汽车业的未来,押宝在电池身上

神译局 · 2021-02-23
电池正在掀起全球的淘金热。

神译局是36氪旗下编译团队,关注科技、商业、职场、生活等领域,重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。

编者按:随着各方面的条件逐渐跟上,未来10年被广泛视为电动车走向普及的十年。电动车的更新换代将会带来巨大的商机。为此,从既有企业到初创企业再到投资者都掀起了一股淘金热,他们纷纷投入人力物力财力,押注到一个对电动车不可或缺的部件上:电池。Jack Ewing与Ivan Penn聚焦了电池的最新发展动态,原文发表在《纽约时报》上,标题是:The Auto Industry Bets Its Future on Batteries

划重点:

未来十年将是电动车的天下,到2030年,电动汽车将会占到新车销量的18%。

电池是电动车的关键部件,推动力全球的淘金热

未来十年中国对电池生产的主导地位不会改变

电池行业的首要任务是让电池变得更加便宜

从长远来看,电池行业的圣杯是固态电池

当通用汽车,大众汽车以及福特汽车等汽车制造商纷纷对过渡到电动化、零排放的未来做出大胆承诺时,有一件事变得显而易见:它们会需要大量电池。

这个必不可少的部件已经供不应求,推动了全球的一股淘金热,投资者、老牌公司以及初创公司纷至沓来,它们竞相开发技术,设立生产数百万辆电动汽车所需的工厂。

长期以来,电池,这个一直都被认为是最乏味的汽车部件之一,现在可能已成为汽车行业最令人兴奋的组成部分。最近50年以来,汽车制造业一直都没有发生过根本性的变化,而且几乎没有盈利,但电池业的创新时机已经成熟。技术的发展步伐让人回想起个人计算机,手机甚至汽车的早期,而资本的涌入有可能造就下一个史蒂夫·乔布斯或者亨利·福特。

根据能源研究和咨询公司Wood Mackenzie的估计,到2030年,电动汽车将会占到新车销量的18%。这会导致对电池需求增长到工厂目前生产能力的八倍。这还只是保守的估计。一些分析师预计,电动汽车的销售会增长更快。

为了拿到可以用最低价格和最紧凑包装提供最大能量的化学配方,汽车制造商正进行激烈竞争。通用汽车上个月宣布,自己将在被决策者和环保主义者广泛认为是具有里程碑意义的2035年实现全电动化。但是,对于电池行业的很多人来说,该公司只是把显而易见的事情说出来了。

卡内基梅隆大学研究电池技术的副教授Venkat Viswanathan表示:“这是一波重大宣告当中的最后一个,从而明白无误地表明了电动汽车已经到来。”

电池制造主要由特斯拉、松下、乐金化学(LG Chem),比亚迪以及SK Innovation等公司主导——几乎都是中国、日本或韩国的公司。但是,也有很多新玩家加入了这场游戏。而担心错失巨大利润的投资者,开始向他们认为已接近取得突破的初创公司砸钱。

阿斯顿·马丁的前首席执行官,现在是电池初创公司InoBat Auto的非执行副主席的安迪·帕尔默(Andy Palmer)说:“我认为我们还处在起步阶段。但现在是钱比想法多。”

硅谷初创公司QuantumScape的投资方包括大众汽车和比尔·盖茨。该公司正在研究一种可以让电池变得更便宜,更可靠,充电更快的技术。但是它没有取得实质性的销售结果,而且可能没法生产和销售电池。但是,股市的投资者认为,这家公司比法国汽车制造商雷诺(Renault)更有价值。

中国和欧盟的政府资金都在给电池技术注资。中国认为,电池对于主导电动汽车行业的抱负至关重要。因此,宁德时代似乎在一夜之间成为全球最大的电池供应商之一。

欧盟正在为电池生产提供补贴,以避免要对亚洲供应商形成依赖,同时也是为了维持汽车产业的岗位。上个月,欧盟的行政部门欧盟委员会宣布了一项29亿欧元的基金,用于支持电池制造和研究。

咨询公司埃森哲(Accenture)称,这是在欧洲各国政府和汽车制造商已经承诺的投入到电动汽车和电池的超过600亿欧元的基础上追加的。特斯拉会获得部分政府资金,以奖励该公司要在柏林附近设立工厂的决定。

按照拜登总统对气候变化的关注及对电动汽车的热爱,美国也有望会推动该行业的发展。在去年的竞选广告中,拥有一辆1967年款雪佛兰克尔维特(Chevrolet Corvette)的拜登说,如果通用决定要造电动汽车的话,他期待能开一辆那款车的电动版。

美国有几家电池厂正处于计划或建设阶段,其中包括通用汽车与LG在俄亥俄州建立的一家工厂,但分析人士说,美国联邦政府对电动汽车和电池生产的激励措施对于在美国创造一个蓬勃发展的产业至关重要。获政府资助的研究人员以及像QuantumScape和特斯拉(去年秋天,该公司曾概要介绍了自己的降低成本和改善电池性能的计划)这样的美国公司也会取得技术进展。

美国能源部下属的美国国家可再生能源实验室综合移动科学中心(Center for Integrated Mobility Sciences)小组经理Margaret Mann说:“毫无疑问,中国会大力促进制造业和新发展。”在谈到美国在电池生产领域取得进展的能力时她说:“我并不悲观。但是我认为还没有解决完所有的问题。”

本领域的企业家则说,这个行业还处于初期发展阶段,美国公司仍有可能超越目前主导该行业的亚洲生产商

QuantumScape是总部位于加利福尼亚州圣何塞的电池公司,其首席执行官Jagdeep Singh说:“今天的电池缺乏竞争力。电池有着巨大潜力,对于可再生能源经济至关重要,但必须变得更好才行。”

在大多数情况下,所有投入到电池技术的资金都是好消息。这是用资本主义来解决全球问题。但是,汽车行业的这种重新洗牌也会造成部分人受到伤害,比方说为内燃机车和卡车制造零件的公司,或押错技术的汽车制造商和投资者。

美国阿尔贡国家实验室储能科学合作中心(Argonne National Laboratory’s Collaborative Center for Energy Storage Science)主任Venkat Srinivasan说:“电池创新绝非一蹴而就。这可能需要花费很多年的时间。什么样的事情都有可能发生。”

大多数专家确信,对电池的需求会推动中国的发展,电池使用的大多数金属都将由中国来提炼,而且超过70%的电池会在这里生产。根据德国管理咨询公司罗兰•贝格(Roland Berger)的预测,尽管欧洲和美国均制定了雄心勃勃的扩产计划,但中国对电池生产的控制在未来十年内只会稍有松动。

Freyr正在挪威北部建立一座电池厂,打算利用该地区丰富的风能和水力发电。该公司首席执行官Tom Einar Jensen说,电池生产有着“深远的地缘政治影响”。他还补充说:“欧洲汽车业不想过于依赖整个亚洲尤其是中国的进口。”

作为拟议中的与Alussa Energy Acquisition Corp(空壳公司)进行合并计划的一部分,Freyr计划要融资8.5亿美元。该交易已于一月份宣布,从而让Freyr得以在纽约证券交易所上市。该公司计划利用24M Technologies开发的技术来制造电池。

电池行业的首要任务是让电池变得更加便宜。Srinivasan说,用于中型车的电动汽车电池成本约为15000美元,大约是电动汽车能为大众接受所需价格的两倍。

罗兰·贝格表示,成本的节省可以通过数十项小改进(比方说在汽车厂附近生产电池以避免运输成本)来实现。另外,由于制造工艺效率低下,制造电池的材料约有10%是被浪费掉的。

但是,在最近的一项研究中,罗兰·贝格也警告说,需求的增长可能会推高锂、钴以及镍等原材料的价格,从而将部分效率提升给抵消掉。汽车业正在跟(需要电池来储存间歇性风能和太阳能的)电力公司以及其他的能源公司争夺电池,从而进一步推动了需求。

美国储能协会(United States Energy Storage Association)临时首席执行官Jason Burwen表示:“今年可能会出现供应短缺的局面。”

为了实现用更廉价更常见的材料取代昂贵的矿物质,已经涌现了一批新公司。位于加利福尼亚州圣何塞的OneD Material就是其中的一家。该公司制造的用于阳极的物质看起来就像是用过的咖啡渣。这种材料由硅制成,而硅的储量丰富且廉价,可以减少对更稀有且更昂贵的石墨的需求。

从长远来看,这个行业的圣杯是固态电池。固态电池用固态的锂化合物层代替作为大多数电池核心的液态锂溶液。固态电池会更稳定并且不易过热,从而缩短了充电时间。而且也会减轻电池的重量。

丰田汽车等公司已经对该技术进行了大量投资,而且也已经成功地制造了一些固态电池。困难之处在于用合理的成本批量生产这种电池。 QuantumScape之所以能引起大家的兴奋,也是因为该公司宣称已经找到了一种材料,称这种材料能够解决固态电池批量生产的主要障碍之一,即一旦存在瑕疵电池很容易就会短路的问题。

尽管如此,业内大多数人仍然预计固态电池要到2030年左右才能广泛使用。特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)在最近与分析师的电话会议上说,批量生产电池是“这个世界上最困难的事情。做出原型很容易。但规模化生产非常困难。”

可以肯定的是:现在是攻读电化学学位的好时机。那些了解锂、镍、钴以及其他材料特性的人之于电池,就像写软件的之于计算机一样。

比方说,1990年代在布拉格长大的Jakub Reiter从小对电池化学就一直很着迷,但那时候这这个职业似乎跟热门不沾边。

2011年,Reiter到德国攻读研究生,然后被猎头挖到宝马,因为后者想了解电池的基础科学。去年,InoBat再次挖走了他,希望后者能帮助公司在斯洛伐克建立工厂。这是大众、起亚、标致以及捷豹路虎都有生产基地的地方。

Reiter现在是InoBat的科学负责人,后者的技术让客户能够快速开发用于不同用途的电池,比方说通勤车的低成本电池或跑车的高性能电池。

Reiter说:“二十年前,没人关心电池。”但现在的竞争非常激烈,“这会是一场大战。”

译者:boxi。

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