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歐盟動(dòng)力電池的發(fā)展
發(fā)布時(shí)間:2012-11-08  來(lái)源:中國(guó)工業(yè)網(wǎng) 
    歐洲地區(qū)鋰電產(chǎn)業(yè)雖處于幾乎空白的狀態(tài),但隨著鋰電池在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越成為現(xiàn)實(shí),在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用前景也越來(lái)越光明,鋰電產(chǎn)業(yè)在新能源產(chǎn)業(yè)中的地位日益重要起來(lái)。歐洲正在不遺余力開(kāi)始了追趕的進(jìn)程,代表性國(guó)家是德國(guó)和法國(guó)。

    在動(dòng)力鋰電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的發(fā)展方面,歐盟從2009 年開(kāi)始到現(xiàn)在,形成了一套成體系的發(fā)展戰(zhàn)略,簡(jiǎn)而言之就是:利用在汽車工業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位,以標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)為切入點(diǎn),力圖主導(dǎo)(至少也要成為主導(dǎo)者之一)全球電動(dòng)汽車及動(dòng)力鋰電池市場(chǎng),繼續(xù)維持在汽車工業(yè)領(lǐng)域乃至低碳經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)地位的同時(shí),推動(dòng)本地區(qū)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

表1  2011年德國(guó)和法國(guó)電動(dòng)汽車銷量
 

德國(guó)電動(dòng)汽車 法國(guó)電動(dòng)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(biāo)致iOn 208輛,雪鐵龍C-Zero 200輛,F(xiàn)ragerStromos 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(biāo)致iOn 640輛
 
1、二氧化碳排放目標(biāo)嚴(yán)格

    歐盟的汽車二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)是全球最嚴(yán)格的。歐盟計(jì)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(guó)的目標(biāo)是到2016 年平均二氧化碳排放155g/km;日本的目標(biāo)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(guó)家都把二氧化碳的排放作為燃油經(jīng)濟(jì)性的重要度量。

    在排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施日期上,歐盟采取了逐步推進(jìn)的辦法。根據(jù)通過(guò)的法案,到2014 年,歐盟境內(nèi)70%的輕型卡車新車應(yīng)滿足175g/km 的二氧化碳平均排放限值要求;2015 年和2016 年這個(gè)要求分別提高到75%和80%;從2017 年起,所有新車都應(yīng)滿足這一平均排放標(biāo)準(zhǔn);到2020 年,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)二氧化碳平均排放量控制在147g/km 的長(zhǎng)期目標(biāo)。如果汽車制造商生產(chǎn)的車輛二氧化碳排放量超標(biāo),就需要為每輛車交付一定數(shù)額的罰金。罰金采用逐級(jí)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(duì)于生產(chǎn)超低排放標(biāo)準(zhǔn)(低于50g/km)輕型卡車的車企,歐盟則是給予獎(jiǎng)勵(lì),獎(jiǎng)勵(lì)方式為增加統(tǒng)計(jì)時(shí)的車輛數(shù)目,如在2014 和2015 年,1輛超低排放的車輛將會(huì)被統(tǒng)計(jì)成3.5輛,2016 年2.5輛,2017 年為1.5輛,2018 年之后只能統(tǒng)計(jì)成1輛。

圖1主要國(guó)家二氧化碳排放目標(biāo)(g/km)


表2歐盟乘車EV化藍(lán)圖
 

歐盟乘用車EV化藍(lán)圖 時(shí)間 目標(biāo)
引入階段 2009~2011 年 對(duì)現(xiàn)有汽車進(jìn)行調(diào)整和改裝的同時(shí),導(dǎo)入極少量EV 和PHEV(純電動(dòng)模式下行駛距離在50km 以上的,下同)
過(guò)渡階段 2012~2016 年 累計(jì)實(shí)現(xiàn)100 萬(wàn)輛EV 和PHEV 上路
全面推廣階段 2017~2020 年 累計(jì)實(shí)現(xiàn)500 萬(wàn)輛EV 和PHEV 上路;電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)形成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,不需政府補(bǔ)貼就能贏得消費(fèi)者;電網(wǎng)和充電設(shè)施要能為消費(fèi)者提供自動(dòng)、便捷、高效的充電服務(wù)。
 
    在大力建設(shè)充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)方面,歐盟的做法是:解決充電站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)審批程序及相關(guān)法律問(wèn)題,由成員國(guó)政府為主解決;至于充電設(shè)施建設(shè),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(jìn)行。


表3 歐洲主要能源企業(yè)的電動(dòng)汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)


能源企業(yè) 合作車企 內(nèi)容
意大利國(guó)家電西班牙電力公司(Endesa)也參與其中力公司(Enel) 雷諾-日產(chǎn) 2010 年04 月08 日簽署合作協(xié)議,共同發(fā)展電動(dòng)汽車及相關(guān)配套設(shè)施,在意大利、西班牙和拉美對(duì)當(dāng)?shù)嘏涮壮潆娂夹g(shù)設(shè)施與雷諾-日產(chǎn)電動(dòng)汽車的兼容性進(jìn)行評(píng)測(cè)。Enel 子公司意大利國(guó)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(xié)議,共同在意大利羅馬、米蘭和比薩興建400 多座電動(dòng)汽車充電設(shè)施,以應(yīng)對(duì)2010 年的意大利電動(dòng)車項(xiàng)目。
德國(guó)萊茵集團(tuán)
(RWE)
戴姆勒-奔馳 2008 年09 月簽署合作協(xié)議,聯(lián)合于2009 年啟動(dòng)“柏林電動(dòng)汽車試驗(yàn)示范活動(dòng)”(E-Mobility Berlin),建設(shè)500 座充電設(shè)施。
德國(guó)意昂集團(tuán)
(E.ON)
大眾 2008 年07 月,德國(guó)政府與二者就混合動(dòng)力汽車開(kāi)發(fā)計(jì)劃(Hybrid Vehicle Program)簽署合作協(xié)議,內(nèi)容包括使用再生能源(如風(fēng)能,太陽(yáng)能)的充電電池以及充電設(shè)施的建設(shè)等

    與日本相比,德國(guó)在發(fā)展電動(dòng)汽車方面起步較晚,在混合動(dòng)力汽車方面落后于日本,所以德國(guó)政府加大馬力主攻電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車,力爭(zhēng)在世界電動(dòng)汽車市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位。

    德國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部,德國(guó)聯(lián)邦交通、建設(shè)與城市發(fā)展部,德國(guó)環(huán)境、自然保護(hù)與核安全部以及德國(guó)聯(lián)邦教育和科研部作為電動(dòng)汽車職能部門(mén),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、監(jiān)督電動(dòng)汽車國(guó)家計(jì)劃的執(zhí)行情況。2007年12月,《能源氣候一體化綱要》將促進(jìn)電動(dòng)汽車發(fā)展列為聯(lián)邦政府的工作目標(biāo)。隨后,德國(guó)經(jīng)濟(jì)部、交通部、環(huán)保部和教研部聯(lián)合成立了電動(dòng)汽車工作小組。2008年6月,支持電動(dòng)汽車首次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性運(yùn)營(yíng)。2008年11月,召開(kāi)“電動(dòng)汽車國(guó)家戰(zhàn)略會(huì)議”。2009年1月,德國(guó)出臺(tái)《一攬子經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃Ⅱ》,提出2009到2011年,聯(lián)邦政府為研發(fā)和推廣電動(dòng)汽車提供5億歐元資金支持。2009年9月,德國(guó)發(fā)布《國(guó)家電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃》。

    《國(guó)家電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃》是德國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車的綱領(lǐng)性文件,具有重要的戰(zhàn)略意義。該計(jì)劃將發(fā)展純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車作為主要技術(shù)路線,提出了德國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車的目標(biāo),即到2020年,在德國(guó)行駛的電動(dòng)汽車總量達(dá)到100萬(wàn)輛,并在重要的人口密集區(qū)建成全覆蓋的充電基礎(chǔ)設(shè)施;到2030年,德國(guó)電動(dòng)汽車數(shù)量超過(guò)500萬(wàn)輛;到2050年,德國(guó)城市交通基本擺脫化石燃料。德國(guó)聯(lián)邦政府希望通過(guò)發(fā)展電動(dòng)汽車,實(shí)現(xiàn)交通文化和城市空間規(guī)劃方面的突破。

    德國(guó)對(duì)于電動(dòng)汽車的資金支持,主要用于技術(shù)的研發(fā),而對(duì)電動(dòng)汽車的購(gòu)買(mǎi)者暫不提供購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼。預(yù)計(jì)到2011年底提供5億歐元資金,用來(lái)資助1個(gè)電池研究中心和8個(gè)電動(dòng)車城市試點(diǎn)項(xiàng)目,旨在進(jìn)一步促進(jìn)電動(dòng)汽車的研究和市場(chǎng)化。

    德國(guó)認(rèn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化是未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力的根基,所以大力推進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化。2010年9月下旬,德國(guó)汽車生產(chǎn)商奧迪寶馬、保時(shí)捷和大眾公司,聯(lián)合提出了電動(dòng)汽車充電用模塊連接器系統(tǒng)集成的全球標(biāo)準(zhǔn)。
而在荷蘭,政府為購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車的車主免除車輛購(gòu)置稅及公路稅,5年內(nèi)可節(jié)省稅金6,000歐元(約合5萬(wàn)元人民幣)。

2、通過(guò)并購(gòu)和引進(jìn)快速介入已較成熟的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)

    在即將到來(lái)的電動(dòng)汽車時(shí)代,動(dòng)力電池的重要性日益突出起來(lái),成了歐盟不可能放棄的、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前來(lái)看,最適合的動(dòng)力電池就是鋰電池,包括現(xiàn)在的鋰離子電池和以后的第二代、第三代鋰電池。因此,關(guān)于鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,歐盟已經(jīng)有了一個(gè)比較清晰的路線圖,簡(jiǎn)單而言就是:現(xiàn)有的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)(包括關(guān)鍵材料)通過(guò)并購(gòu)快速介入,同時(shí)主攻下一代鋰電池的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

    現(xiàn)有的鋰離子電池產(chǎn)業(yè),歐盟從材料到電池包括配套產(chǎn)業(yè)體系在內(nèi)幾乎一片空白,再?gòu)牧汩_(kāi)始追趕東亞三國(guó),不太現(xiàn)實(shí),因此,歐盟采取的主要策略是以下游應(yīng)用推動(dòng)本地區(qū)企業(yè)并購(gòu),以此快速介入鋰電池領(lǐng)域;同時(shí),歡迎其他地區(qū)企業(yè)拿著自有核心技術(shù)到歐洲來(lái)建廠生產(chǎn)。雷諾通過(guò)日產(chǎn)控股AESC,并在法國(guó)、英國(guó)、葡萄牙等國(guó)大力興建動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)基地。博世與三星SDI 合資組建SBL 公司,由SBL 在德國(guó)興建電池組的組裝工廠。大陸集團(tuán)(Continental AG)是日本英耐時(shí)的最大股東,且同時(shí)在德國(guó)本土建立鋰電池生產(chǎn)和組裝工廠。麥格納在購(gòu)買(mǎi)了韓國(guó)的鋰電技術(shù)后,依托麥格納斯太爾在奧地利投資興建鋰電池生產(chǎn)和組裝工廠,就近供應(yīng)歐洲的電動(dòng)汽車市場(chǎng)。

    法國(guó)Saft 與美國(guó)江森自控(JCI)合資組建JCS,并將鋰電池業(yè)務(wù)全部移至JCS,目前JCS 有美國(guó)化的趨勢(shì)。美國(guó)賓夕法尼亞州的LTC(Lithium Technology Corporation)于2002年收購(gòu)了德國(guó)GAIA(GAIA Europe Akkumulatorenwerke GmbH)公司,將之設(shè)為其在歐洲的研發(fā)和制造基地。丹麥Brian Hoehl 及Lars Munksø 聯(lián)合臺(tái)灣有量科技合資組建PositiveEnergies,進(jìn)行動(dòng)力鋰電池的組裝。歐洲電池公司(EB)通過(guò)與美國(guó)K2 能源公司合作,在芬蘭Varkaus 建設(shè)一個(gè)占地面積達(dá)9 萬(wàn)平方英尺的生產(chǎn)基地,生產(chǎn)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(guó)贏創(chuàng)集團(tuán)、法國(guó)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(chǎn)能只有30 萬(wàn)只左右,合作車企確定的只有戴姆勒。

    雷諾-日產(chǎn)-NEC 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

    雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟是所有傳統(tǒng)老牌車企中,在純電動(dòng)車發(fā)展方面態(tài)度是最積極的,行動(dòng)上也走在最前面。目前,在混合動(dòng)力車和純電動(dòng)車市場(chǎng),已經(jīng)形成雷諾-日產(chǎn)-NEC 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。雷諾控股日產(chǎn),日產(chǎn)控股AESC。雷諾的車用電池全部將由AESC 提供,相關(guān)的動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目也很可能交由AESC 實(shí)際操作。

    在法國(guó)政府推出一攬子計(jì)劃,明確表態(tài)要大力發(fā)展混合動(dòng)力車和純電動(dòng)車的時(shí)候,雷諾加快了電動(dòng)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(dòng)車,并從2012 年開(kāi)始批量生產(chǎn)。

    博世(BOSCH):SBL與三星SDI合作
 

    博世由羅伯特·博世于1886 年在德國(guó)斯圖加特創(chuàng)辦,有100多年歷史,已發(fā)展成為一個(gè)綜合性跨國(guó)企業(yè)集團(tuán),擁有汽車技術(shù)部、消費(fèi)品與智能建筑技術(shù)部和工業(yè)技術(shù)部3 個(gè)大事業(yè)部,在世界500 強(qiáng)中穩(wěn)居前100 位。博世的汽車技術(shù)部是世界最大的汽車零部件供應(yīng)商,擁有汽油系統(tǒng)、柴油系統(tǒng)、底盤(pán)系統(tǒng)、能源及車身系統(tǒng)、汽車多媒體、汽車電子、采埃孚轉(zhuǎn)向機(jī)系統(tǒng)和售后市場(chǎng)等八大部門(mén)。

    博世在新能源汽車技術(shù)方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn),其在蓄電池、電力驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、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(lián)式和混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的各種配件,包括大功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、功率電子設(shè)備和直流電壓變換器。

    博世選擇了世界第二大鋰電池生產(chǎn)商韓國(guó)三星SDI作為動(dòng)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(guó)水原正式成立并投入運(yùn)營(yíng),旨在開(kāi)發(fā)、制造和銷售面向汽車應(yīng)用的動(dòng)力鋰電池及管理系統(tǒng)。電池的核心技術(shù)由三星SDI 提供,系統(tǒng)制造和銷售推廣由博世負(fù)責(zé)。三星SDI 的樸英宇和博世的Joachim Fetzer 將共同領(lǐng)導(dǎo)該公司。雙方將在未來(lái)5 年內(nèi)對(duì)SB LiMotive 投資3~4 億美元。

    SB LiMotive的鋰電池生產(chǎn)基地在韓國(guó)蔚山市,SB LiMotive 雄心勃勃,計(jì)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(lǐng)全球汽車動(dòng)力電池市場(chǎng)30%的份額。

3、聚焦下一代鋰電池的研發(fā)

    在即將到來(lái)的電動(dòng)汽車時(shí)代,動(dòng)力電池的重要性日益突出起來(lái),成了歐盟不可能放棄的、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而從目前來(lái)看,最適合的動(dòng)力電池就是鋰電池,包括現(xiàn)在的鋰離子電池和以后的第二代、第三代鋰電池。因此,關(guān)于鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,歐盟已經(jīng)有了一個(gè)比較清晰的路線圖,簡(jiǎn)單而言就是:現(xiàn)有的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)(包括關(guān)鍵材料)通過(guò)并購(gòu)快速介入,同時(shí)主攻下一代鋰電池的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

    歐盟更看重下一代鋰電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化

    雖然解決眼前的電動(dòng)汽車動(dòng)力問(wèn)題很重要,但歐盟更看重下一代鋰電池的研究開(kāi)發(fā)。以德國(guó)為例,德國(guó)政府已經(jīng)確定到2015 年,動(dòng)力電池系統(tǒng)要達(dá)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(dá)到250Wh/kg 以上,這幾乎就是現(xiàn)有鋰離子電池技術(shù)發(fā)展的極限。然而,德國(guó)的多數(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)把這個(gè)目標(biāo)定得更高,普遍制定的電池系統(tǒng)能量密度目標(biāo)達(dá)到了1,000Wh/kg。歐盟要致力于開(kāi)發(fā)第二代甚至是第三代鋰電池。只有這樣,才能夠?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”,趕超東亞和美國(guó)。不僅僅是科研機(jī)構(gòu)這樣想,一些企業(yè)也是這樣想。

    法國(guó)BatScap 公司就獨(dú)辟蹊徑,一直致力于開(kāi)發(fā)鋰金屬聚合物電池LMP(正極材料采用金屬鋰),目前已經(jīng)做到了可以實(shí)用,300kg 的動(dòng)力鋰電池組容量為30kWh,20 萬(wàn)公里免維護(hù);電池組能量密度達(dá)到了100Wh/kg,不輸于現(xiàn)在鋰離子電池。而且,從理論上講,LMP 技術(shù)還有很大的提升空間。當(dāng)然,目前該技術(shù)離市場(chǎng)化還有一段距離。

    歐盟代表性成員國(guó)德國(guó)在高校之外共有4 個(gè)國(guó)家級(jí)大科研機(jī)構(gòu),分別是亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)(Helmholtz)、馬克斯•普朗克學(xué)會(huì)、萊布尼茲聯(lián)合會(huì)及弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)。其中,亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)最大,由17 家國(guó)家科研中心和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室組成,主體科研經(jīng)費(fèi)(大概占其總經(jīng)費(fèi)的80%)中的90%來(lái)自德國(guó)聯(lián)邦政府,另外10%來(lái)自各州政府。2010 年度亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)的科研經(jīng)費(fèi)超過(guò)33 億歐元,相當(dāng)于另外3 家科研機(jī)構(gòu)的總和。




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