将趋同，并保持在电动汽车电池的两倍左右。
全球公共研发投资从2021年的4.5亿欧元增长到2022年的约4.9亿欧元，美国、欧盟和加拿大在全球领先。欧盟年度公共研发投资达到2.7亿欧元，重复了2021年的结果。欧盟领导者是法国、奥地利和德国。2023年，全球私人对电池开发商的研发和投资以及风险投资降至75亿欧元（同比下降27%）。这一下降是由中国和美国推动的，而欧盟则创下了历史纪录。最大的创新者是公司，初创企业活跃在电池研发的各个领域。全球五大创新领导者是：丰田、博世、LG化学、三星和LG ES。
自2009年以来，日本一直是专利申请的领导者，但自2018年以来，专利申请活动大幅下降，2021年排名第三。韩国和中国在2020年之前一直保持增长，尽管有所下降，但在2021年分别排名第一和第二。全球前十大公司以LG ES、丰田和CATL为首，而唯一的欧盟代表是博世，排名第十。在分析的电池化学成分中，大多数科学兴趣都集中在钠离子上，固态电池的兴趣稍低。在每一种分析的化学中，中国都是领导者，而欧盟则根据化学成分排名第二、第三或第四。没有观察到强有力的国际合作，而对于欧洲开始形成的每个分析化学合作集群，也观察到集群之间的合作。钠离子电池的全球领导者是中国，那里的大公司在基本但完整的价值链的支持下，迅速转向大规模生产，并在实际应用中测试商业生产的电池。在欧盟，Tiamat、Altris和Northvolt正在建立生产工厂。固态电池尚未商业化用于大规模应用。欧盟由Blue Solutions和Factorial代表。对于主流锂离子电池，欧盟开始缩短与全球领导者的距离，欧盟最大的电池生产商是LG、CATL和三星。 2023年，欧盟生产的电池总价值接近350亿欧元。最大的细分市场是蓄电池生产，占85%的份额，而不可充电电池占12%的份额。70%的蓄电池是锂离子电池，而Pb-A电池的产量占22%。电池生产的价值正在快速增长，过去五年的复合年增长率为33%。电池生产的结构显示出从2020年之前的铅酸电池到2020年之后的锂离子电池的明显转变，但从绝对值来看，铅酸电池的生产保持稳定。钠离子电池生产的全球领导者是中国公司。欧盟领导者是：Tiamat（FR）计划在2025年开始生产，并在2030年将工厂产能扩大到6 GWh/y，Altris（SE）与Northvolt共同开发基于专有阴极材料的钠离子电池生产设施。固态电池尚未以汽车市场所需的规模商业化。丰田提出了最先进的计划，旨在2027/28年将第一辆由固态电池供电的汽车商业化。Welion半SSB用于2024年首次亮相的汽车电池。BlueSolutions（法国、加利福尼亚州）合资企业运营着一个1.5 GWh/y的生产设施，而Factorial（美国、德国、日本）正在测试他们的演示解决方案。主流锂离子电池制造的全球领导者是：CATL、比亚迪、LG ES、松下和SK Innovation，按2023年的年产量顺序排列。欧盟领导者是韩国和中国公司的欧盟子公司，如LG ES、CATL、SK Innovation。 欧盟在应用领域仍然很强大，占全球电动汽车产量的25%以上。在固定式储能系统领域，欧盟并不是一个强大的参与者。2023年，欧洲电池的产能估计为175 GWh/y。电池组件的生产能力达到：相当于正极活性材料电池生产40GWh/y；隔膜相当于120GWh/y，电解液相当于230GWh/y。应很容易满足2030年对欧盟电池单体产能、阳极活性材料、隔膜和电解质设定的NZIA和CRMA限制；对于正极活性材料的限制将无法满足，但生产能力将接近所需的限制。如果所有宣布的生产项目都成功执行。所有生产阴极活性材料的项目都集中在镍基化学物质上。回收欧盟可用的EoL电池是减少欧盟对电池原材料供应依赖的可能方法之一。CETO 2023报告中提供了回收过程的详细信息。1.欧盟的电池回收能力已经超过了CRMA规定的45%的限制，并将至少持续到2030年。然而，大多数回收商只提供机械或火法冶金回收，这些工厂回收的黑色物质通常出售给亚太地区的回收商进行湿法冶金加工。如果技术和财务挑战得到解决，到2030年，欧盟对锂的需求中高达25%可能来自地热系统中提取的高矿化水。通过开发和部署低CRM或无CRM电池，如LFP、钠离子或氧化还原液流电池，可以显著减少欧盟对第三国供应商的依赖。 最后，电网负载的灵活管理可以减少将储能系统集成到电网中的需求，减少所需的投资和依赖性，并缓解电池生产的压力。由于钠离子电池在中国的商业化率很高，而在欧盟的商业化速度要慢得多，预计欧盟将在这项技术上对中国产生依赖。
