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隨著全球氣候變化趨勢的加劇，人類生產(chǎn)、生活過程中的碳排放引發(fā)的溫室氣體效應(yīng)引起了各國政府和工業(yè)界的關(guān)注。溫室氣體導(dǎo)致的氣候變化正在影響著農(nóng)業(yè)、工業(yè)、旅游業(yè)等行業(yè)，給各國經(jīng)濟(jì)和民眾生活帶來了嚴(yán)重的沖擊。
降低碳排放、重塑綠色宜居的環(huán)境成為當(dāng)務(wù)之急。在世界各國政府協(xié)調(diào)和溝通的基礎(chǔ)上，2023年12月13日，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》正式簽署。公約認(rèn)為氣候危機(jī)的核心是化石燃料的大量使用加大了碳排放量，因此號召各簽約國逐年減少直至完全停止使用化石燃料。
由于我國處于“世界工廠”的定位，碳排放量相比世界其他國家和地區(qū)較高，因此我國的“零碳”之路實(shí)施起來有著更大的挑戰(zhàn)性。為此我國制定了“兩步走”戰(zhàn)略——2030年前力爭碳排放達(dá)到“碳達(dá)峰”，爭取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”，這就是“雙碳”戰(zhàn)略。
電池產(chǎn)業(yè)助推能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型
在國家發(fā)布“雙碳”戰(zhàn)略背景下，能源的轉(zhuǎn)型工作將發(fā)揮重大作用。“雙碳”戰(zhàn)略對于電池產(chǎn)業(yè)而言也很重要。首先，通過電池產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)國家能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。目前，我國主要依賴煤炭、石油、天然氣等化石燃料，現(xiàn)在正在大力推動風(fēng)能、太陽能等清潔能源的普及，但是這兩種新能源供應(yīng)容易受到時(shí)間、季節(jié)、地理等外界因素影響，非常不穩(wěn)定，需要將電能存儲起來才能應(yīng)用。
其次，電池產(chǎn)業(yè)本身也要實(shí)現(xiàn)低碳化制造，這就需要全行業(yè)制定鋰電制造能耗的標(biāo)準(zhǔn)，通過標(biāo)準(zhǔn)化把整個(gè)鋰電制造過程、能耗計(jì)算、管理和優(yōu)化形成規(guī)范，通過規(guī)范化管理實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)。例如提升電池制備過程中的疊片/卷繞的效率，在大幅提升產(chǎn)能的同時(shí)并沒有成倍增加能耗，大幅降低了能耗系數(shù)，為對“雙碳”戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)。
大規(guī)模制造引發(fā)降本增效
鋰電裝備的未來發(fā)展，主要在于向大規(guī)模制造方向的轉(zhuǎn)型，并不斷提升鋰電制造的效率。雖然目前中國鋰電行業(yè)發(fā)展在全球處于領(lǐng)先地位，無論是產(chǎn)能還是規(guī)模都是最大，2023年我國動力和其他電池累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到778.1GWh，同比增長42.5%，但是成本仍然還有進(jìn)一步降低的空間。
主要原因是過去按照3C產(chǎn)品制造的理念管理整個(gè)鋰電行業(yè)，而不是采用大規(guī)模制造的思維。如果鋰電行業(yè)能夠參考芯片、機(jī)器人、鋼鐵、汽車行業(yè)的大規(guī)模制造思路，那么進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，減少碳排放都可以取得更大的成績。
就以鋰電池產(chǎn)品來講，目前鋰電池的成本大概在0.5元/Wh，通過擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，攤薄成本，有可能會降低到0.2元/Wh左右。
制定標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮關(guān)鍵性作用
要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，首先是要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，我國的電池結(jié)構(gòu)、尺寸規(guī)格、制造工藝流程、材料會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，而最大的障礙在于數(shù)據(jù)沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。雖然目前電池產(chǎn)品及測試標(biāo)準(zhǔn)相對完善，但是缺少完整產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，更缺少制造標(biāo)準(zhǔn)和裝備標(biāo)準(zhǔn)，對電池制造、使用、回收的標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步完善。
舉例來說，電池的尺寸規(guī)格就是一個(gè)突出的問題。目前鋰電行業(yè)有一百多種規(guī)格的電池，每種電池的體積、樣式、接口等不盡相同，同一功能的電池之間缺乏互換性。如果電池的尺寸規(guī)格能夠減少到不超過十種，差不多就能滿足所有應(yīng)用場景的需求，這也能從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的層面帶來更大的降本空間。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，電池的成本通過標(biāo)準(zhǔn)化可以降低30%~40%，還有助于提升產(chǎn)品合格率。因?yàn)橹圃鞓I(yè)的規(guī)律是，標(biāo)準(zhǔn)化程度每增加一倍，制造成本約下降10%~15%。因此要從整個(gè)應(yīng)用端來推動電池行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。
“便于回收”貫穿整個(gè)制造環(huán)節(jié)
鋰電池生命周期制造問題，也是整個(gè)電池回收的問題，通過電池回收可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好、資源節(jié)約、制造循環(huán)、成本降低等目標(biāo)。但現(xiàn)在的回收過程仍然存在很多問題，包括綜合回收率、材料回收成本和電池回收成本等。因此，全生命周期制造成本概念浮出水面。
全生命周期制造成本，是從電芯設(shè)計(jì)、制造、使用，到回收綜合衡量電池系統(tǒng)的體系，包含電芯制造成本、拆解成本、材料回收成本、材料合成成本、過程材料的損耗成本。
整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈要圍繞電池全生命周期循環(huán)的概念來設(shè)定全局目標(biāo)，而不是局限于某個(gè)方面。從礦山開采到電池材料的提取，再到整個(gè)材料的生產(chǎn);從材料到電池結(jié)構(gòu)，到制造和工藝，再到拆解、回收、材料再生都需要均衡發(fā)展，才能形成真正意義上的產(chǎn)業(yè)循環(huán)。
電池產(chǎn)業(yè)推行全生命周期循環(huán)經(jīng)濟(jì)和材料回收，能夠減少對原材料的需求，降低開采和加工原材料產(chǎn)生的碳排放。2020年鋰電池綜合回收率為92%，預(yù)計(jì)2025年綜合回收率可達(dá)到95%，到2040年的目標(biāo)是電池的綜合回收率達(dá)到99%。
在“雙碳”戰(zhàn)略的穩(wěn)步推進(jìn)作用下，綠色低碳的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念逐漸深入各行各業(yè)，代表新能源應(yīng)用的電池制造行業(yè)理所應(yīng)當(dāng)?shù)爻袚?dān)起社會責(zé)任和經(jīng)濟(jì)發(fā)展職責(zé)，為我國的“零碳”之路做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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