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歐盟動力電池的發(fā)展
發(fā)布時間:2012-11-08  來源:中國工業(yè)網 
    歐洲地區(qū)鋰電產業(yè)雖處于幾乎空白的狀態(tài),但隨著鋰電池在汽車領域的應用越來越成為現實,在儲能領域的應用前景也越來越光明,鋰電產業(yè)在新能源產業(yè)中的地位日益重要起來。歐洲正在不遺余力開始了追趕的進程,代表性國家是德國和法國。

    在動力鋰電池驅動的電動汽車的發(fā)展方面,歐盟從2009 年開始到現在,形成了一套成體系的發(fā)展戰(zhàn)略,簡而言之就是:利用在汽車工業(yè)領域的優(yōu)勢地位,以標準建設為切入點,力圖主導(至少也要成為主導者之一)全球電動汽車及動力鋰電池市場,繼續(xù)維持在汽車工業(yè)領域乃至低碳經濟領域優(yōu)勢地位的同時,推動本地區(qū)動力鋰電池產業(yè)的發(fā)展。

表1  2011年德國和法國電動汽車銷量
 

德國電動汽車 法國電動汽車
2011 年共售出2,154輛 2011 年共售出4,313輛
車型銷量前10 位是:三菱i-MiEV 683輛,歐寶Ampera 241輛,Karabag 500E 216輛,標致iOn 208輛,雪鐵龍C-Zero 200輛,FragerStromos 112輛,雷諾Kangoo ZE 108輛,特斯拉Roadster Circa 100輛,Tazzari Zero Cica 50輛,Karabag Fiorino E 44輛 車型銷量前3 位是:雷諾Kangoo ZE 768輛,雪鐵龍C zero 649輛,標致iOn 640輛
 
1、二氧化碳排放目標嚴格

    歐盟的汽車二氧化碳排放標準是全球最嚴格的。歐盟計劃到2015 年新車平均排放將逐步降至130g/km 二氧化碳,到2020 年為95g/km;美國的目標是到2016 年平均二氧化碳排放155g/km;日本的目標是2015 年155g/km,2020 年115g/km。在節(jié)能減排的全球化命題中,世界主要國家都把二氧化碳的排放作為燃油經濟性的重要度量。

    在排放標準的實施日期上,歐盟采取了逐步推進的辦法。根據通過的法案,到2014 年,歐盟境內70%的輕型卡車新車應滿足175g/km 的二氧化碳平均排放限值要求;2015 年和2016 年這個要求分別提高到75%和80%;從2017 年起,所有新車都應滿足這一平均排放標準;到2020 年,爭取實現二氧化碳平均排放量控制在147g/km 的長期目標。如果汽車制造商生產的車輛二氧化碳排放量超標,就需要為每輛車交付一定數額的罰金。罰金采用逐級遞增的方式征收。比如每公里超出限值不足1g 的,需繳罰金15 歐元/輛;每公里超出限值2g 的,需繳25 歐元/輛;超出3g 則需繳納95 歐元/輛。而對于生產超低排放標準(低于50g/km)輕型卡車的車企,歐盟則是給予獎勵,獎勵方式為增加統計時的車輛數目,如在2014 和2015 年,1輛超低排放的車輛將會被統計成3.5輛,2016 年2.5輛,2017 年為1.5輛,2018 年之后只能統計成1輛。

圖1主要國家二氧化碳排放目標(g/km)


表2歐盟乘車EV化藍圖
 

歐盟乘用車EV化藍圖 時間 目標
引入階段 2009~2011 年 對現有汽車進行調整和改裝的同時,導入極少量EV 和PHEV(純電動模式下行駛距離在50km 以上的,下同)
過渡階段 2012~2016 年 累計實現100 萬輛EV 和PHEV 上路
全面推廣階段 2017~2020 年 累計實現500 萬輛EV 和PHEV 上路;電動汽車產業(yè)形成市場競爭力,不需政府補貼就能贏得消費者;電網和充電設施要能為消費者提供自動、便捷、高效的充電服務。
 
    在大力建設充電設施網絡方面,歐盟的做法是:解決充電站等基礎設施的建設審批程序及相關法律問題,由成員國政府為主解決;至于充電設施建設,則是以電力企業(yè)和汽車廠商為主力軍,所有工作圍繞它們進行。


表3 歐洲主要能源企業(yè)的電動汽車充電設施網絡建設


能源企業(yè) 合作車企 內容
意大利國家電西班牙電力公司(Endesa)也參與其中力公司(Enel) 雷諾-日產 2010 年04 月08 日簽署合作協議,共同發(fā)展電動汽車及相關配套設施,在意大利、西班牙和拉美對當地配套充電技術設施與雷諾-日產電動汽車的兼容性進行評測。Enel 子公司意大利國家電西班牙電力公司(Endesa)也參與其中
戴姆勒-奔馳 2008 年簽署合作協議,共同在意大利羅馬、米蘭和比薩興建400 多座電動汽車充電設施,以應對2010 年的意大利電動車項目。
德國萊茵集團
(RWE)
戴姆勒-奔馳 2008 年09 月簽署合作協議,聯合于2009 年啟動“柏林電動汽車試驗示范活動”(E-Mobility Berlin),建設500 座充電設施。
德國意昂集團
(E.ON)
大眾 2008 年07 月,德國政府與二者就混合動力汽車開發(fā)計劃(Hybrid Vehicle Program)簽署合作協議,內容包括使用再生能源(如風能,太陽能)的充電電池以及充電設施的建設等

    與日本相比,德國在發(fā)展電動汽車方面起步較晚,在混合動力汽車方面落后于日本,所以德國政府加大馬力主攻電動汽車和插電式混合動力汽車,力爭在世界電動汽車市場占據領先地位。

    德國經濟和技術部,德國聯邦交通、建設與城市發(fā)展部,德國環(huán)境、自然保護與核安全部以及德國聯邦教育和科研部作為電動汽車職能部門,負責協調、監(jiān)督電動汽車國家計劃的執(zhí)行情況。2007年12月,《能源氣候一體化綱要》將促進電動汽車發(fā)展列為聯邦政府的工作目標。隨后,德國經濟部、交通部、環(huán)保部和教研部聯合成立了電動汽車工作小組。2008年6月,支持電動汽車首次進行實驗性運營。2008年11月,召開“電動汽車國家戰(zhàn)略會議”。2009年1月,德國出臺《一攬子經濟刺激計劃Ⅱ》,提出2009到2011年,聯邦政府為研發(fā)和推廣電動汽車提供5億歐元資金支持。2009年9月,德國發(fā)布《國家電動汽車發(fā)展計劃》。

    《國家電動汽車發(fā)展計劃》是德國發(fā)展電動汽車的綱領性文件,具有重要的戰(zhàn)略意義。該計劃將發(fā)展純電動汽車和插電式混合動力汽車作為主要技術路線,提出了德國發(fā)展電動汽車的目標,即到2020年,在德國行駛的電動汽車總量達到100萬輛,并在重要的人口密集區(qū)建成全覆蓋的充電基礎設施;到2030年,德國電動汽車數量超過500萬輛;到2050年,德國城市交通基本擺脫化石燃料。德國聯邦政府希望通過發(fā)展電動汽車,實現交通文化和城市空間規(guī)劃方面的突破。

    德國對于電動汽車的資金支持,主要用于技術的研發(fā),而對電動汽車的購買者暫不提供購買補貼。預計到2011年底提供5億歐元資金,用來資助1個電池研究中心和8個電動車城市試點項目,旨在進一步促進電動汽車的研究和市場化。

    德國認為國際標準化是未來競爭力的根基,所以大力推進國際標準化。2010年9月下旬,德國汽車生產商奧迪寶馬、保時捷和大眾公司,聯合提出了電動汽車充電用模塊連接器系統集成的全球標準。
而在荷蘭,政府為購買電動汽車的車主免除車輛購置稅及公路稅,5年內可節(jié)省稅金6,000歐元(約合5萬元人民幣)。

2、通過并購和引進快速介入已較成熟的鋰離子電池產業(yè)

    在即將到來的電動汽車時代,動力電池的重要性日益突出起來,成了歐盟不可能放棄的、電動汽車產業(yè)鏈上最重要的一個環(huán)節(jié)。目前來看,最適合的動力電池就是鋰電池,包括現在的鋰離子電池和以后的第二代、第三代鋰電池。因此,關于鋰電池產業(yè)的發(fā)展,歐盟已經有了一個比較清晰的路線圖,簡單而言就是:現有的鋰離子電池產業(yè)(包括關鍵材料)通過并購快速介入,同時主攻下一代鋰電池的研究開發(fā)和產業(yè)化。

    現有的鋰離子電池產業(yè),歐盟從材料到電池包括配套產業(yè)體系在內幾乎一片空白,再從零開始追趕東亞三國,不太現實,因此,歐盟采取的主要策略是以下游應用推動本地區(qū)企業(yè)并購,以此快速介入鋰電池領域;同時,歡迎其他地區(qū)企業(yè)拿著自有核心技術到歐洲來建廠生產。雷諾通過日產控股AESC,并在法國、英國、葡萄牙等國大力興建動力鋰電池生產基地。博世與三星SDI 合資組建SBL 公司,由SBL 在德國興建電池組的組裝工廠。大陸集團(Continental AG)是日本英耐時的最大股東,且同時在德國本土建立鋰電池生產和組裝工廠。麥格納在購買了韓國的鋰電技術后,依托麥格納斯太爾在奧地利投資興建鋰電池生產和組裝工廠,就近供應歐洲的電動汽車市場。

    法國Saft 與美國江森自控(JCI)合資組建JCS,并將鋰電池業(yè)務全部移至JCS,目前JCS 有美國化的趨勢。美國賓夕法尼亞州的LTC(Lithium Technology Corporation)于2002年收購了德國GAIA(GAIA Europe Akkumulatorenwerke GmbH)公司,將之設為其在歐洲的研發(fā)和制造基地。丹麥Brian Hoehl 及Lars Munksø 聯合臺灣有量科技合資組建PositiveEnergies,進行動力鋰電池的組裝。歐洲電池公司(EB)通過與美國K2 能源公司合作,在芬蘭Varkaus 建設一個占地面積達9 萬平方英尺的生產基地,生產安全高效的鋰離子電池。

    歐盟本土的鋰電池企業(yè)還有一些,但均發(fā)展得非常緩慢,如德國贏創(chuàng)集團、法國Bolloré、意大利法阿姆(FAAM)等。贏創(chuàng)旗下Li-Tec 公司目前的鋰電池單元年產能只有30 萬只左右,合作車企確定的只有戴姆勒。

    雷諾-日產-NEC 產業(yè)聯盟

    雷諾-日產聯盟是所有傳統老牌車企中,在純電動車發(fā)展方面態(tài)度是最積極的,行動上也走在最前面。目前,在混合動力車和純電動車市場,已經形成雷諾-日產-NEC 產業(yè)聯盟。雷諾控股日產,日產控股AESC。雷諾的車用電池全部將由AESC 提供,相關的動力鋰電池項目也很可能交由AESC 實際操作。

    在法國政府推出一攬子計劃,明確表態(tài)要大力發(fā)展混合動力車和純電動車的時候,雷諾加快了電動車的發(fā)展步伐。在2009 年09 月17 日的法蘭克福車展上,雷諾展出了Fluence(轎車)、Kangoo(多功能車)、Zoe(跑車)和Twizy (微型城市用車)4 款電動車,并從2012 年開始批量生產。

    博世(BOSCH):SBL與三星SDI合作
 

    博世由羅伯特·博世于1886 年在德國斯圖加特創(chuàng)辦,有100多年歷史,已發(fā)展成為一個綜合性跨國企業(yè)集團,擁有汽車技術部、消費品與智能建筑技術部和工業(yè)技術部3 個大事業(yè)部,在世界500 強中穩(wěn)居前100 位。博世的汽車技術部是世界最大的汽車零部件供應商,擁有汽油系統、柴油系統、底盤系統、能源及車身系統、汽車多媒體、汽車電子、采埃孚轉向機系統和售后市場等八大部門。

    博世在新能源汽車技術方面有著豐富的經驗,其在蓄電池、電力驅動、制動系統、發(fā)動機管理系統、變速器控制等方面擁有深厚的專業(yè)能力。此外,博世還提供可用于并聯式和混聯式混合動力系統的各種配件,包括大功率的驅動電機、功率電子設備和直流電壓變換器。

    博世選擇了世界第二大鋰電池生產商韓國三星SDI作為動力電池合作伙伴。2008 年09 月01 日,博世與三星SDI 按50:50 出資比例共同組建的SB LiMotive 在韓國水原正式成立并投入運營,旨在開發(fā)、制造和銷售面向汽車應用的動力鋰電池及管理系統。電池的核心技術由三星SDI 提供,系統制造和銷售推廣由博世負責。三星SDI 的樸英宇和博世的Joachim Fetzer 將共同領導該公司。雙方將在未來5 年內對SB LiMotive 投資3~4 億美元。

    SB LiMotive的鋰電池生產基地在韓國蔚山市,SB LiMotive 雄心勃勃,計劃到2015 年前在該廠投資5,000 億韓元(約合4 億美元),并謀求到2015 年占領全球汽車動力電池市場30%的份額。

3、聚焦下一代鋰電池的研發(fā)

    在即將到來的電動汽車時代,動力電池的重要性日益突出起來,成了歐盟不可能放棄的、電動汽車產業(yè)鏈上最重要的一個環(huán)節(jié)。而從目前來看,最適合的動力電池就是鋰電池,包括現在的鋰離子電池和以后的第二代、第三代鋰電池。因此,關于鋰電池產業(yè)的發(fā)展,歐盟已經有了一個比較清晰的路線圖,簡單而言就是:現有的鋰離子電池產業(yè)(包括關鍵材料)通過并購快速介入,同時主攻下一代鋰電池的研究開發(fā)和產業(yè)化。

    歐盟更看重下一代鋰電池的研發(fā)和產業(yè)化

    雖然解決眼前的電動汽車動力問題很重要,但歐盟更看重下一代鋰電池的研究開發(fā)。以德國為例,德國政府已經確定到2015 年,動力電池系統要達到200Wh/kg 的能量密度。這就意味著鋰電池單元的能量密度至少要達到250Wh/kg 以上,這幾乎就是現有鋰離子電池技術發(fā)展的極限。然而,德國的多數研發(fā)機構把這個目標定得更高,普遍制定的電池系統能量密度目標達到了1,000Wh/kg。歐盟要致力于開發(fā)第二代甚至是第三代鋰電池。只有這樣,才能夠實現“彎道超車”,趕超東亞和美國。不僅僅是科研機構這樣想,一些企業(yè)也是這樣想。

    法國BatScap 公司就獨辟蹊徑,一直致力于開發(fā)鋰金屬聚合物電池LMP(正極材料采用金屬鋰),目前已經做到了可以實用,300kg 的動力鋰電池組容量為30kWh,20 萬公里免維護;電池組能量密度達到了100Wh/kg,不輸于現在鋰離子電池。而且,從理論上講,LMP 技術還有很大的提升空間。當然,目前該技術離市場化還有一段距離。

    歐盟代表性成員國德國在高校之外共有4 個國家級大科研機構,分別是亥姆霍茲聯合會(Helmholtz)、馬克斯•普朗克學會、萊布尼茲聯合會及弗勞恩霍夫協會。其中,亥姆霍茲聯合會最大,由17 家國家科研中心和國家實驗室組成,主體科研經費(大概占其總經費的80%)中的90%來自德國聯邦政府,另外10%來自各州政府。2010 年度亥姆霍茲聯合會的科研經費超過33 億歐元,相當于另外3 家科研機構的總和。




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